X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=fileadv.tex;h=b4e658b099b25b5204a1c8391d1cd2400d18d780;hp=2f16a2759b42799018f3275428c967a6cee3ae0e;hb=c926ef8d3587f6eaa9c833ef0836604378b6f104;hpb=a8eecb66437786c3c29e0c7a6137855adf821a76 diff --git a/fileadv.tex b/fileadv.tex index 2f16a27..b4e658b 100644 --- a/fileadv.tex +++ b/fileadv.tex @@ -91,7 +91,7 @@ con la funzione \func{select}, il cui prototipo La funzione mette il processo in stato di \textit{sleep} (vedi \tabref{tab:proc_proc_states}) fintanto che almeno uno dei file descriptor -degli insiemo specificati (\param{readfds}, \param{writefds} e +degli insiemi specificati (\param{readfds}, \param{writefds} e \param{exceptfds}), non diventa attivo, per un tempo massimo specificato da \param{timeout}. @@ -168,7 +168,7 @@ Come accennato l'interfaccia di \func{select} System V ha introdotto una sua interfaccia per gestire l'\textit{I/O multiplexing}, basata sulla funzione \func{poll},\footnote{la funzione è prevista dallo standard XPG4, ed è stata introdotta in Linux come system - call a partire dal kernel 2.1.23 e dalle libc 5.4.28.} il cui prototipo è: + call a partire dal kernel 2.1.23 e dalle \acr{libc} 5.4.28.} il cui prototipo è: \begin{prototype}{sys/poll.h} {int poll(struct pollfd *ufds, unsigned int nfds, int timeout)} @@ -191,7 +191,7 @@ specificati attraverso un vettore di puntatori a strutture di tipo \type{pollfd}, la cui definizione è riportata in \figref{fig:file_pollfd}. Come \func{select} anche \func{poll} permette di interrompere l'attesa dopo un certo tempo, che va specificato attraverso \param{timeout} in numero di -millesecondi (un valore negativo indica un'attesa indefinita). +millisecondi (un valore negativo indica un'attesa indefinita). \begin{figure}[!htb] \footnotesize \centering @@ -230,7 +230,7 @@ vengono utilizzati solo per \var{revents} come valori in uscita). \macro{POLLOUT} & 0x004 & È possibile la scrittura immediata.\\ \hline \macro{POLLERR} & 0x008 & C'è una condizione di errore.\\ - \macro{POLLHUP} & 0x010 & Si è vericato un hung-up.\\ + \macro{POLLHUP} & 0x010 & Si è verificato un hung-up.\\ \macro{POLLNVAL} & 0x020 & Il file descriptor non è aperto.\\ \hline \macro{POLLRDNORM}& 0x040 & Sono disponibili in lettura dati normali.\\ @@ -262,7 +262,7 @@ ad esso relative vengano dichiarate nell'header \file{sys/select.h}, che sostituisce i precedenti, ed aggiunge a \func{select} una nuova funzione \func{pselect},\footnote{il supporto per lo standard POSIX 1003.1-2001, ed l'header \file{sys/select.h}, compaiono in Linux a partire dalle \acr{glibc} - 2.0. Le \acr{libc4} e \acr{libc5} non contengono questo header, le + 2.1. Le \acr{libc4} e \acr{libc5} non contengono questo header, le \acr{glibc} 2.0 contengono una definizione sbagliata di \func{psignal}, senza l'argomento \param{sigmask}, la definizione corretta è presente dalle \acr{glibc} 2.1-2.2.1 se si è definito \macro{\_GNU\_SOURCE} e nelle @@ -337,9 +337,9 @@ modalit In questo modo si può evitare l'uso delle funzioni \func{poll} o \func{select} che, quando vengono usate con un numero molto grande di file descriptor, non hanno buone prestazioni. In tal caso infatti la maggior parte del loro tempo -di esecuzione è impegato per eseguire uno scan su tutti i file descriptor -tenuti sotto controllo per determinare quali sono quelli (in genere un piccola -percentuale) che sono diventati attivi. +di esecuzione è impegnato ad eseguire una scansione su tutti i file descriptor +tenuti sotto controllo per determinare quali di essi (in genere una piccola +percentuale) sono diventati attivi. Tuttavia con l'implementazione classica dei segnali questa modalità di I/O presenta notevoli problemi, dato che non è possibile determinare, quando sono @@ -354,7 +354,7 @@ Per far questo per (vedi \secref{sec:sig_real_time}) settando esplicitamente con il comando \macro{F\_SETSIG} di \func{fcntl} un segnale real-time da inviare in caso di I/O asincrono (il segnale di default è \macro{SIGIO}). In questo caso il -manipolatorem tutte le volte che riceverà \macro{SI\_SIGIO} come valore del +manipolatore tutte le volte che riceverà \macro{SI\_SIGIO} come valore del campo \var{si\_code}\footnote{il valore resta \macro{SI\_SIGIO} qualunque sia il segnale che si è associato all'I/O asincrono, ed indica appunto che il segnale è stato generato a causa di attività nell'I/O asincrono.} di @@ -370,7 +370,7 @@ come \func{poll} e \func{select}, almeno fintanto che non si satura la coda; si eccedono le dimensioni di quest'ultima; in tal caso infatti il kernel, non potendo più assicurare il comportamento corretto per un segnale real-time, invierà al suo posto un \var{SIGIO}, su cui si accumuleranno tutti i segnali -in eccesso, e si dovra determinare al solito modo quali sono i file diventati +in eccesso, e si dovrà determinare al solito modo quali sono i file diventati attivi. @@ -392,9 +392,122 @@ di thread. Al momento\footnote{fino ai kernel della serie 2.4.x, nella serie asincrono.} esiste una sola versione stabile di questa interfaccia, quella delle \acr{glibc}, che è realizzata completamente in user space. Esistono comunque vari progetti sperimentali (come il KAIO della SGI, o i patch di -Benjamin La Haise) che prevedono una interfaccia che utilizza un supporto -diretto da parte del kernel. +Benjamin La Haise) che prevedono un supporto diretto da parte del kernel. +Lo standard prevede che tutte le operazioni di I/O asincrono siano controllate +attraverso l'uso di una apposita struttura \type{aiocb} (il cui nome sta per +\textit{asyncronous I/O control block}), che viene passata come argomento a +tutte le funzioni dell'interfaccia. La sua definizione, come effettuata in +\file{aio.h}, è riportata in \figref{fig:file_aiocb}. Nello steso file è +definita la macro \macro{\_POSIX\_ASYNCHRONOUS\_IO}, che dichiara la +disponibilità di questa funzionalità. + +\begin{figure}[!htb] + \footnotesize \centering + \begin{minipage}[c]{15cm} + \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{} +struct aiocb +{ + int aio_fildes; /* File descriptor. */ + off_t aio_offset; /* File offset */ + int aio_lio_opcode; /* Operation to be performed. */ + int aio_reqprio; /* Request priority offset. */ + volatile void *aio_buf; /* Location of buffer. */ + size_t aio_nbytes; /* Length of transfer. */ + struct sigevent aio_sigevent; /* Signal number and value. */ +}; + \end{lstlisting} + \end{minipage} + \normalsize + \caption{La struttura \type{aiocb}, usata per il controllo dell'I/O + asincrono.} + \label{fig:file_aiocb} +\end{figure} + +Le operazioni di I/O asincrono possono essere effettuate solo su un file già +aperto, il cui file descriptor deve essere specificato tramite il campo +\var{aio\_fildes}; il file deve inolte supportare la funzione \func{lseek}, +pertanto terminali e pipe sono esclusi. Non c'è limite al numero di operazioni +contemporanee effettuabili su un singolo file. + +Dato che più operazioni possono essere eseguita in maniera asincrona, il +concetto di posizione corrente sul file viene a mancare; pertanto ciascuna +operazione deve sempre specificare nel campo \var{aio\_offset} la posizione +sul file da cui i dati saranno letti o scritti. Nel campo \var{aio\_buf} poi +andrà specificato l'indirizzo del buffer usato per l'I/O, ed in +\var{aio\_nbytes} la lunghezza del trasferimento. + +Il campo \var{aio\_reqprio} permette di settare la priorità delle operazioni +di I/O.\footnote{in generale perché ciò sia possibile occorre che la + piattaforma supporti questa caratteristica, questo viene indicato definendo + le macro \macro{\_POSIX\_PRIORITIZED\_IO}, e + \macro{\_POSIX\_PRIORITY\_SCHEDULING}.} La priorità viene settata a partire +da quella del processo chiamante (vedi \secref{sec:proc_priority}), cui viene +sottratto il valore di questo campo. + +Il campo \var{aio\_lio\_opcode} è usato dalla funzione \func{lio\_listio}, che +permette di attivare far partire una serie di operazioni in contemporanea su +una lista di file. Tramite questo campo si specifica quale è la natura di +ciascuna di esse. + +\begin{figure}[!htb] + \footnotesize \centering + \begin{minipage}[c]{15cm} + \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{} +struct sigevent +{ + sigval_t sigev_value; + int sigev_signo; + int sigev_notify; + sigev_notify_function; + sigev_notify_attributes; +}; + \end{lstlisting} + \end{minipage} + \normalsize + \caption{La struttura \type{sigevent}, usata per .} + \label{fig:file_sigevent} +\end{figure} + +Infine il campo \var{aio\_sigevent} serve a specificare il modo in cui si +vuole che la notifica del completamento delle operazioni richieste venga +effettuata. La struttura è riportata in \secref{fig:file_sigevent}; il campo +\var{sigev\_notify} è quello che indica le modalità della notifica, esso può +assumere i tre valori: +\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3.0cm}} +\item[\macro{SIGEV\_NONE}] Non viene inviata nessuna notifica. +\item[\macro{SIGEV\_SIGNAL}] La notifica viene effettuata usando il segnale + specificato nel campo \var{sigev\_signo}. +\item[\macro{SIGEV\_THREAD}] La notifica viene effettuata creando un nuovo + thread che esegue la funzione specificata da \var{sigev\_notify\_function}, + con gli attributi specificati da \var{sigev\_notify\_attribute}. +\end{basedescript} + + +Le due funzioni principali dell'interfaccia sono quelle per la lettura e +scrittura, \func{aio\_read} e \func{aio\_write}, i cui prototipi sono: +\begin{functions} + \headdecl{aio.h} + + \funcdecl{int aio\_read(struct aiocb *aiocbp)} + Richiede una lettura asincrona sul file specificato tramite \param{aiocbp}. + + \funcdecl{int aio\_write(struct aiocb *aiocbp)} + Richiede una scrittura asincrona sul file specificato tramite + \param{aiocbp}. + + \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo, e -1 in caso di + errore, nel qual caso \var{errno} viene settata ai valori: + \begin{errlist} + \item[\macro{EBADF}] Si è specificato un file descriptor sbagliato in uno + degli insiemi. + \item[\macro{ENOSYS}] La funzione è implementata. + \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un valore negativo non valido per i + campi \var{aio\_offset} o \var{aio\_reqprio}, di \param{aiocbp}. + \end{errlist} + ed inoltre \macro{ENOMEM}.} + +\end{functions} @@ -403,7 +516,7 @@ diretto da parte del kernel. Un caso abbastanza comune è quello in cui ci si trova a dover affrontare una serie multipla di operazioni di I/O, come una serie di letture o scritture di -vari buffer. In questo caso +vari buffer. In questo caso