X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=ipc.tex;h=d32422c792f83453dba7c09dcc0bc1d0c3b3971f;hp=6f5f8cb2fbd9dea573cf42ca731b0ce0c1d63aa2;hb=51ac65a077651bde52ce68d43aa61b158f5dbd3d;hpb=04a547df13e4c672d95e1060e1ada9ae2e1fcb2f diff --git a/ipc.tex b/ipc.tex index 6f5f8cb..d32422c 100644 --- a/ipc.tex +++ b/ipc.tex @@ -505,12 +505,12 @@ essere in una relazione di \textsl{parentela}. Utilizzando una \textit{fifo} tutti i dati passeranno, come per le \textit{pipe}, attraverso un buffer nel kernel, senza transitare dal -filesystem. Il fatto che siano associate ad un \itindex{inode} -\textit{inode} presente sul filesystem serve infatti solo a fornire un punto -di accesso per i processi, che permetta a questi ultimi di accedere alla -stessa \textit{fifo} senza avere nessuna relazione, con una semplice -\func{open}. Il comportamento delle funzioni di lettura e scrittura è identico -a quello illustrato per le \textit{pipe} in sez.~\ref{sec:ipc_pipes}. +filesystem. Il fatto che siano associate ad un \textit{inode} presente sul +filesystem serve infatti solo a fornire un punto di accesso per i processi, +che permetta a questi ultimi di accedere alla stessa \textit{fifo} senza avere +nessuna relazione, con una semplice \func{open}. Il comportamento delle +funzioni di lettura e scrittura è identico a quello illustrato per le +\textit{pipe} in sez.~\ref{sec:ipc_pipes}. Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:file_mknod} le funzioni \func{mknod} e \func{mkfifo} che permettono di creare una \textit{fifo}. Per utilizzarne una @@ -946,7 +946,7 @@ mantiene varie proprietà ed informazioni associate all'oggetto. \end{minipage} \normalsize \caption{La struttura \structd{ipc\_perm}, come definita in - \headfile{sys/ipc.h}.} + \headfiled{sys/ipc.h}.} \label{fig:ipc_ipc_perm} \end{figure} @@ -994,12 +994,12 @@ meno significativi. Il problema è che anche così non c'è la sicurezza che il valore della chiave sia univoco, infatti esso è costruito combinando il byte di \param{proj\_id)} -con i 16 bit meno significativi \itindex{inode} dell'inode del file -\param{pathname} (che vengono ottenuti attraverso \func{stat}, da cui derivano -i possibili errori), e gli 8 bit meno significativi del numero del dispositivo -su cui è il file. Diventa perciò relativamente facile ottenere delle -collisioni, specie se i file sono su dispositivi con lo stesso \textit{minor - number}, come \file{/dev/hda1} e \file{/dev/sda1}. +con i 16 bit meno significativi dell'inode del file \param{pathname} (che +vengono ottenuti attraverso \func{stat}, da cui derivano i possibili errori), +e gli 8 bit meno significativi del numero del dispositivo su cui è il file. +Diventa perciò relativamente facile ottenere delle collisioni, specie se i +file sono su dispositivi con lo stesso \textit{minor number}, come +\file{/dev/hda1} e \file{/dev/sda1}. In genere quello che si fa è utilizzare un file comune usato dai programmi che devono comunicare (ad esempio un header comune, o uno dei programmi che devono @@ -1088,7 +1088,7 @@ solo se tutti i controlli elencati falliscono l'accesso è negato. Si noti che a differenza di quanto avviene per i permessi dei file, fallire in uno dei passi elencati non comporta il fallimento dell'accesso. Un'ulteriore differenza rispetto a quanto avviene per i file è che per gli oggetti di IPC -il valore di \itindex{umask} \textit{umask} (si ricordi quanto esposto in +il valore di \textit{umask} (si ricordi quanto esposto in sez.~\ref{sec:file_perm_management}) non ha alcun significato. @@ -1127,8 +1127,8 @@ Il sistema dispone sempre di un numero fisso di oggetti di IPC, fino al kernel \const{SHMMNI}, e potevano essere cambiati (come tutti gli altri limiti relativi al \textit{SysV-IPC}) solo con una ricompilazione del kernel. A partire dal kernel 2.4.x è possibile cambiare questi valori a sistema attivo -scrivendo sui file \sysctlrelfile{kernel}{shmmni}, -\sysctlrelfile{kernel}{msgmni} e \sysctlrelfile{kernel}{sem} di +scrivendo sui file \sysctlrelfiled{kernel}{shmmni}, +\sysctlrelfiled{kernel}{msgmni} e \sysctlrelfiled{kernel}{sem} di \file{/proc/sys/kernel} o con l'uso di \func{sysctl}. \begin{figure}[!htb] @@ -1308,41 +1308,42 @@ Le code di messaggi sono caratterizzate da tre limiti fondamentali, un tempo definiti staticamente e corrispondenti alle prime tre costanti riportate in tab.~\ref{tab:ipc_msg_limits}. Come accennato però con tutte le versioni più recenti del kernel con Linux è possibile modificare questi limiti attraverso -l'uso di \func{sysctl} o scrivendo nei file \sysctlrelfile{kernel}{msgmax}, -\sysctlrelfile{kernel}{msgmnb} e \sysctlrelfile{kernel}{msgmni} di +l'uso di \func{sysctl} o scrivendo nei file \sysctlrelfiled{kernel}{msgmax}, +\sysctlrelfiled{kernel}{msgmnb} e \sysctlrelfiled{kernel}{msgmni} di \file{/proc/sys/kernel/}. \itindbeg{linked~list} Una coda di messaggi è costituita da una \textit{linked list}.\footnote{una - \itindex{linked~list} \textit{linked list} è una tipica struttura di dati, - organizzati in una lista in cui ciascun elemento contiene un puntatore al - successivo. In questo modo la struttura è veloce nell'estrazione ed - immissione dei dati dalle estremità dalla lista (basta aggiungere un - elemento in testa o in coda ed aggiornare un puntatore), e relativamente - veloce da attraversare in ordine sequenziale (seguendo i puntatori), è - invece relativamente lenta nell'accesso casuale e nella ricerca.} I nuovi -messaggi vengono inseriti in coda alla lista e vengono letti dalla cima, in -fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} si è riportato uno schema semplificato con cui -queste strutture vengono mantenute dal kernel. Lo schema illustrato in realtà -è una semplificazione di quello usato fino ai kernel della serie 2.2. A -partire della serie 2.4 la gestione delle code di messaggi è effettuata in -maniera diversa (e non esiste una struttura \struct{msqid\_ds} nel kernel), ma -abbiamo mantenuto lo schema precedente dato che illustra in maniera più che -adeguata i principi di funzionamento delle code di messaggi. + \textit{linked list} è una tipica struttura di dati, organizzati in una + lista in cui ciascun elemento contiene un puntatore al successivo. In questo + modo la struttura è veloce nell'estrazione ed immissione dei dati dalle + estremità dalla lista (basta aggiungere un elemento in testa o in coda ed + aggiornare un puntatore), e relativamente veloce da attraversare in ordine + sequenziale (seguendo i puntatori), è invece relativamente lenta + nell'accesso casuale e nella ricerca.} I nuovi messaggi vengono inseriti in +coda alla lista e vengono letti dalla cima, in fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema} si +è riportato uno schema semplificato con cui queste strutture vengono mantenute +dal kernel. Lo schema illustrato in realtà è una semplificazione di quello +usato fino ai kernel della serie 2.2. A partire della serie 2.4 la gestione +delle code di messaggi è effettuata in maniera diversa (e non esiste una +struttura \kstruct{msqid\_ds} nel kernel), ma abbiamo mantenuto lo schema +precedente dato che illustra in maniera più che adeguata i principi di +funzionamento delle code di messaggi. \itindend{linked~list} \begin{figure}[!htb] \centering \includegraphics[width=13cm]{img/mqstruct} - \caption{Schema della struttura di una coda messaggi.} + \caption{Schema delle strutture di una coda di messaggi + (\kstructd{msqid\_ds} e \kstructd{msg}).} \label{fig:ipc_mq_schema} \end{figure} -A ciascuna coda è associata una struttura \struct{msqid\_ds} la cui +A ciascuna coda è associata una struttura \kstruct{msqid\_ds} la cui definizione è riportata in fig.~\ref{fig:ipc_msqid_ds} ed a cui si accede -includendo \headfile{sys/msg.h}; +includendo \headfiled{sys/msg.h}; % % INFO: sotto materiale obsoleto e non interessante % In questa struttura il @@ -1536,13 +1537,13 @@ dovrà essere pari a \const{LENGTH}). Per capire meglio il funzionamento della funzione riprendiamo in considerazione la struttura della coda illustrata in -fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema}. Alla chiamata di \func{msgsnd} il nuovo messaggio -sarà aggiunto in fondo alla lista inserendo una nuova struttura \struct{msg}, -il puntatore \var{msg\_last} di \struct{msqid\_ds} verrà aggiornato, come pure -il puntatore al messaggio successivo per quello che era il precedente ultimo -messaggio; il valore di \var{mtype} verrà mantenuto in \var{msg\_type} ed il -valore di \param{msgsz} in \var{msg\_ts}; il testo del messaggio sarà copiato -all'indirizzo specificato da \var{msg\_spot}. +fig.~\ref{fig:ipc_mq_schema}. Alla chiamata di \func{msgsnd} il nuovo +messaggio sarà aggiunto in fondo alla lista inserendo una nuova struttura +\kstruct{msg}, il puntatore \var{msg\_last} di \kstruct{msqid\_ds} verrà +aggiornato, come pure il puntatore al messaggio successivo per quello che era +il precedente ultimo messaggio; il valore di \var{mtype} verrà mantenuto in +\var{msg\_type} ed il valore di \param{msgsz} in \var{msg\_ts}; il testo del +messaggio sarà copiato all'indirizzo specificato da \var{msg\_spot}. Il valore dell'argomento \param{flag} permette di specificare il comportamento della funzione. Di norma, quando si specifica un valore nullo, la funzione @@ -1835,9 +1836,9 @@ lettura della risposta, quest'ultima resta nella coda (così come per le \textit{fifo} si aveva il problema delle \textit{fifo} che restavano nel filesystem). In questo caso però il problemi sono maggiori, sia perché è molto più facile esaurire la memoria dedicata ad una coda di messaggi che gli -\itindex{inode} \textit{inode} di un filesystem, sia perché, con il riutilizzo -dei \ids{PID} da parte dei processi, un client eseguito in un momento -successivo potrebbe ricevere un messaggio non indirizzato a lui. +\textit{inode} di un filesystem, sia perché, con il riutilizzo dei \ids{PID} +da parte dei processi, un client eseguito in un momento successivo potrebbe +ricevere un messaggio non indirizzato a lui. \subsection{I semafori} @@ -2408,18 +2409,20 @@ versioni delle librerie del C, come le \acr{libc5}). \begin{figure}[!htb] \centering \includegraphics[width=12cm]{img/semtruct} - \caption{Schema della struttura di un insieme di semafori.} + \caption{Schema delle varie strutture di un insieme di semafori + (\kstructd{semid\_ds}, \kstructd{sem}, \kstructd{sem\_queue} e + \kstructd{sem\_undo}).} \label{fig:ipc_sem_schema} \end{figure} Alla creazione di un nuovo insieme viene allocata una nuova strutture -\struct{semid\_ds} ed il relativo vettore di strutture \struct{sem}. Quando si -richiede una operazione viene anzitutto verificato che tutte le operazioni +\kstruct{semid\_ds} ed il relativo vettore di strutture \kstruct{sem}. Quando +si richiede una operazione viene anzitutto verificato che tutte le operazioni possono avere successo; se una di esse comporta il blocco del processo il kernel crea una struttura \kstruct{sem\_queue} che viene aggiunta in fondo alla coda di attesa associata a ciascun insieme di semafori, che viene referenziata tramite i campi \var{sem\_pending} e \var{sem\_pending\_last} di -\struct{semid\_ds}. Nella struttura viene memorizzato il riferimento alle +\kstruct{semid\_ds}. Nella struttura viene memorizzato il riferimento alle operazioni richieste (nel campo \var{sops}, che è un puntatore ad una struttura \struct{sembuf}) e al processo corrente (nel campo \var{sleeper}) poi quest'ultimo viene messo stato di attesa e viene invocato lo @@ -3702,7 +3705,7 @@ una coda di messaggi POSIX è \funcd{mq\_open}, ed il suo prototipo è: La funzione apre la coda di messaggi identificata dall'argomento \param{name} restituendo il descrittore ad essa associato, del tutto analogo ad un file descriptor, con l'unica differenza che lo standard prevede un apposito tipo -\type{mqd\_t}. Nel caso di Linux si tratta in effetti proprio di un normale +\typed{mqd\_t}. Nel caso di Linux si tratta in effetti proprio di un normale file descriptor; pertanto, anche se questo comportamento non è portabile, lo si può tenere sotto osservazione con le funzioni dell'I/O multiplexing (vedi sez.~\ref{sec:file_multiplexing}) come possibile alternativa all'uso @@ -3781,7 +3784,7 @@ I suddetti limiti di sistema sono impostati attraverso altrettanti file in \texttt{/proc/sys/fs/mqueue}, in particolare i file che controllano i valori dei limiti sono: \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1.5cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}} -\item[\sysctlfile{fs/mqueue/msg\_max}] Indica il valore massimo del numero di +\item[\sysctlfiled{fs/mqueue/msg\_max}] Indica il valore massimo del numero di messaggi in una coda e agisce come limite superiore per il valore di \var{attr->mq\_maxmsg} in \func{mq\_open}. Il suo valore di default è 10. Il valore massimo è \const{HARD\_MAX} che vale \code{(131072/sizeof(void *))}, @@ -3790,7 +3793,7 @@ dei limiti sono: precisamente con la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}) ma \const{HARD\_MAX} resta comunque non superabile. -\item[\sysctlfile{fs/mqueue/msgsize\_max}] Indica il valore massimo della +\item[\sysctlfiled{fs/mqueue/msgsize\_max}] Indica il valore massimo della dimensione in byte di un messaggio sulla coda ed agisce come limite superiore per il valore di \var{attr->mq\_msgsize} in \func{mq\_open}. Il suo valore di default è 8192. Il valore massimo è 1048576 ed il valore @@ -3799,7 +3802,7 @@ dei limiti sono: processi con privilegi amministrativi (con la \textit{capability} \const{CAP\_SYS\_RESOURCE}). -\item[\sysctlfile{fs/mqueue/queues\_max}] Indica il numero massimo di code di +\item[\sysctlfiled{fs/mqueue/queues\_max}] Indica il numero massimo di code di messaggi creabili in totale sul sistema, il valore di default è 256 ma si può usare un valore qualunque fra $0$ e \const{INT\_MAX}. Il limite non viene applicato ai processi con privilegi amministrativi (cioè con la @@ -4262,9 +4265,9 @@ sez.~\ref{sec:file_open_close}. Inoltre sul file descriptor viene sempre impostato il flag \const{FD\_CLOEXEC}. Chiamate effettuate da diversi processi usando lo stesso nome restituiranno file descriptor associati allo stesso segmento, così come, nel caso di file ordinari, essi sono associati -allo stesso \itindex{inode} inode. In questo modo è possibile effettuare una -chiamata ad \func{mmap} sul file descriptor restituito da \func{shm\_open} ed -i processi vedranno lo stesso segmento di memoria condivisa. +allo stesso inode. In questo modo è possibile effettuare una chiamata ad +\func{mmap} sul file descriptor restituito da \func{shm\_open} ed i processi +vedranno lo stesso segmento di memoria condivisa. Quando il nome non esiste si può creare un nuovo segmento specificando \const{O\_CREAT}; in tal caso il segmento avrà (così come i nuovi file) @@ -4479,10 +4482,9 @@ Si tenga presente che, come accennato in sez.~\ref{sec:ipc_posix_generic}, i semafori usano la semantica standard dei file per quanto riguarda i controlli di accesso, questo significa che un nuovo semaforo viene sempre creato con l'\ids{UID} ed il \ids{GID} effettivo del processo chiamante, e che i permessi -indicati con \param{mode} vengono filtrati dal valore della \itindex{umask} -\textit{umask} del processo. Inoltre per poter aprire un semaforo è -necessario avere su di esso sia il permesso di lettura che quello di -scrittura. +indicati con \param{mode} vengono filtrati dal valore della \textit{umask} del +processo. Inoltre per poter aprire un semaforo è necessario avere su di esso +sia il permesso di lettura che quello di scrittura. La funzione restituisce in caso di successo un puntatore all'indirizzo del semaforo con un valore di tipo \ctyp{sem\_t *}, è questo valore che dovrà @@ -4566,7 +4568,7 @@ La seconda variante di \func{sem\_wait} è una estensione specifica che può essere utilizzata soltanto se viene definita la macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad un valore di almeno 600 o la macro \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} ad un valore uguale o maggiore di \texttt{200112L} prima di includere -\headfile{semaphore.h}, la funzione è \funcd{sem\_timedwait}, ed il suo +\headfiled{semaphore.h}, la funzione è \funcd{sem\_timedwait}, ed il suo prototipo è: \begin{funcproto}{