flag, che si ricordi servono solo a dare suggerimenti al kernel, permette in
genere di migliorare le prestazioni.
-Come accennato con l'introduzione di \func{splice} sono state realizzate altre
-due system call, \func{vmsplice} e \func{tee}, che utilizzano la stessa
-infrastruttura e si basano sullo stesso concetto di manipolazione e
+Come accennato con l'introduzione di \func{splice} sono state realizzate anche
+altre due \textit{system call}, \func{vmsplice} e \func{tee}, che utilizzano
+la stessa infrastruttura e si basano sullo stesso concetto di manipolazione e
trasferimento di dati attraverso un buffer in kernel space; benché queste non
attengono strettamente ad operazioni di trasferimento dati fra file
-descriptor, le tratteremo qui.
+descriptor, le tratteremo qui, essendo strettamente correlate fra loro.
La prima funzione, \funcd{vmsplice}, è la più simile a \func{splice} e come
-indica il suo nome consente di trasferire i dati dalla memoria di un processo
-(ad esempio per un file mappato in memoria) verso una \textit{pipe}, il suo
-prototipo è:
+indica il suo nome consente di trasferire i dati dalla memoria virtuale di un
+processo (ad esempio per un file mappato in memoria) verso una \textit{pipe};
+il suo prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{fcntl.h}
\headdecl{sys/uio.h}
La \textit{pipe} indicata da \param{fd} dovrà essere specificata tramite il
file descriptor corrispondente al suo capo aperto in scrittura (di nuovo si
-faccia riferimento a sez.~\ref{sec:ipc_unix}), mentre per indicare quali zone
-di memoria devono essere trasferita si dovrà utilizzare un vettore di
-strutture \struct{iovec} (vedi fig.~\ref{fig:file_iovec}), esattamente con gli
-stessi criteri con cui le si usano per l'I/O vettorizzato, indicando gli
-indirizzi e le dimensioni di ciascun segmento di memoria su cui si vuole
-operare; le dimensioni del suddetto vettore devono essere passate
-nell'argomento \param{nr\_segs} che indica il numero di segmenti di memoria da
-trasferire. Sia per il vettore che per il valore massimo di \param{nr\_segs}
-valgono le stesse limitazioni illustrate in sez.~\ref{sec:file_multiple_io}.
+faccia riferimento a sez.~\ref{sec:ipc_unix}), mentre per indicare quali
+segmenti della memoria del processo devono essere trasferiti verso di essa si
+dovrà utilizzare un vettore di strutture \struct{iovec} (vedi
+fig.~\ref{fig:file_iovec}), esattamente con gli stessi criteri con cui le si
+usano per l'I/O vettorizzato, indicando gli indirizzi e le dimensioni di
+ciascun segmento di memoria su cui si vuole operare; le dimensioni del
+suddetto vettore devono essere passate nell'argomento \param{nr\_segs} che
+indica il numero di segmenti di memoria da trasferire. Sia per il vettore che
+per il valore massimo di \param{nr\_segs} valgono le stesse limitazioni
+illustrate in sez.~\ref{sec:file_multiple_io}.
In caso di successo la funzione ritorna il numero di byte trasferiti sulla
\textit{pipe}. In generale, se i dati una volta creati non devono essere
riutilizzati (se cioè l'applicazione che chiama \func{vmsplice} non
modificherà più la memoria trasferita), è opportuno utilizzare
per \param{flag} il valore \const{SPLICE\_F\_GIFT}; questo fa sì che il kernel
-possa rimuovere le relative pagine dallo spazio degli indirizzi del processo,
-e scaricarle nella cache, così che queste possono essere utilizzate
-immediatamente senza necessità di eseguire una copia dei dati che contengono.
+possa rimuovere le relative pagine dalla cache della memoria virtuale, così
+che queste possono essere utilizzate immediatamente senza necessità di
+eseguire una copia dei dati che contengono.
La seconda funzione aggiunta insieme a \func{splice} è \func{tee}, che deve il
suo nome all'omonimo comando in user space, perché in analogia con questo
destinazione; a differenza di quanto avviene con \func{read} i dati letti con
\func{tee} da \func{fd\_in} non vengono \textsl{consumati} e restano
disponibili sulla \textit{pipe} per una successiva lettura (di nuovo per il
-comportamento delle \textit{pipe} si veda sez.~\ref{sec:ipc_unix}).
+comportamento delle \textit{pipe} si veda sez.~\ref{sec:ipc_unix}). Al
+momento\footnote{quello della stesura di questo paragrafo, avvenuta il Gennaio
+ 2010, in futuro potrebbe essere implementato anche \const{SPLICE\_F\_MORE}.}
+il solo valore utilizzabile per \param{flag}, fra quelli elencati in
+tab.~\ref{tab:splice_flag}, è \const{SPLICE\_F\_NONBLOCK} che rende la
+funzione non bloccante.
La funzione restituisce il numero di byte copiati da una \textit{pipe}
all'altra (o $-1$ in caso di errore), un valore nullo indica che non ci sono
\index{memoria~virtuale} memoria virtuale ed il meccanismo della
\index{paginazione} paginazione per cui la lettura viene eseguita in blocchi
corrispondenti alle dimensioni delle pagine di memoria, ed i valori di
-\param{offset} e \param{count} arrotondati di conseguenza.
+\param{offset} e \param{count} vengono arrotondati di conseguenza.
La funzione estende quello che è un comportamento normale del kernel che
quando si legge un file, aspettandosi che l'accesso prosegua, esegue sempre
una lettura preventiva di una certa quantità di dati; questo meccanismo di
lettura anticipata viene chiamato \textit{read-ahead}, da cui deriva il nome
-della funzione. La funzione, per ottimizzare gli accessi a disco, effettua la
-lettura in cache della sezione richiesta e si blocca fintanto che questa non
-viene completata. La posizione corrente sul file non viene modificata ed
-indipendentemente da quanto indicato con \param{count} la lettura dei dati si
-interrompe una volta raggiunta la fine del file.
+della funzione. La funzione \func{readahead}, per ottimizzare gli accessi a
+disco, effettua la lettura in cache della sezione richiesta e si blocca
+fintanto che questa non viene completata. La posizione corrente sul file non
+viene modificata ed indipendentemente da quanto indicato con \param{count} la
+lettura dei dati si interrompe una volta raggiunta la fine del file.
Si può utilizzare questa funzione per velocizzare le operazioni di lettura
-all'interno del programma tutte le volte che si conosce in anticipo quanti
-dati saranno necessari in seguito. Si potrà così concentrare in un unico
-momento (ad esempio in fase di inizializzazione) la lettura, così da ottenere
-una migliore risposta nelle operazioni successive.
+all'interno di un programma tutte le volte che si conosce in anticipo quanti
+dati saranno necessari nelle elaborazioni successive. Si potrà così
+concentrare in un unico momento (ad esempio in fase di inizializzazione) la
+lettura dei dati da disco, così da ottenere una migliore velocità di risposta
+nelle operazioni successive.
\itindend{read-ahead}
Il concetto di \func{readahead} viene generalizzato nello standard
-POSIX.1-2001 dalla funzione \funcd{posix\_fadvise},\footnote{anche se
+POSIX.1-2001 dalla funzione \func{posix\_fadvise},\footnote{anche se
l'argomento \param{len} è stato modificato da \ctyp{size\_t} a \ctyp{off\_t}
nella revisione POSIX.1-2003 TC5.} che consente di ``\textsl{avvisare}'' il
kernel sulle modalità con cui si intende accedere nel futuro ad una certa
porzione di un file,\footnote{la funzione però è stata introdotta su Linux
solo a partire dal kernel 2.5.60.} così che esso possa provvedere le
-opportune ottimizzazioni; il suo prototipo, che può è disponibile solo se si
-definisce la macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad almeno 600, è:
+opportune ottimizzazioni; il prototipo di \funcd{posix\_fadvise}, che è
+disponibile soltanto se è stata definita la macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad
+valore di almeno 600, è:
\begin{functions}
\headdecl{fcntl.h}
Come \func{madvise} anche \func{posix\_fadvise} si appoggia al sistema della
memoria virtuale ed al meccanismo standard del \textit{read-ahead} utilizzato
-dal kernel; in particolare con \const{POSIX\_FADV\_SEQUENTIAL} si raddoppia la
-dimensione dell'ammontare di dati letti preventivamente rispetto al default,
-aspettandosi appunto una lettura sequenziale che li utilizzerà, mentre con
-\const{POSIX\_FADV\_RANDOM} si disabilita del tutto il suddetto meccanismo,
-dato che con un accesso del tutto casuale è inutile mettersi a leggere i dati
-immediatamente successivi gli attuali; infine l'uso di
-\const{POSIX\_FADV\_NORMAL} consente di riportarsi al comportamento di
-default.
+dal kernel; in particolare utilizzando il valore
+\const{POSIX\_FADV\_SEQUENTIAL} si raddoppia la dimensione dell'ammontare di
+dati letti preventivamente rispetto al default, aspettandosi appunto una
+lettura sequenziale che li utilizzerà, mentre con \const{POSIX\_FADV\_RANDOM}
+si disabilita del tutto il suddetto meccanismo, dato che con un accesso del
+tutto casuale è inutile mettersi a leggere i dati immediatamente successivi
+gli attuali; infine l'uso di \const{POSIX\_FADV\_NORMAL} consente di
+riportarsi al comportamento di default.
Le due modalità \const{POSIX\_FADV\_NOREUSE} e \const{POSIX\_FADV\_WILLNEED}
fino al kernel 2.6.18 erano equivalenti, a partire da questo kernel la prima
-viene non ha più alcune effetto, mentre la seconda dà inizio ad una lettura in
+viene non ha più alcun effetto, mentre la seconda dà inizio ad una lettura in
cache della regione del file indicata. La quantità di dati che verranno letti
è ovviamente limitata in base al carico che si viene a creare sul sistema
della memoria virtuale, ma in genere una lettura di qualche megabyte viene
Sia \func{posix\_fadvise} che \func{readahead} attengono alla ottimizzazione
dell'accesso in lettura; lo standard POSIX.1-2001 prevede anche una funzione
-specifica per le operazioni di scrittura, \func{posix\_fallocate},\footnote{la
- funzione è stata introdotta a partire dalle glibc 2.1.94.} che consente di
-preallocare dello spazio disco per assicurarsi che una seguente scrittura non
-fallisca, il suo prototipo, anch'esso disponibile solo se si definisce la
-macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad almeno 600, è:
+specifica per le operazioni di scrittura,
+\funcd{posix\_fallocate},\footnote{la funzione è stata introdotta a partire
+ dalle glibc 2.1.94.} che consente di preallocare dello spazio disco per
+assicurarsi che una seguente scrittura non fallisca, il suo prototipo,
+anch'esso disponibile solo se si definisce la macro \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad
+almeno 600, è:
\begin{functions}
\headdecl{fcntl.h}
funzione è garantito che una scrittura nella regione indicata non fallirà per
mancanza di spazio disco.
+Ci si può chiedere a cosa serva una funzione come \func{posix\_fallocate} dato
+che è sempre possibile ottenere l'effetto voluto eseguendo manualmente sul
+file la scrittura\footnote{usando \funcd{pwrite} per evitare spostamenti della
+ posizione corrente sul file.} di una serie di zeri per l'estensione di
+spazio necessaria. In realtà questa è la modalità con cui la funzione veniva
+realizzata nella prima versione fornita dalle \acr{glibc}, e si trattava nel
+caso soltanto di una standardizzazione delle modalità di
+
% TODO controllare la trattazione della nuova funzionalità di preallocazione
% TODO documentare \func{posix\_fadvise}
% LocalWords: nwrite segs patch readahead posix fadvise TC advice FADV NORMAL
% LocalWords: SEQUENTIAL NOREUSE WILLNEED DONTNEED streaming fallocate EFBIG
% LocalWords: POLLRDHUP half close pwait Gb madvise MADV ahead REMOVE tmpfs
-% LocalWords: DONTFORK DOFORK shmfs preadv pwritev syscall linux loff
+% LocalWords: DONTFORK DOFORK shmfs preadv pwritev syscall linux loff head
+% LocalWords: MERGEABLE EOVERFLOW conditions prealloca
%%% Local Variables:
successo e $-1$ in caso di errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno
dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket o una fifo.
+ \item[\errcode{ESPIPE}] \param{fd} è una pipe, un socket o una fifo.
\item[\errcode{EINVAL}] \param{whence} non è un valore valido.
+ \item[\errcode{EOVERFLOW}] \param{offset} non può essere rappresentato nel
+ tipo \type{off\_t}.
\end{errlist}
ed inoltre \errval{EBADF}.}
\end{functions}
per ottenere la nuova posizione corrente.
\end{basedescript}
-Come accennato in sez.~\ref{sec:file_file_size} con \func{lseek} è possibile
-impostare la posizione corrente anche oltre la fine del file, e alla
-successiva scrittura il file sarà esteso. La chiamata non causa nessun accesso
-al file, si limita a modificare la posizione corrente (cioè il valore
-\var{f\_pos} in \param{file}, vedi fig.~\ref{fig:file_proc_file}). Dato che la
-funzione ritorna la nuova posizione, usando il valore zero per \param{offset}
-si può riottenere la posizione corrente nel file chiamando la funzione con
-\code{lseek(fd, 0, SEEK\_CUR)}.
+Si tenga presente che la chiamata a \func{lseek} non causa nessun accesso al
+file, si limita a modificare la posizione corrente (cioè il valore
+\var{f\_pos} in \param{file}, vedi fig.~\ref{fig:file_proc_file}). Dato che
+la funzione ritorna la nuova posizione, usando il valore zero
+per \param{offset} si può riottenere la posizione corrente nel file chiamando
+la funzione con \code{lseek(fd, 0, SEEK\_CUR)}.
Si tenga presente inoltre che usare \const{SEEK\_END} non assicura affatto che
la successiva scrittura avvenga alla fine del file, infatti se questo è stato
non supportano questa funzione, come ad esempio per i file di
terminale.\footnote{altri sistemi, usando \const{SEEK\_SET}, in questo caso
ritornano il numero di caratteri che vi sono stati scritti.} Lo standard
-POSIX però non specifica niente in proposito. Infine alcuni file speciali, ad
+POSIX però non specifica niente in proposito. Inoltre alcuni file speciali, ad
esempio \file{/dev/null}, non causano un errore ma restituiscono un valore
indefinito.
+\itindbeg{sparse~file}
+
+Infine si tenga presente che, come accennato in sez.~\ref{sec:file_file_size},
+con \func{lseek} è possibile impostare una posizione anche oltre la corrente
+fine del file; ed in tal caso alla successiva scrittura il file sarà esteso a
+partire da detta posizione. In questo caso si ha quella che viene chiamata la
+creazione di un \index{file!\textit{hole}} \textsl{buco} nel file, accade cioè
+che nonostante la dimensione del file sia cresciuta in seguito alla scrittura
+effettuata, lo spazio vuoto fra la precedente fine del file ed la nuova parte
+scritta dopo lo spostamento, non corrisponda ad una allocazione effettiva di
+spazio su disco, che sarebbe inutile dato che quella zona è effettivamente
+vuota.
+
+Questa è una delle caratteristiche spcifiche della gestione dei file di un
+sistema unix-like, ed in questo caso si ha appunto quello che in gergo si
+chiama un \index{file!\textit{hole}} \textit{hole} nel file e si dice che il
+file in questione è uno \textit{sparse file}. In sostanza, se si ricorda la
+struttura di un filesystem illustrata in fig.~\ref{fig:file_filesys_detail},
+quello che accade è che nell'\textit{inode} del file viene segnata
+l'allocazione di un blocco di dati a partire dalla nuova posizione, ma non
+viene allocato nulla per le posizioni intermedie; in caso di lettura
+sequenziale del contenuto del file il kernel si accorgerà della presenza del
+buco, e restituirà degli zeri come contenuto di quella parte del file.
+
+Questa funzionalità comporta una delle caratteristiche della gestione dei file
+su Unix che spesso genera più confusione in chi non la conosce, per cui
+sommando le dimensioni dei file si può ottenere, se si hanno molti
+\textit{sparse file}, un totale anche maggiore della capacità del proprio
+disco e comunque maggiore della dimensione che riporta un comando come
+\cmd{du}, che calcola lo spazio disco occupato in base al numero dei blocchi
+effettivamente allocati per il file.
+
+Questo avviene proprio perché in un sistema unix-like la dimensione di un file
+è una caratteristica del tutto indipendente dalla quantità di spazio disco
+effettivamente allocato, e viene registrata sull'\textit{inode} come le altre
+proprietà del file. La dimensione viene aggiornata automaticamente quando si
+estende un file scrivendoci, e viene riportata dal campo \var{st\_size} di una
+struttura \struct{stat} quando si effettua chiamata ad una delle funzioni
+\texttt{*stat} viste in sez.~\ref{sec:file_stat}.
+
+Questo comporta che in generale, fintanto che lo si è scritto sequenzialmente,
+la dimensione di un file sarà più o meno corrispondente alla quantità di
+spazio disco da esso occupato, ma esistono dei casi, come questo in cui ci si
+sposta in una posizione oltre la fine corrente del file, o come quello
+accennato in in sez.~\ref{sec:file_file_size} in cui si estende la dimensione
+di un file con una \func{truncate}, in cui in sostanza di modifica il valore
+della dimensione di \var{st\_size} senza allocare spazio su disco. Questo
+consente di creare inizialmente file di dimensioni anche molto grandi, senza
+dover occupare da subito dello spazio disco che in realtà sarebbe
+inutilizzato.
+
+\itindend{sparse~file}
+
\subsection{Le funzioni \func{read} e \func{pread}}
\label{sec:file_read}
projects / gapil.git / commitdiff