Aggiunta figura sullo schema del kernel per il file locking
authorSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Fri, 18 Oct 2002 21:55:51 +0000 (21:55 +0000)
committerSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Fri, 18 Oct 2002 21:55:51 +0000 (21:55 +0000)
fileadv.tex

index 8ec9dc3..c269d6a 100644 (file)
@@ -1250,13 +1250,6 @@ eventuale blocco, e che sta ai vari processi controllare esplicitamente lo
 stato dei file condivisi prima di accedervi, implementando un opportuno
 protocollo.
 
-In Linux sono disponibili due interfacce per utilizzare l'\textit{advisory
-  locking}, la prima è quella derivata da BSD, che è basata sulla funzione
-\func{flock}, la seconda è quella standardizzata da POSIX.1 (derivata da
-System V), che è basata sulla funzione \func{fcntl}.  I \textit{file lock}
-sono implementati in maniera completamente indipendente nelle due interfacce,
-che pertanto possono coesistere senza interferenze.
-
 In generale si distinguono due tipologie di blocco per un file: la prima è il
 cosiddetto \textit{shared lock}, detto anche \textit{read lock} in quanto
 serve a bloccare l'accesso in scrittura su un file affinché non venga
@@ -1271,16 +1264,32 @@ scrivendo. Si parla di \textsl{blocco esclusivo} appunto perch
 processo alla volta può richiedere un \textit{exclusive lock} su un file per
 proteggere il suo accesso in scrittura.
 
-Entrambe le interfacce garantiscono che quando si richiede un \textit{file
-  lock} su un file su cui ne sia già presente un altro che non ne consente
-l'acquisizione (uno \textit{shared lock} su un file con un \textit{exclusive
-  lock} attivo, o un \textit{exclusive lock} su un file con un qualunque
-blocco attivo) la funzione blocca il processo fintanto che \textit{file lock}
-preesistente non viene rimosso.
+In Linux sono disponibili due interfacce per utilizzare l'\textit{advisory
+  locking}, la prima è quella derivata da BSD, che è basata sulla funzione
+\func{flock}, la seconda è quella standardizzata da POSIX.1 (derivata da
+System V), che è basata sulla funzione \func{fcntl}.  I \textit{file lock}
+sono implementati in maniera completamente indipendente nelle due interfacce,
+che pertanto possono coesistere senza interferenze.
+
+Entrambe le interfacce prevedono la stessa procedura di funzionamento: si
+inizia sempre con il richiere l'opportuno \textit{file lock} (un
+\textit{exclusive lock} per una scrittura, uno \textit{shared lock} per una
+lettura) prima di eseguire l'accesso ad un file.  Se il lock viene acquisito
+il processo prosegue l'esecuzione, altrimenti (a meno di non aver richiesto un
+comportamento non bloccante) viene posto in stato di sleep. Una volta finite
+le operazioni sul file si deve provvedere a rimuovere il lock.  Si ricordi che
+la condizione per acquisire uno \textit{shared lock} è che il file non abbia
+già un \textit{exclusive lock} attivo, mentre per acquisire un
+\textit{exclusive lock} non deve essere presente nessun tipo di blocco.
+
 
-La prima interfaccia, quella derivata da BSD, permette di eseguire il blocco
-solo su di un intero file; funzione usata per richiedere e rimuovere un
-\textit{file lock} è \func{flock}, ed il suo prototipo è:
+\subsection{La funzione \func{flock}}
+\label{sec:file_flock}
+
+
+La prima interfaccia per il file locking, quella derivata da BSD, permette di
+eseguire un blocco solo su un intero file; la funzione usata per richiedere e
+rimuovere un \textit{file lock} è \func{flock}, ed il suo prototipo è:
 \begin{prototype}{sys/file.h}{int flock(int fd, int operation)}
   
   Applica o rimuove un \textit{file lock} sul file \param{fd}.
@@ -1296,8 +1305,8 @@ solo su di un intero file; funzione usata per richiedere e rimuovere un
 
 La funzione può essere usata per acquisire o rilasciare un blocco a seconda di
 quanto specificato tramite il valore dell'argomento \param{operation}, questo
-deve essere passato come maschera binaria dei valori riportati in
-\tabref{tab:file_flock_operation}.
+viene interpretato come maschera binaria, e deve essere passato utilizzando le
+costanti riportate in \tabref{tab:file_flock_operation}.
 
 \begin{table}[htb]
   \centering
@@ -1318,6 +1327,57 @@ deve essere passato come maschera binaria dei valori riportati in
   \label{tab:file_flock_operation}
 \end{table}
 
+I primi due valori, \macro{LOCK\_SH} e \macro{LOCK\_EX} permettono di
+richiedere un \textit{file lock}, ed ovviamente devono essere usati in maniera
+esclusiva. Se si specifica anche \macro{LOCK\_NB} la funzione non si bloccherà
+qualora il lock non possa essere aqcuisito, ma ritornerà subito con un errore
+di \macro{EWOULDBLOCK}. Per rilasciare un lock si dovrà invece usare
+\macro{LOCK\_NB}. 
+
+La semantica del file locking di BSD è diversa da quella del file locking
+POSIX, in particolare per quanto riguarda il comportamento dei lock nei
+confronti delle due funzioni \func{dup} e \func{fork}.  Per capire cosa
+succede in questi casi, occorre tenere presente che il file locking (qualunque
+sia l'interfaccia che si usa), anche se richiesto attraverso un file
+descriptor, agisce sempre su un file, secondo lo schema di
+\figref{fig:file_lock_struct}. Questo significa che le informazioni relative
+agli eventuali lock sono mantenute a livello di inode,\footnote{come mostrato
+  in \figref{fig:file_flock_struct} i \textit{file lock} sono mantenuti un una
+  \textit{linked list}\index{linked list} di strutture \var{file\_lock}, il
+  cui indirizzo iniziale è mantenuto dal campo \var{i\_flock} della struttura
+  \var{inode} (il tutto è definito nei sorgenti del kernel in \file{fs.h}). Un
+  bit del campo \var{fl\_flags} di specifica se si tratta di un lock in
+  semantica BSD (\macro{FL\_FLOCK}) o POSIX (\macro{FL\_POSIX}).} come è
+naturale dato che l'inode è l'unica cosa in comune cui possono accedere due
+processi diversi che aprono lo stesso file.
+
+
+\begin{figure}[htb]
+  \centering
+  \includegraphics[width=13cm]{img/file_flock}
+  \caption{Schema dell'architettura del file locking, nel caso particolare  
+    del suo utilizzo da parte dalla funzione \func{flock}.}
+  \label{fig:file_flock_struct}
+\end{figure}
+
+
+
+Nel caso dei lock creati con \func{flock} la semantica prevede che sia
+\func{dup} che \func{fork} non creano ulteriori istanze di un \textit{file
+  lock} quanto piuttosto degli ulteriori riferimenti allo stesso. Questo viene
+realizzato dal kernel mantenendo per ciascun \textit{file lock} un
+puntatore\footnote{nel campo \var{fl\_file} di \var{file\_lock}.} al file
+nella \textit{file table} cui esso fa riferimento.
+
+
+che il kernel mantiene per ciascuno di
+essi\footnote{nel campo \var{fl\_file}.} anche un riferimento
+
+essi fanno riferimento al
+
+
+
+
 Si tenga presente che la funzione blocca direttamente un file (cioè, rispetto
 allo schema di \secref{fig:file_stat_struct}, il blocco è mantenuto in
 riferimento alla struttura \var{file}, e non al file descriptor). Pertanto sia
@@ -1329,6 +1389,12 @@ blocco in un processo figlio o su un file descriptor duplicato, questo sar
 cancellato rispettivamente anche nel processo padre e sul file descriptor
 originario.
 
+
+
+
+\subsection{Il file locking POSIX}
+\label{sec:file_posix_lock}
+
 La seconda interfaccia per l'\textit{advisory locking} disponibile in Linux è
 quella standardizzata da POSIX, basata sulla funzione \func{fcntl}. Abbiamo
 già trattato questa funzione nelle sue molteplici funzionalità in