è in grado di visualizzarlo opportunamente.
Per realizzare quanto voluto useremo in sequenza i programmi \cmd{barcode} e
-\cmd{gs}, il primo infatti è in grado di generare immagini postscript di
+\cmd{gs}, il primo infatti è in grado di generare immagini PostScript di
codici a barre corrispondenti ad una qualunque stringa, mentre il secondo
serve per poter effettuare la conversione della stessa immagine in formato
JPEG. Usando una pipe potremo inviare l'output del primo sull'input del
Una volta create le pipe, il programma può creare (\texttt{\small 13-17}) il
primo processo figlio, che si incaricherà (\texttt{\small 19--25}) di eseguire
\cmd{barcode}. Quest'ultimo legge dallo standard input una stringa di
-caratteri, la converte nell'immagine postscript del codice a barre ad essa
+caratteri, la converte nell'immagine PostScript del codice a barre ad essa
corrispondente, e poi scrive il risultato direttamente sullo standard output.
Per poter utilizzare queste caratteristiche prima di eseguire \cmd{barcode} si
\func{dup2}. Si ricordi che invocando \func{dup2} il secondo file, qualora
risulti aperto, viene, come nel caso corrente, chiuso prima di effettuare la
duplicazione. Allo stesso modo, dato che \cmd{barcode} scrive l'immagine
-postscript del codice a barre sullo standard output, per poter effettuare una
+PostScript del codice a barre sullo standard output, per poter effettuare una
ulteriore redirezione il capo in lettura della seconda pipe viene chiuso
(\texttt{\small 22}) mentre il capo in scrittura viene collegato allo standard
output (\texttt{\small 23}).
In questo modo all'esecuzione (\texttt{\small 25}) di \cmd{barcode} (cui si
passa in \var{size} la dimensione della pagina per l'immagine) quest'ultimo
leggerà dalla prima pipe la stringa da codificare che gli sarà inviata dal
-padre, e scriverà l'immagine postscript del codice a barre sulla seconda.
+padre, e scriverà l'immagine PostScript del codice a barre sulla seconda.
Al contempo una volta lanciato il primo figlio, il processo padre prima chiude
(\texttt{\small 26}) il capo inutilizzato della prima pipe (quello in input) e
29}) che l'esecuzione di \cmd{barcode} sia completata.
Alla conclusione della sua esecuzione \cmd{barcode} avrà inviato l'immagine
-postscript del codice a barre sul capo in scrittura della seconda pipe; a
+PostScript del codice a barre sul capo in scrittura della seconda pipe; a
questo punto si può eseguire la seconda conversione, da PS a JPEG, usando il
programma \cmd{gs}. Per questo si crea (\texttt{\small 30--34}) un secondo
processo figlio, che poi (\texttt{\small 35--42}) eseguirà questo programma
-leggendo l'immagine postscript creata da \cmd{barcode} dallo standard input,
+leggendo l'immagine PostScript creata da \cmd{barcode} dallo standard input,
per convertirla in JPEG.
Per fare tutto ciò anzitutto si chiude (\texttt{\small 37}) il capo in
quanto funzionante, è (volutamente) codificato in maniera piuttosto complessa,
inoltre nella pratica sconta un problema di \cmd{gs} che non è in
grado\footnote{nella versione GNU Ghostscript 6.53 (2002-02-13).} di
-riconoscere correttamente l'encapsulated postscript, per cui deve essere usato
-il postscript e tutte le volte viene generata una pagina intera, invece che
+riconoscere correttamente l'Encapsulated PostScript, per cui deve essere usato
+il PostScript e tutte le volte viene generata una pagina intera, invece che
una immagine delle dimensioni corrispondenti al codice a barre.
Se si vuole generare una immagine di dimensioni appropriate si deve usare un
};
char content[]="Content-type: image/png\n\n";
int i;
- /* write mime-type to stout */
+ /* write mime-type to stdout */
write(STDOUT_FILENO, content, strlen(content));
/* execute chain of command */
for (i=0; i<4; i++) {
una per scrivere), le cose diventano invece molto più complesse quando si
vuole effettuare una comunicazione fra il server ed un numero imprecisato di
client; se il primo infatti può ricevere le richieste attraverso una fifo
-``nota'', per le risposte non si può fare altrettanto, dato che, per la
-struttura sequenziale delle fifo, i client dovrebbero sapere, prima di
+``\textsl{nota}'', per le risposte non si può fare altrettanto, dato che, per
+la struttura sequenziale delle fifo, i client dovrebbero sapere, prima di
leggerli, quando i dati inviati sono destinati a loro.
Per risolvere questo problema, si può usare un'architettura come quella
Quando l'oggetto viene creato i campi \var{cuid} e \var{uid} di
\struct{ipc\_perm} ed i campi \var{cgid} e \var{gid} vengono settati
-rispettivamente al valore dell'userid e del groupid effettivo del processo che
+rispettivamente al valore dell'user-ID e del group-ID effettivo del processo che
ha chiamato la funzione, ma, mentre i campi \var{uid} e \var{gid} possono
essere cambiati, i campi \var{cuid} e \var{cgid} restano sempre gli stessi.
\begin{itemize}
\item se il processo ha i privilegi di amministratore l'accesso è sempre
consentito.
-\item se l'userid effettivo del processo corrisponde o al valore del campo
+\item se l'user-ID effettivo del processo corrisponde o al valore del campo
\var{cuid} o a quello del campo \var{uid} ed il permesso per il proprietario
in \var{mode} è appropriato\footnote{per appropriato si intende che è
settato il permesso di scrittura per le operazioni di scrittura e quello
di lettura per le operazioni di lettura.} l'accesso è consentito.
-\item se il groupid effettivo del processo corrisponde o al
+\item se il group-ID effettivo del processo corrisponde o al
valore del campo \var{cgid} o a quello del campo \var{gid} ed il permesso
per il gruppo in \var{mode} è appropriato l'accesso è consentito.
\item se il permesso per gli altri è appropriato l'accesso è consentito.
kernel, andando a modificarne la definizione nei relativi header file. A
partire dal kernel 2.4.x è possibile cambiare questi valori a sistema attivo
scrivendo sui file \file{shmmni}, \file{msgmni} e \file{sem} di
- \file{/proc/sys/kernel} o con l'uso di \texttt{syscntl}.} e per ciascuno di
+ \file{/proc/sys/kernel} o con l'uso di \func{sysctl}.} e per ciascuno di
essi viene mantenuto in \var{seq} un numero di sequenza progressivo che viene
incrementato di uno ogni volta che l'oggetto viene cancellato. Quando
l'oggetto viene creato usando uno spazio che era già stato utilizzato in
Le code di messaggi sono caratterizzate da tre limiti fondamentali, definiti
negli header e corrispondenti alle prime tre costanti riportate in
\tabref{tab:ipc_msg_limits}, come accennato però in Linux è possibile
-modificare questi limiti attraverso l'uso di \func{syscntl} o scrivendo nei
+modificare questi limiti attraverso l'uso di \func{sysctl} o scrivendo nei
file \file{msgmax}, \file{msgmnb} e \file{msgmni} di \file{/proc/sys/kernel/}.
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\normalsize
- \caption{La struttura \structd{msgid\_ds}, associata a ciascuna coda di
+ \caption{La struttura \structd{msqid\_ds}, associata a ciascuna coda di
messaggi.}
- \label{fig:ipc_msgid_ds}
+ \label{fig:ipc_msqid_ds}
\end{figure}
A ciascuna coda è associata una struttura \struct{msgid\_ds}, la cui
-definizione, è riportata in \secref{fig:ipc_msgid_ds}. In questa struttura il
+definizione, è riportata in \secref{fig:ipc_msqid_ds}. In questa struttura il
kernel mantiene le principali informazioni riguardo lo stato corrente della
coda.\footnote{come accennato questo vale fino ai kernel della serie 2.2.x,
essa viene usata nei kernel della serie 2.4.x solo per compatibilità in
sia una differenza con i campi mostrati nello schema di
\figref{fig:ipc_mq_schema} che sono presi dalla definizione di
\file{linux/msg.h}, e fanno riferimento alla definizione della omonima
- struttura usata nel kernel.} In \figref{fig:ipc_msgid_ds} sono elencati i
+ struttura usata nel kernel.} In \figref{fig:ipc_msqid_ds} sono elencati i
campi significativi definiti in \file{sys/msg.h}, a cui si sono aggiunti gli
ultimi tre campi che sono previsti dalla implementazione originale di System
V, ma non dallo standard Unix98.
riceveranno un errore di \errcode{EIDRM}, e tutti processi in attesa su
funzioni di di lettura o di scrittura sulla coda saranno svegliati ricevendo
il medesimo errore. Questo comando può essere eseguito solo da un processo
- con userid effettivo corrispondente al creatore o al proprietario della
+ con user-ID effettivo corrispondente al creatore o al proprietario della
coda, o all'amministratore.
\item[\const{IPC\_SET}] Permette di modificare i permessi ed il proprietario
della coda, ed il limite massimo sulle dimensioni del totale dei messaggi in
utilizzando il valore del contatore come indicatore del ``numero di risorse''
ancora disponibili.
-Il sistema di comunicazione interprocesso di \textit{SysV IPC} prevede anche i
+Il sistema di comunicazione inter-processo di \textit{SysV IPC} prevede anche i
semafori, ma gli oggetti utilizzati non sono semafori singoli, ma gruppi di
semafori detti \textsl{insiemi} (o \textit{semaphore set}); la funzione che
permette di creare o ottenere l'identificatore di un insieme di semafori è
\item[\const{IPC\_RMID}] Rimuove l'insieme di semafori e le relative strutture
dati, con effetto immediato. Tutti i processi che erano stato di
\textit{sleep} vengono svegliati, ritornando con un errore di
- \errcode{EIDRM}. L'userid effettivo del processo deve corrispondere o al
+ \errcode{EIDRM}. L'user-ID effettivo del processo deve corrispondere o al
creatore o al proprietario dell'insieme, o all'amministratore. L'argomento
\param{semnum} viene ignorato.
\item[\const{IPC\_SET}] Permette di modificare i permessi ed il proprietario
dell'insieme. I valori devono essere passati in una struttura
\struct{semid\_ds} puntata da \param{arg.buf} di cui saranno usati soltanto i
campi \var{sem\_perm.uid}, \var{sem\_perm.gid} e i nove bit meno
- significativi di \var{sem\_perm.mode}. L'userid effettivo del processo deve
+ significativi di \var{sem\_perm.mode}. L'user-ID effettivo del processo deve
corrispondere o al creatore o al proprietario dell'insieme, o
all'amministratore. L'argomento \param{semnum} viene ignorato.
\item[\const{GETALL}] Restituisce il valore corrente di ciascun semaforo
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
\begin{lstlisting}{}
-/*
- * Function MutexCreate: create a mutex/semaphore
- */
+/* Function MutexCreate: create a mutex/semaphore */
int MutexCreate(key_t ipc_key)
{
const union semun semunion={1}; /* semaphore union structure */
}
return sem_id;
}
-/*
- * Function MutexFind: get the semaphore/mutex Id given the IPC key value
- */
+/* Function MutexFind: get the semaphore/mutex Id given the IPC key value */
int MutexFind(key_t ipc_key)
{
return semget(ipc_key,1,0);
}
-/*
- * Function MutexRead: read the current value of the mutex/semaphore
- */
+/* Function MutexRead: read the current value of the mutex/semaphore */
int MutexRead(int sem_id)
{
return semctl(sem_id, 0, GETVAL);
}
-/*
- * Define sembuf structures to lock and unlock the semaphore
- */
+/* Define sembuf structures to lock and unlock the semaphore */
struct sembuf sem_lock={ /* to lock semaphore */
0, /* semaphore number (only one so 0) */
-1, /* operation (-1 to use resource) */
0, /* semaphore number (only one so 0) */
1, /* operation (1 to release resource) */
SEM_UNDO}; /* flag (in this case 0) */
-/*
- * Function MutexLock: to lock a mutex/semaphore
- */
+/* Function MutexLock: to lock a mutex/semaphore */
int MutexLock(int sem_id)
{
return semop(sem_id, &sem_lock, 1);
}
-/*
- * Function MutexUnlock: to unlock a mutex/semaphore
- */
+/* Function MutexUnlock: to unlock a mutex/semaphore */
int MutexUnlock(int sem_id)
{
return semop(sem_id, &sem_ulock, 1);
+}
+/* Function MutexRemove: remove a mutex/semaphore */
+int MutexRemove(int sem_id)
+{
+ return semctl(sem_id, 0, IPC_RMID);
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\label{fig:ipc_mutex_create}
\end{figure}
-La prima funzione (\texttt{\small 1--17}) è \func{MutexCreate} che data una
+La prima funzione (\texttt{\small 2--15}) è \func{MutexCreate} che data una
chiave crea il semaforo usato per il mutex e lo inizializza, restituendone
-l'identificatore. Il primo passo (\texttt{\small 8}) è chiamare \func{semget}
+l'identificatore. Il primo passo (\texttt{\small 6}) è chiamare \func{semget}
con \const{IPC\_CREATE} per creare il semaforo qualora non esista,
assegnandogli i privilegi di lettura e scrittura per tutti. In caso di errore
-(\texttt{\small 9--11}) si ritorna subito il risultato di \func{semget},
-altrimenti (\texttt{\small 12}) si inizializza il semaforo chiamando
+(\texttt{\small 7--9}) si ritorna subito il risultato di \func{semget},
+altrimenti (\texttt{\small 10}) si inizializza il semaforo chiamando
\func{semctl} con il comando \const{SETVAL}, utilizzando l'unione
-\struct{semunion} dichiarata ed avvalorata in precedenza (\texttt{\small 6})
+\struct{semunion} dichiarata ed avvalorata in precedenza (\texttt{\small 4})
ad 1 per significare che risorsa è libera. In caso di errore (\texttt{\small
- 13--16}) si restituisce il valore di ritorno di \func{semctl}, altrimenti si
-ritorna l'identificatore del semaforo.
+ 11--13}) si restituisce il valore di ritorno di \func{semctl}, altrimenti
+(\texttt{\small 14}) si ritorna l'identificatore del semaforo.
-La seconda funzione (\texttt{\small 18--24}) è \func{MutexFind}, che data una
+La seconda funzione (\texttt{\small 17--20}) è \func{MutexFind}, che, data una
chiave, restituisce l'identificatore del semaforo ad essa associato. La
-comprensione del suo funzionamento è immediata in quanto è solo un
+comprensione del suo funzionamento è immediata in quanto essa è soltanto un
\textit{wrapper}\footnote{si chiama così una funzione usata per fare da
\textsl{involucro} alla chiamata di un altra, usata in genere per
semplificare un'interfaccia (come in questo caso) o per utilizzare con la
stessa funzione diversi substrati (librerie, ecc.) che possono fornire le
- stesse funzionalità.} di \func{semget} per cercare l'identificatore
-associato alla chiave, restituendo direttamente il valore di ritorno della
-funzione.
+ stesse funzionalità.} di una chiamata a \func{semget} per cercare
+l'identificatore associato alla chiave, il valore di ritorno di quest'ultima
+viene passato all'indietro al chiamante.
-La terza funzione (\texttt{\small 25--31}) è \func{MutexRead} che, dato
-l'identificatore, restituisce il valore del mutex. Anche in questo caso la
-funzione è un \textit{wrapper} per la chiamata di \func{semctl}, questa volta
-con il comando \const{GETVAL}, che permette di restituire il valore del
-semaforo.
+La terza funzione (\texttt{\small 22--25}) è \func{MutexRead} che, dato un
+identificatore, restituisce il valore del semaforo associato al mutex. Anche
+in questo caso la funzione è un \textit{wrapper} per una chiamata a
+\func{semctl} con il comando \const{GETVAL}, che permette di restituire il
+valore del semaforo.
-La quarta e la quinta funzione (\texttt{\small 43--56}) sono \func{MutexLock},
+La quarta e la quinta funzione (\texttt{\small 36--44}) sono \func{MutexLock},
e \func{MutexUnlock}, che permettono rispettivamente di bloccare e sbloccare
il mutex. Entrambe fanno da wrapper per \func{semop}, utilizzando le due
strutture \var{sem\_lock} e \var{sem\_unlock} definite in precedenza
-(\texttt{\small 32--42}). Si noti come per queste ultime si sia fatto uso
+(\texttt{\small 27--34}). Si noti come per queste ultime si sia fatto uso
dell'opzione \const{SEM\_UNDO} per evitare che il semaforo resti bloccato in
caso di terminazione imprevista del processo.
+L'ultima funzione (\texttt{\small 46--49}) della serie, è \func{MutexRemove},
+che rimuove il mutex. Anche in questo caso si ha un wrapper per una chiamata a
+\func{semctl} con il comando \const{IPC\_RMID}, che permette di cancellare il
+smemaforo; il valore di ritorno di quest'ultima viene passato all'indietro.
+
Chiamare \func{MutexLock} decrementa il valore del semaforo: se questo è
libero (ha già valore 1) sarà bloccato (valore nullo), se è bloccato la
chiamata a \func{semop} si bloccherà fintanto che la risorsa non venga
(bloccare la risorsa quando questa è considerata libera). Si tenga presente
che usare \func{MutexRead} per controllare il valore dei mutex prima di
proseguire non servirebbe comunque, dato che l'operazione non sarebbe atomica.
-Vedremo in \secref{sec:ipc_posix_sem} come è possibile ottenere un'interfaccia
-analoga senza questo problemi usando il file locking\index{file!locking}.
+Vedremo in \secref{sec:ipc_lock_file} come sia possibile ottenere
+un'interfaccia analoga a quella appena illustrata, senza incorrere in questi
+problemi, usando il file locking\index{file!locking}.
\item[\const{IPC\_RMID}] Marca il segmento di memoria condivisa per la
rimozione, questo verrà cancellato effettivamente solo quando l'ultimo
processo ad esso agganciato si sarà staccato. Questo comando può essere
- eseguito solo da un processo con userid effettivo corrispondente o al
+ eseguito solo da un processo con user-ID effettivo corrispondente o al
creatore della coda, o al proprietario della coda, o all'amministratore.
\item[\const{IPC\_SET}] Permette di modificare i permessi ed il proprietario
del segmento. Per modificare i valori di \var{shm\_perm.mode},
effettuata in forma di messaggio.} o quando non può avvenire secondo una
modalità predefinita.
-Un esempio classico di uso della memoria condivisa è quello del ``monitor'',
-in cui essa viene per scambiare informazioni fra un processo ``server'' che vi
-scrive dei dati di interesse generale che ha ottenuto, e tutti i processi
-``client'' interessati agli stessi dati che così possono leggerli in maniera
-completamente asincrona. Con questo schema di funzionamento da una parte si
-evita che ciascun processo ``client'' debbia compiere l'operazione,
+Un esempio classico di uso della memoria condivisa è quello del
+``\textit{monitor}'', in cui viene per scambiare informazioni fra un processo
+server, che vi scrive dei dati di interesse generale che ha ottenuto, e i
+processi client interessati agli stessi dati che così possono leggerli in
+maniera completamente asincrona. Con questo schema di funzionamento da una
+parte si evita che ciascun processo client debba compiere l'operazione,
potenzialmente onerosa, di ricavare e trattare i dati, e dall'altra si evita
-al processo ``server'' di dover gestire l'invio a tutti i client di tutti i
-dati (non potendo il server sapere quali di essi servono effettivamente al
-singolo client).
+al processo server di dover gestire l'invio a tutti i client di tutti i dati
+(non potendo il server sapere quali di essi servono effettivamente al singolo
+client).
+
+Nel nostro caso implementeremo un ``\textsl{monitor}'' di una directory: un
+processo si incaricherà di tenere sotto controllo alcuni parametri relativi ad
+una directory (il numero dei file contenuti, la dimensione totale, quante
+directory, link simbolici, file normali, ecc.) che saranno salvati in un
+segmento di memoria condivisa cui altri processi potranno accedere per
+ricavare la parte di informazione che interessa.
+
+In \figref{fig:ipc_dirmonitor_main} si è riportata la sezione principale del
+corpo del programma server, insieme alle definizioni delle altre funzioni
+usate nel programma e delle variabili globali, omettendo tutto quello che
+riguarda la gestione delle opzioni e la stampa delle istruzioni di uso a
+video; al solito il codice completo si trova con i sorgenti allegati nel file
+\file{DirMonitor.c}.
-Nel nostro caso implementeremo un ``monitor'' di una directory: un processo si
-incaricherà di tenere sotto controllo alcuni parametri relativi ad una
-directory (il numero dei file contenuti, la dimenzione totale, ecc.) che
-saranno salvati in un segmento di memoria condivisa cui altri processi
-potranno accedere per ricavare la parte di informazione che interessa.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+/* computation function for DirScan */
+int ComputeValues(struct dirent * direntry);
+void HandSIGTERM(int signo);
+/* global variables for shared memory segment */
+struct DirProp {
+ int tot_size;
+ int tot_files;
+ int tot_regular;
+ int tot_fifo;
+ int tot_link;
+ int tot_dir;
+ int tot_block;
+ int tot_char;
+ int tot_sock;
+};
+struct DirProp *shmptr;
+int shmid;
+int mutex;
+/* main body */
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+ int i;
+ key_t key;
+ ...
+ if ((argc - optind) != 1) { /* There must be remaing parameters */
+ printf("Wrong number of arguments %d\n", argc - optind);
+ usage();
+ }
+ Signal(SIGTERM, HandSIGTERM); /* set handlers for termination */
+ Signal(SIGINT, HandSIGTERM);
+ Signal(SIGQUIT, HandSIGTERM);
+ /* create needed IPC objects */
+ key = ftok("./DirMonitor.c", 1); /* define a key */
+ shmid = shmget(key, 4096, IPC_CREAT|0666); /* get a shared memory */
+ if (shmid < 0) {
+ perror("Cannot create shared memory");
+ exit(1);
+ }
+ if ( (shmptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == NULL ) { /* attach to process */
+ perror("Cannot attach segment");
+ }
+ if ((mutex = MutexCreate(key)) == -1) { /* get a Mutex */
+ perror("Cannot create mutex");
+ exit(1);
+ }
+ /* main loop, monitor directory properties each 10 sec */
+ while (1) {
+ MutexLock(mutex); /* lock shared memory */
+ memset(shmptr, 0, sizeof(struct DirProp)); /* erase previous data */
+ DirScan(argv[1], ComputeValues); /* execute scan */
+ MutexUnlock(mutex); /* unlock shared memory */
+ sleep(pause); /* sleep until next watch */
+ }
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice della funzione principale del programma \file{DirMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_main}
+\end{figure}
+Il programma usa delle variabili globali (\texttt{\small 4--18}) per mantenere
+i valori relativi agli oggetti usati per la comunicazione inter-processo; si è
+definita inoltre una apposita struttura \struct{DirProp} che contiene i dati
+relativi alle proprietà che si vogliono mantenere nella memoria condivisa, per
+l'accesso da parte dei client.
+
+Il programma, dopo la sezione, omessa, relativa alla gestione delle opzioni da
+riga di comando, che si limitano alla eventuale stampa di un messaggio di
+aiuto a video ed all'impostazione della durata dell'intervallo con cui viene
+ripetuto il calcolo delle proprietà della directory, controlla (\texttt{\small
+ 25--28}) che sia stato specificato un parametro (il nome della directory da
+tenere sotto controllo) senza il quale esce immediatamente con un messaggio di
+errore.
+
+Il passo successivo (\texttt{\small 29--31}) è quello di installare i gestori
+per i segnali di terminazione, infatti, visto che il programma è progettato
+come server, non è prevista una conclusione esplicita nel corpo principale,
+per cui, per gestire l'uscita, si è fatto uso di questi ultimi.
+
+Si può poi passare a creare (\texttt{\small 32--45}) gli oggetti di
+intercomunicazione necessari. Si ricava (\texttt{\small 33}) una chiave usando
+il nome del programma, con questa si ottiene (\texttt{\small 34--38}) un
+segmento di memoria condivisa \var{shmid} (uscendo in caso di errore), che si
+aggancia (\texttt{\small 39--41}) al processo all'indirizzo \var{shmptr}; sarà
+attraverso questo puntatore che potremo accedere alla memoria condivisa, che
+sarà vista nella forma data da \struct{DirProp}. Infine con la stessa chiave
+si crea (\texttt{\small 42--45}) anche un mutex (utilizzando le funzioni di
+interfaccia già descritte in \secref{sec:ipc_sysv_sem}) che utilizzeremo per
+regolare l'accesso alla memoria condivisa.
+
+Una volta completata l'inizializzazione e la creazione degli oggetti di
+intercomunicazione il programma eseguirà indefinitamente (\texttt{\small
+ 46--53}) il ciclo principale: si inizia bloccando il mutex (\texttt{\small
+ 48}) per poter accedere alla memoria condivisa (la funzione si bloccherà
+automaticamente se qualche client sta leggendo), poi si cancellano
+(\texttt{\small 49}) i valori precedentemente memorizzati, e si esegue
+(\texttt{\small 50}) un nuovo calcolo degli stessi; infine si sblocca il mutex
+(\texttt{\small 51}), e si attende (\texttt{\small 52}) per il periodo di
+tempo specificato a riga di comando con l'opzione \code{-p}.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+...
+/*
+ * Routine to compute directory properties inside DirScan
+ */
+int ComputeValues(struct dirent * direntry)
+{
+ struct stat data;
+ stat(direntry->d_name, &data); /* get stat data */
+ shmptr->tot_size += data.st_size;
+ shmptr->tot_files++;
+ if (S_ISREG(data.st_mode)) shmptr->tot_regular++;
+ if (S_ISFIFO(data.st_mode)) shmptr->tot_fifo++;
+ if (S_ISLNK(data.st_mode)) shmptr->tot_link++;
+ if (S_ISDIR(data.st_mode)) shmptr->tot_dir;
+ if (S_ISBLK(data.st_mode)) shmptr->tot_block;
+ if (S_ISCHR(data.st_mode)) shmptr->tot_char;
+ if (S_ISSOCK(data.st_mode)) shmptr->tot_sock;
+ return 0;
+}
+/*
+ * Signal Handler to manage termination
+ */
+void HandSIGTERM(int signo) {
+ MutexLock(mutex);
+ if (shmdt(shmptr)) {
+ perror("Error detaching shared memory");
+ exit(1);
+ }
+ if (shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL)) {
+ perror("Cannot remove shared memory segment");
+ exit(1);
+ }
+ MutexRemove(mutex);
+ exit(0);
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice delle funzione ausiliarie usate da \file{DirMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_sub}
+\end{figure}
+
+Si noti come per il calcolo dei valori da mantenere nella memoria condivisa si
+sia usata ancora una volta la funzione \func{DirScan}, già utilizzata (e
+descritta in dettaglio) in \secref{sec:file_dir_read}, che ci permette di
+effettuare la scansione delle voci della directory, chiamando per ciascuna di
+esse la funzione \func{ComputeValues}, che esegue tutti i calcoli necessari.
+
+Il codice di quest'ultima è riportato in \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub}. Come
+si vede la funzione (\texttt{\small 5--19}) è molto semplice e si limita a
+chiamare (\texttt{\small 8}) la funzione \func{stat} sul file indicato da
+ciascuna voce, per ottenerne i dati, che poi utilizza per incrementare i vari
+contatori.
+
+Dato che la funzione è chiamata da \func{DirScan}, si è all'interno del ciclo
+principale del programma, con un mutex acquisito, perciò non è necessario
+effettuare nessun controllo e si può accedere direttamente alla memoria
+condivisa usando \var{shmptr} riempiendo i campi della struttura
+\struct{DirProp}; così prima (\texttt{\small 9--10}) si sommano le dimensioni
+dei file ed il loro numero, poi utilizzando le macro di
+\tabref{tab:file_type_macro}, si contano (\texttt{\small 11--17}) quanti ce ne
+sono per ciascun tipo.
+
+In \figref{fig:ipc_dirmonitor_sub} è riportato anche (\texttt{\small 23--35})
+il codice del gestore di segnali di terminazione usato per chiudere il
+programma, che oltre a provocare l'uscita del programma si incarica anche di
+cancellare tutti gli oggetti di intercomunicazione non più necessari. Nel
+caso anzitutto (\texttt{\small 24}) si acquisisce il mutex per evitare di
+operare mentre un client sta ancora leggendo i dati, dopo di che prima si
+distacca (\texttt{\small 25--28}) il segmento e poi lo si cancella
+(\texttt{\small 29--32}). Infine (\texttt{\small 33}) si rimuove il mutex e si
+esce.
+
+Il codice del client che permette di leggere le informazioni mantenute nella
+memoria condivisa è riportato in \figref{fig:ipc_dirmonitor_client}, al solito
+si è omessa la sezione di gestione delle opzioni e la funzione che stampa a
+video le istruzioni; il codice completo è nei sorgenti allegati, nel file
+\file{ReadMonitor.c}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/stat.h>
+#include <dirent.h> /* directory */
+#include <stdlib.h> /* C standard library */
+#include <unistd.h>
+
+#include "Gapil.h"
+#include "macros.h"
+
+int main(int argc, char *argv[])
+{
+ int i;
+ key_t key;
+ ..
+ /* find needed IPC objects */
+ key = ftok("./DirMonitor.c", 1); /* define a key */
+ shmid = shmget(key, 4096, 0); /* get the shared memory ID */
+ if (shmid < 0) {
+ perror("Cannot find shared memory");
+ exit(1);
+ }
+ if ( (shmptr = shmat(shmid, NULL, 0)) == NULL ) { /* attach to process */
+ perror("Cannot attach segment");
+ exit(1);
+ }
+ if ((mutex = MutexFind(key)) == -1) { /* get the Mutex */
+ perror("Cannot find mutex");
+ exit(1);
+ }
+ /* main loop */
+ MutexLock(mutex); /* lock shared memory */
+ printf("File presenti %d file, per un totale di %d byte\n",
+ shmptr->tot_files, shmptr->tot_size);
+ printf("Ci sono %d file dati\n", shmptr->tot_regular);
+ printf("Ci sono %d directory\n", shmptr->tot_dir);
+ printf("Ci sono %d link\n", shmptr->tot_link);
+ printf("Ci sono %d fifo\n", shmptr->tot_fifo);
+ printf("Ci sono %d socket\n", shmptr->tot_sock);
+ printf("Ci sono %d device a caratteri\n", shmptr->tot_char);
+ printf("Ci sono %d device a blocchi\n", shmptr->tot_block);
+ MutexUnlock(mutex); /* unlock shared memory */
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Codice del programma client \file{ReadMonitor.c}.}
+ \label{fig:ipc_dirmonitor_client}
+\end{figure}
+
+Una volta completata la gestione delle opzioni a riga di comando il programma
+rigenera (\texttt{\small 16}) la chiave usata per identificare memoria
+condivisa e mutex, richiede (\texttt{\small 17}) l'identificatore della
+memoria condivisa (che in questo caso deve già esistere), uscendo in caso di
+errore (\texttt{\small 18--21}). Una volta ottenuto l'identificatore si può
+(\texttt{\small 22--25}) agganciare il segmento al processo (anche in questo
+caso uscendo se qualcosa non funziona). Infine (\texttt{\small 26--29}) si
+richiede pure l'identificatore del mutex.
+
+Una volta completata l'inizializzazione ed ottenuti i riferimenti agli oggetti
+di intercomunicazione necessari viene eseguito il corpo principale del
+programma (\texttt{\small 30--41}); si acquisisce (\texttt{\small 31}) il
+mutex (qui avviene il blocco se la memoria condivisa non è disponibile), e poi
+(\texttt{\small 32--40}) si stampano i vari valori in essa contenuti. Infine
+(\texttt{\small 41}) si rilascia il mutex.
%% Per capire meglio il funzionamento delle funzioni facciamo ancora una volta
Come abbiamo detto in \secref{sec:ipc_sysv_generic}, e ripreso nella
descrizione dei singoli oggetti che ne fan parte, il \textit{SysV IPC}
presenta numerosi problemi; in \cite{APUE}\footnote{in particolare nel
- capitolo 14.} Stevens ne effettua una accurata analisi (alcuni dei
-concetti sono già stati accennati in precedenza) ed elenca alcune possibili
-tecniche alternative, che vogliamo riprendere in questa sezione.
+ capitolo 14.} Stevens ne effettua una accurata analisi (alcuni dei concetti
+sono già stati accennati in precedenza) ed elenca alcune possibili tecniche
+alternative, che vogliamo riprendere in questa sezione.
\subsection{Alternative alle code di messaggi}
sincronizzazione, per cui alla fine l'uso delle code di messaggi classiche è
relativamente poco diffuso.
-
-
\subsection{I \textsl{file di lock}}
\label{sec:ipc_file_lock}
\secref{sec:file_open}) che prevede\footnote{questo è quanto dettato dallo
standard POSIX.1, ciò non toglie che in alcune implementazioni questa
tecnica possa non funzionare; in particolare per Linux, nel caso di NFS, si
- è comunque soggetti alla possibilità di una race condition.} che essa
-ritorni un errore quando usata con i flag di \const{O\_CREAT} e
-\const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di un \textsl{file di lock} può
-essere eseguita atomicamente, il processo che crea il file con successo si può
-considerare come titolare del lock (e della risorsa ad esso associata) mentre
-il rilascio si può eseguire con una chiamata ad \func{unlink}.
+ è comunque soggetti alla possibilità di una race
+ condition\index{race condition}.} che essa ritorni un errore quando usata
+con i flag di \const{O\_CREAT} e \const{O\_EXCL}. In tal modo la creazione di
+un \textsl{file di lock} può essere eseguita atomicamente, il processo che
+crea il file con successo si può considerare come titolare del lock (e della
+risorsa ad esso associata) mentre il rilascio si può eseguire con una chiamata
+ad \func{unlink}.
Un esempio dell'uso di questa funzione è mostrato dalle funzioni
\func{LockFile} ed \func{UnlockFile} riportate in \figref{fig:ipc_file_lock}
{
return unlink(path_name);
}
-
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\normalsize
Un generale comunque l'uso di un \textsl{file di lock} presenta parecchi
problemi, che non lo rendono una alternativa praticabile per la
-sincronizzazione: anzitutto anche in questo caso, in caso di terminazione
-imprevista del processo, si lascia allocata la risorsa (il \textsl{file di
- lock}) e questa deve essere sempre cancellata esplicitamente. Inoltre il
-controllo della disponibilità può essere eseguito solo con una tecnica di
-\textit{polling}\index{polling}, ed è quindi molto inefficiente.
+sincronizzazione: anzitutto in caso di terminazione imprevista del processo,
+si lascia allocata la risorsa (il \textsl{file di lock}) e questa deve essere
+sempre cancellata esplicitamente. Inoltre il controllo della disponibilità
+può essere eseguito solo con una tecnica di \textit{polling}\index{polling},
+ed è quindi molto inefficiente.
-La tecnica dei file di lock non di meno ha una sua utilità, e può essere usata
+La tecnica dei file di lock ha comunque una sua utilità, e può essere usata
con successo quando l'esigenza è solo quella di segnalare l'occupazione di una
risorsa, senza necessità di attendere che questa si liberi; ad esempio la si
usa spesso per evitare interferenze sull'uso delle porte seriali da parte di
accedere alla seriale si limita a segnalare che la risorsa non è
disponibile.\index{file!di lock|)}
+
\subsection{La sincronizzazione con il \textit{file locking}}
\label{sec:ipc_lock_file}
Dato che i file di lock presentano gli inconvenienti illustrati in precedenza,
-la tecnica alternativa più comune è quella di fare ricorso al \textit{file
- locking}\index{file!locking} (trattato in \secref{sec:file_locking}) usando
-\func{fcntl} su un file creato per l'occasione per ottenere un write lock. In
-questo modo potremo usare il lock come un \textit{mutex}: per bloccare la
-risorsa basterà acquisire il lock, per sbloccarla basterà rilasciare il lock;
-una richiesta fatta con un write lock metterà automaticamente il processo in
-stato di attesa, senza necessità di ricorrere al
-\textit{polling}\index{polling} per determinare la disponibilità della
-risorsa, e al rilascio della stessa da parte del processo che la occupava si
-otterrà il nuovo lock atomicamente.
+la tecnica alternativa di sincronizzazione più comune è quella di fare ricorso
+al \textit{file locking}\index{file!locking} (trattato in
+\secref{sec:file_locking}) usando \func{fcntl} su un file creato per
+l'occasione per ottenere un write lock. In questo modo potremo usare il lock
+come un \textit{mutex}: per bloccare la risorsa basterà acquisire il lock, per
+sbloccarla basterà rilasciare il lock; una richiesta fatta con un write lock
+metterà automaticamente il processo in stato di attesa, senza necessità di
+ricorrere al \textit{polling}\index{polling} per determinare la disponibilità
+della risorsa, e al rilascio della stessa da parte del processo che la
+occupava si otterrà il nuovo lock atomicamente.
Questo approccio presenta il notevole vantaggio che alla terminazione di un
processo tutti i lock acquisiti vengono rilasciati automaticamente (alla
\footnotesize \centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
\begin{lstlisting}{}
-/*
- * Function LockMutex: lock a file (creating it if not existent).
- */
-int LockMutex(const char *path_name)
+/* Function CreateMutex: Create a mutex using file locking. */
+int CreateMutex(const char *path_name)
+{
+ return open(path_name, O_EXCL|O_CREAT);
+}
+/* Function UnlockMutex: unlock a file. */
+int FindMutex(const char *path_name)
+{
+ return open(path_name, O_RDWR);
+}
+/* Function LockMutex: lock mutex using file locking. */
+int LockMutex(int fd)
{
- int fd, res;
struct flock lock; /* file lock structure */
/* first open the file (creating it if not existent) */
- if ( (fd = open(path_name, O_EXCL|O_CREAT)) < 0) { /* first open file */
- return fd;
- }
/* set flock structure */
lock.l_type = F_WRLCK; /* set type: read or write */
lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
/* do locking */
- if ( (res = fcntl(fd, F_SETLKW, &lock)) < 0 ) {
- return res;
- }
- return 0;
+ return fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);
}
-/*
- * Function UnLockMutex: unlock a file.
- */
-int UnlockMutex(const char *path_name)
+/* Function UnlockMutex: unlock a file. */
+int UnlockMutex(int fd)
{
- int fd, res;
struct flock lock; /* file lock structure */
- /* first open the file */
- if ( (fd = open(path_name, O_RDWR)) < 0) { /* first open file */
- return fd;
- }
/* set flock structure */
lock.l_type = F_UNLCK; /* set type: unlock */
lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
/* do locking */
- if ( (res = fcntl(fd, F_SETLK, &lock)) < 0 ) {
+ return fcntl(fd, F_SETLK, &lock);
+}
+/* Function RemoveMutex: remove a mutex (unlinking the lock file). */
+int RemoveMutex(const char *path_name)
+{
+ return unlink(path_name);
+}
+/* Function ReadMutex: read a mutex status. */
+int ReadMutex(int fd)
+{
+ int res;
+ struct flock lock; /* file lock structure */
+ /* set flock structure */
+ lock.l_type = F_WRLCK; /* set type: unlock */
+ lock.l_whence = SEEK_SET; /* start from the beginning of the file */
+ lock.l_start = 0; /* set the start of the locked region */
+ lock.l_len = 0; /* set the length of the locked region */
+ /* do locking */
+ if ( (res = fcntl(fd, F_GETLK, &lock)) ) {
return res;
}
- return 0;
+ return lock.l_type;
}
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\label{fig:ipc_flock_mutex}
\end{figure}
-Il codice per implementare un mutex utilizzando il file
-locking\index{file!locking} è riportato in \figref{fig:ipc_flock_mutex}; a
-differenza del precedente caso in cui si sono usati i semafori le funzioni
-questa volta sono sufficienti due funzioni, \func{LockMutex} e
-\func{UnlockMutex}, usate rispettivamente per acquisire e rilasciare il mutex.
+Il codice delle varie funzioni definite per implementare un mutex utilizzando
+il file locking\index{file!locking} è riportato in
+\figref{fig:ipc_flock_mutex}; si è mantenuta una struttura analoga a quelle
+viste in precedenza, anche se le due interfacce non possono essere
+completamente equivalenti, specie per quanto riguarda la rimozione del mutex.
+
+
+
La prima funzione (\texttt{\small 1--22}) serve per acquisire il mutex.
Anzitutto si apre (\texttt{\small 9--11}), creandolo se non esiste, il file
struttura \var{lock} per il rilascio del lock, che viene effettuato
(\texttt{\small 39--42}) subito dopo.
- \subsection{Il \textit{memory mapping} anonimo}
+
+\subsection{Il \textit{memory mapping} anonimo}
\label{sec:ipc_mmap_anonymous}
Abbiamo già visto che quando i processi sono \textsl{correlati}\footnote{se
projects / gapil.git / blobdiff