Si prosegue con i file.
authorSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 4 Nov 2001 13:58:49 +0000 (13:58 +0000)
committerSimone Piccardi <piccardi@gnulinux.it>
Sun, 4 Nov 2001 13:58:49 +0000 (13:58 +0000)
fileunix.tex
gapil.tex
img/procfile.dia
system.tex

index b747a4d468233d20f7ab77fd2e497ce8d14d5fae..bc50b420f643e21720941096110ad5b3e583bc6f 100644 (file)
@@ -13,9 +13,11 @@ ANSI C.
 \section{L'architettura di base}
 \label{sec:file_base_arch}
 
-Esamineremo in questa sezione la architettura su cui è basata dell'interfaccia
-con cui i processi accedono ai file, che, pure nelle differenze di
-implementazione, è comune ad ogni implementazione di unix. 
+In questa sezione faremo una breve introduzione sulla architettura su cui è
+basata dell'interfaccia dei \textit{file descriptor}, che, sia pure con
+differenze di implementazione, è comune ad ogni implementazione di unix.
+Vedremo cosa comporti questa architettura in caso di accesso contemporaneo ai
+file da parte di più processi.
 
 
 \subsection{L'architettura dei \textit{file descriptors}}
@@ -47,12 +49,12 @@ relative ad un singolo processo; fra queste informazioni c'
 puntatore ad una ulteriore struttura di tipo \var{files\_struct} in cui sono
 contenute le informazioni relative ai file che il processo ha aperto, ed in
 particolare:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
 \item i flag relativi ai file descriptor.
 \item il numero di file aperti.
 \item una tabella che contiene un puntatore alla relativa voce nella
   \textit{file table} per ogni file aperto.
-\end{itemize}
+\end{itemize*}
 il \textit{file descriptor} in sostanza è l'intero positivo che indicizza
 questa tabella.
 
@@ -60,43 +62,46 @@ La \textit{file table} 
 che è stato aperto nel sistema. In Linux è costituita da strutture di tipo
 \var{file}; in ciascuna di esse sono tenute varie informazioni relative al
 file, fra cui:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
 \item lo stato del file (lettura, scrittura, append, etc.).
 \item il valore della posizione corrente (l'\textit{offset}) nel file.
 \item un puntatore all'inode\footnote{nel kernel 2.4.x si è in realtà passati
     ad un puntatore ad una struttura \var{dentry} che punta a sua volta
     all'inode passando per la nuova struttura del VFS} del file.
-\item un puntatore alla tabella delle funzioni \footnote{la struttura
-    \var{f\_op} descritta in \secref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
-  sul file.
-\end{itemize}
-In \nfig\ si è riportato lo schema di questa architettura, con le
-interrelazioni fra tutti questi elementi.
-
+%\item un puntatore alla tabella delle funzioni \footnote{la struttura
+%    \var{f\_op} descritta in \secref{sec:file_vfs_work}} che si possono usare
+%  sul file.
+\end{itemize*}
+
+In \figref{fig:file_proc_file} si è riportato uno schema in cui è illustrata
+questa architettura, in cui si sono evidenziate le interrelazioni fra le varie
+strutture di dati sulla quale essa è basata. 
 \begin{figure}[htb]
   \centering
   \includegraphics[width=14cm]{img/procfile.eps}
-  \caption{Schema delle operazioni del VFS}
-  \label{fig:file_VFS_scheme}
+  \caption{Schema della architettura dell'accesso ai file attraverso
+  l'interfaccia dei \textit{file descroptor}}
+  \label{fig:file_proc_file}
 \end{figure}
+Ritorneremo su questo schema più volte, dato che esso è fondamentale per
+capire i dettagli del funzionamento delle dell'interfaccia dei \textit{file
+  descriptor}.
 
 
 \subsection{I file standard}
 \label{sec:file_std_descr}
 
 Come accennato i \textit{file descriptor} non sono altro che un indice nella
-tabella dei file aperti di ciascun processo; per questo motivo normalmente
-essi vengono assegnati in successione tutte le volte che apre un nuovo file
-(senza averne chiuso nessuno in precedenza).  
-
+tabella dei file aperti di ciascun processo; per questo motivo essi vengono
+assegnati in successione tutte le volte che si apre un nuovo file (se non se
+ne è chiuso nessuno in precedenza).
 
 In tutti i sistemi unix-like esiste una convenzione generale per cui ogni
 processo viene lanciato con almeno tre file aperti. Questi, per quanto
 dicevamo prima, avranno come \textit{file descriptor} i valori 0, 1 e 2.
 Benché questa sia soltanto una convenzione, essa è seguita dalla gran parte
-delle applicazioni, e non seguirla potrebbe portare a gravi problemi di
-incompatibilità.
-
+delle applicazioni, e non aderirvi potrebbe portare a gravi problemi di
+interoperabilità.
 
 Il primo file è sempre associato a quello che viene chiamato \textit{standard
   input}, è cioè il file da cui il processo si aspetta di ricevere i dati in
@@ -108,19 +113,37 @@ shell, 
 
 Lo standard POSIX.1 provvede tre costanti simboliche, definite nell'header
 \file{unistd.h}, al posto di questi valori numerici: 
-\begin{itemize}
-\item \macro{STDIN\_FILENO} \textit{file descriptor} dello \textit{standard
-    input}
-\item \macro{STDOUT\_FILENO} \textit{file descriptor} dello \textit{standard
-    output}
-\item \macro{STDERR\_FILENO} \textit{file descriptor} dello \textit{standard
-    error}
-\end{itemize}
-
-
-
-\subsection{La condivisione dei files}
-\label{sec:file_sharing}
+\begin{table}[htb]
+  \centering
+  \begin{tabular}[c]{|l|l|}
+    \hline
+    \textbf{Costante} & \textbf{Significato} \\
+    \hline
+    \hline
+    \macro{STDIN\_FILENO}  & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+      input} \\
+    \macro{STDOUT\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+      output} \\
+    \macro{STDERR\_FILENO} & \textit{file descriptor} dello \textit{standard
+      error}\\
+    \hline
+  \end{tabular}
+  \caption{Costanti definite in \file{unistd.h} per i file standard aperti 
+    alla creazione di ogni processo.}
+  \label{tab:file_std_files}
+\end{table}
+
+In \curfig\ si è utilizzata questa situazione come esempio, facendo
+riferimento ad un programma in cui lo \textit{standard input} è associato ad
+un file mentre lo \textit{standard output} e lo \textit{standard error} sono
+entrambi associati ad un altro file (e quindi utilizzano lo stesso inode).
+
+Nelle vecchie versioni di unix (ed anche in Linux fino al kernel 2.0.x) il
+numero di file aperti era anche soggetto ad un limite massimo dato dalle
+dimensioni del vettore di puntatori con cui era realizzata la tabella dei file
+descriptor dentro \var{file\_struct}; questo limite intrinseco non sussiste
+più, dato che si è passati ad una linked list, restano i limiti imposti
+dall'amministratore (vedi \secref{sec:sys_limits}).
 
 
 
@@ -128,13 +151,66 @@ Lo standard POSIX.1 provvede tre costanti simboliche, definite nell'header
 \label{sec:file_base_func}
 
 L'interfaccia standard unix per l'input/output sui file è basata su cinque
-funzioni fondamentali \func{open}, \func{read}, \func{write},
-\func{lseek} e \func{close};
+funzioni fondamentali \func{open}, \func{read}, \func{write}, \func{lseek} e
+\func{close}, usate rispettivamente per aprire, leggere, scrivere, spostarsi e
+chiudere un file. 
+
+La gran parte delle operazioni sui file si effettua attraverso queste cinque
+funzioni, esse vengono chiamate anche funzioni di I/O non bufferizzato, per
+contrapporle alle analoghe previste dallo standard ANSI C (che vedremo in
+\secref{sec:file_ansi_base_func}), dato che effettuano le operazioni di lettura
+e scrittura usando direttamente le system call del kernel.
 
 
 \subsection{La funzione \func{open}}
 \label{sec:file_open}
 
+La funzione \func{open} è la funzione fondamentale per accedere ai file, ed è
+quella che crea l'associazione fra un pathname ed un file descriptor; il suo
+prototipo è:
+
+\begin{functions}
+  \headdecl{sys/types.h}
+  \headdecl{sys/stat.h}
+  \headdecl{fcntl.h}
+  \funcdecl{int open(const char *pathname, int flags)}
+  \funcdecl{int open(const char *pathname, int flags, mode\_t mode)}
+  Apre il file indicato da \var{pathname} nella modalità indicata da
+  \var{flags}, e, nel caso il file sia creato, con gli eventuali permessi
+  specificati da \var{mode}.
+  
+  La funzione ritorna il file descriptor in caso di successo e -1 in caso di
+  errore. In questo caso la variabile \var{errno} viene settata ad uno dei
+  valori:
+
+  \begin{errlist}
+  \item \macro{EEXIST} \var{pathname} esiste e si è specificato
+    \macro{O\_CREAT} e \macro{O\_EXCL}.  
+  \item \macro{EISDIR} \var{pathname} indica una directory e si è tentato
+    l'accesso in scrittura. 
+  \item \macro{ENOTDIR} un componente di \var{pathname} non è una directory o
+    si è specificato \macro{O\_DIRECTORY} e \var{pathname} non è una
+    directory.  
+  \item \macro{ENXIO} si sono settati \macro{O\_NOBLOCK} o \macro{O\_WRONLY}
+    ed il file è una fifo che non viene letta da nessun processo o
+    \var{pathname} è un file di dispositivo ma il dispositivo è assente.
+  \item \macro{ENODEV} \var{pathname} si riferisce a un file di dispositivo
+    che non esiste.  
+  \item \macro{ETXTBSY} si è cercato di accedere in scrittura all'immagine di
+    un programma in esecuzione.
+  \item \macro{ELOOP} si sono incotrati troppi link simbolici nel risolvere
+    pathname o si è indicato \macro{O\_NOFOLLOW} e \var{pathname} è un link
+    simbolico.
+  \end{errlist}
+  ed inoltre \macro{EACCES}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
+  \macro{EROFS}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOSPC}, \macro{ENOMEM},
+  \macro{EMFILE} e \macro{ENFILE}.
+\end{functions}
+
+
+
+
+
 \subsection{La funzione \func{creat}}
 \label{sec:file_creat}
 
@@ -150,12 +226,17 @@ funzioni fondamentali \func{open}, \func{read}, \func{write},
 \subsection{La funzione \func{write}}
 \label{sec:file_write}
 
-\subsection{Operazioni atomiche coi file}
-\label{sec:file_atomic}
 
 \section{Funzioni avanzate}
 \label{sec:file_adv_func}
 
+\subsection{La condivisione dei files}
+\label{sec:file_sharing}
+
+\subsection{Operazioni atomiche coi file}
+\label{sec:file_atomic}
+
+
 \subsection{La funzioni \func{dup} e \func{dup2}}
 \label{sec:file_dup}
 
index 1364419c8c16540dafaa72db3dc2f8ad84c8ff4c..6a44c548e150b8573d9cd7b59d226f01ac40ef81 100644 (file)
--- a/gapil.tex
+++ b/gapil.tex
@@ -1,4 +1,4 @@
-%% 
+%%
 %% GaPiL : Guida alla Programmazione in Linux
 %%
 %% S. Piccardi Oct. 2000 
index cd8131c4763cf2910658f05075b4acd34d64777e..d20b2a35ad8e86dbdd93dc75ff85943c7174628f 100644 (file)
Binary files a/img/procfile.dia and b/img/procfile.dia differ
index 56ae1d1fa48cb43c524f0e69120833028dc2ee9a..7a44a3591fef0b448ff58681ebd8fdff5f539fba 100644 (file)
@@ -208,3 +208,7 @@ o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice.
   \label{fig:intro_err_mess}
 \end{figure}
 
+
+\subsection{Valori e limiti del sistema}
+\label{sec:sys_limits}
+