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| -rw-r--r-- | Documentation/translations/it_IT/doc-guide/parse-headers.rst | 196 | ||||
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diff --git a/Documentation/translations/it_IT/disclaimer-ita.rst b/Documentation/translations/it_IT/disclaimer-ita.rst new file mode 100644 index 000000000..d68e52de6 --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/disclaimer-ita.rst @@ -0,0 +1,13 @@ +:orphan: + +.. note:: + This document is maintained by Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it>. + If you find any difference between this document and the original file or a + problem with the translation, please contact the maintainer of this file. + Following people helped to translate or review: + Alessia Mantegazza <amantegazza@vaga.pv.it> + +.. warning:: + The purpose of this file is to be easier to read and understand for Italian + speakers and is not intended as a fork. So, if you have any comments or + updates for this file please try to update the original English file first. diff --git a/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/index.rst b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/index.rst new file mode 100644 index 000000000..7a6562b54 --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/index.rst @@ -0,0 +1,24 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese: + :ref:`Documentation/doc-guide/index.rst <doc_guide>` + +.. _it_doc_guide: + +========================================== +Come scrivere la documentazione del kernel +========================================== + +.. toctree:: + :maxdepth: 1 + + sphinx.rst + kernel-doc.rst + parse-headers.rst + +.. only:: subproject and html + + Indices + ======= + + * :ref:`genindex` diff --git a/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/kernel-doc.rst b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/kernel-doc.rst new file mode 100644 index 000000000..2bf1c1e2f --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/kernel-doc.rst @@ -0,0 +1,554 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese: + :ref:`Documentation/doc-guide/index.rst <doc_guide>` + +.. _it_kernel_doc: + +Scrivere i commenti in kernel-doc +================================= + +Nei file sorgenti del kernel Linux potrete trovare commenti di documentazione +strutturanti secondo il formato kernel-doc. Essi possono descrivere funzioni, +tipi di dati, e l'architettura del codice. + +.. note:: Il formato kernel-doc può sembrare simile a gtk-doc o Doxygen ma + in realtà è molto differente per ragioni storiche. I sorgenti del kernel + contengono decine di migliaia di commenti kernel-doc. Siete pregati + d'attenervi allo stile qui descritto. + +La struttura kernel-doc è estratta a partire dai commenti; da questi viene +generato il `dominio Sphinx per il C`_ con un'adeguata descrizione per le +funzioni ed i tipi di dato con i loro relativi collegamenti. Le descrizioni +vengono filtrare per cercare i riferimenti ed i marcatori. + +Vedere di seguito per maggiori dettagli. + +.. _`dominio Sphinx per il C`: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/domains.html + +Tutte le funzioni esportate verso i moduli esterni utilizzando +``EXPORT_SYMBOL`` o ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` dovrebbero avere un commento +kernel-doc. Quando l'intenzione è di utilizzarle nei moduli, anche le funzioni +e le strutture dati nei file d'intestazione dovrebbero avere dei commenti +kernel-doc. + +È considerata una buona pratica quella di fornire una documentazione formattata +secondo kernel-doc per le funzioni che sono visibili da altri file del kernel +(ovvero, che non siano dichiarate utilizzando ``static``). Raccomandiamo, +inoltre, di fornire una documentazione kernel-doc anche per procedure private +(ovvero, dichiarate "static") al fine di fornire una struttura più coerente +dei sorgenti. Quest'ultima raccomandazione ha una priorità più bassa ed è a +discrezione dal manutentore (MAINTAINER) del file sorgente. + + + +Sicuramente la documentazione formattata con kernel-doc è necessaria per +le funzioni che sono esportate verso i moduli esterni utilizzando +``EXPORT_SYMBOL`` o ``EXPORT_SYMBOL_GPL``. + +Cerchiamo anche di fornire una documentazione formattata secondo kernel-doc +per le funzioni che sono visibili da altri file del kernel (ovvero, che non +siano dichiarate utilizzando "static") + +Raccomandiamo, inoltre, di fornire una documentazione formattata con kernel-doc +anche per procedure private (ovvero, dichiarate "static") al fine di fornire +una struttura più coerente dei sorgenti. Questa raccomandazione ha una priorità +più bassa ed è a discrezione dal manutentore (MAINTAINER) del file sorgente. + +Le strutture dati visibili nei file di intestazione dovrebbero essere anch'esse +documentate utilizzando commenti formattati con kernel-doc. + +Come formattare i commenti kernel-doc +------------------------------------- + +I commenti kernel-doc iniziano con il marcatore ``/**``. Il programma +``kernel-doc`` estrarrà i commenti marchiati in questo modo. Il resto +del commento è formattato come un normale commento multilinea, ovvero +con un asterisco all'inizio d'ogni riga e che si conclude con ``*/`` +su una riga separata. + +I commenti kernel-doc di funzioni e tipi dovrebbero essere posizionati +appena sopra la funzione od il tipo che descrivono. Questo allo scopo di +aumentare la probabilità che chi cambia il codice si ricordi di aggiornare +anche la documentazione. I commenti kernel-doc di tipo più generale possono +essere posizionati ovunque nel file. + +Al fine di verificare che i commenti siano formattati correttamente, potete +eseguire il programma ``kernel-doc`` con un livello di verbosità alto e senza +che questo produca alcuna documentazione. Per esempio:: + + scripts/kernel-doc -v -none drivers/foo/bar.c + +Il formato della documentazione è verificato della procedura di generazione +del kernel quando viene richiesto di effettuare dei controlli extra con GCC:: + + make W=n + +Documentare le funzioni +------------------------ + +Generalmente il formato di un commento kernel-doc per funzioni e +macro simil-funzioni è il seguente:: + + /** + * function_name() - Brief description of function. + * @arg1: Describe the first argument. + * @arg2: Describe the second argument. + * One can provide multiple line descriptions + * for arguments. + * + * A longer description, with more discussion of the function function_name() + * that might be useful to those using or modifying it. Begins with an + * empty comment line, and may include additional embedded empty + * comment lines. + * + * The longer description may have multiple paragraphs. + * + * Context: Describes whether the function can sleep, what locks it takes, + * releases, or expects to be held. It can extend over multiple + * lines. + * Return: Describe the return value of foobar. + * + * The return value description can also have multiple paragraphs, and should + * be placed at the end of the comment block. + */ + +La descrizione introduttiva (*brief description*) che segue il nome della +funzione può continuare su righe successive e termina con la descrizione di +un argomento, una linea di commento vuota, oppure la fine del commento. + +Parametri delle funzioni +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Ogni argomento di una funzione dovrebbe essere descritto in ordine, subito +dopo la descrizione introduttiva. Non lasciare righe vuote né fra la +descrizione introduttiva e quella degli argomenti, né fra gli argomenti. + +Ogni ``@argument:`` può estendersi su più righe. + +.. note:: + + Se la descrizione di ``@argument:`` si estende su più righe, + la continuazione dovrebbe iniziare alla stessa colonna della riga + precedente:: + + * @argument: some long description + * that continues on next lines + + or:: + + * @argument: + * some long description + * that continues on next lines + +Se una funzione ha un numero variabile di argomento, la sua descrizione +dovrebbe essere scritta con la notazione kernel-doc:: + + * @...: description + +Contesto delle funzioni +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Il contesto in cui le funzioni vengono chiamate viene descritto in una +sezione chiamata ``Context``. Questo dovrebbe informare sulla possibilità +che una funzione dorma (*sleep*) o che possa essere chiamata in un contesto +d'interruzione, così come i *lock* che prende, rilascia e che si aspetta che +vengano presi dal chiamante. + +Esempi:: + + * Context: Any context. + * Context: Any context. Takes and releases the RCU lock. + * Context: Any context. Expects <lock> to be held by caller. + * Context: Process context. May sleep if @gfp flags permit. + * Context: Process context. Takes and releases <mutex>. + * Context: Softirq or process context. Takes and releases <lock>, BH-safe. + * Context: Interrupt context. + +Valore di ritorno +~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Il valore di ritorno, se c'è, viene descritto in una sezione dedicata di nome +``Return``. + +.. note:: + + #) La descrizione multiriga non riconosce il termine d'una riga, per cui + se provate a formattare bene il vostro testo come nel seguente esempio:: + + * Return: + * 0 - OK + * -EINVAL - invalid argument + * -ENOMEM - out of memory + + le righe verranno unite e il risultato sarà:: + + Return: 0 - OK -EINVAL - invalid argument -ENOMEM - out of memory + + Quindi, se volete che le righe vengano effettivamente generate, dovete + utilizzare una lista ReST, ad esempio:: + + * Return: + * * 0 - OK to runtime suspend the device + * * -EBUSY - Device should not be runtime suspended + + #) Se il vostro testo ha delle righe che iniziano con una frase seguita dai + due punti, allora ognuna di queste frasi verrà considerata come il nome + di una nuova sezione, e probabilmente non produrrà gli effetti desiderati. + +Documentare strutture, unioni ed enumerazioni +--------------------------------------------- + +Generalmente il formato di un commento kernel-doc per struct, union ed enum è:: + + /** + * struct struct_name - Brief description. + * @member1: Description of member1. + * @member2: Description of member2. + * One can provide multiple line descriptions + * for members. + * + * Description of the structure. + */ + +Nell'esempio qui sopra, potete sostituire ``struct`` con ``union`` o ``enum`` +per descrivere unioni ed enumerati. ``member`` viene usato per indicare i +membri di strutture ed unioni, ma anche i valori di un tipo enumerato. + +La descrizione introduttiva (*brief description*) che segue il nome della +funzione può continuare su righe successive e termina con la descrizione di +un argomento, una linea di commento vuota, oppure la fine del commento. + +Membri +~~~~~~ + +I membri di strutture, unioni ed enumerati devo essere documentati come i +parametri delle funzioni; seguono la descrizione introduttiva e possono +estendersi su più righe. + +All'interno d'una struttura o d'un unione, potete utilizzare le etichette +``private:`` e ``public:``. I campi che sono nell'area ``private:`` non +verranno inclusi nella documentazione finale. + +Le etichette ``private:`` e ``public:`` devono essere messe subito dopo +il marcatore di un commento ``/*``. Opzionalmente, possono includere commenti +fra ``:`` e il marcatore di fine commento ``*/``. + +Esempio:: + + /** + * struct my_struct - short description + * @a: first member + * @b: second member + * @d: fourth member + * + * Longer description + */ + struct my_struct { + int a; + int b; + /* private: internal use only */ + int c; + /* public: the next one is public */ + int d; + }; + +Strutture ed unioni annidate +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +È possibile documentare strutture ed unioni annidate, ad esempio:: + + /** + * struct nested_foobar - a struct with nested unions and structs + * @memb1: first member of anonymous union/anonymous struct + * @memb2: second member of anonymous union/anonymous struct + * @memb3: third member of anonymous union/anonymous struct + * @memb4: fourth member of anonymous union/anonymous struct + * @bar: non-anonymous union + * @bar.st1: struct st1 inside @bar + * @bar.st2: struct st2 inside @bar + * @bar.st1.memb1: first member of struct st1 on union bar + * @bar.st1.memb2: second member of struct st1 on union bar + * @bar.st2.memb1: first member of struct st2 on union bar + * @bar.st2.memb2: second member of struct st2 on union bar + */ + struct nested_foobar { + /* Anonymous union/struct*/ + union { + struct { + int memb1; + int memb2; + } + struct { + void *memb3; + int memb4; + } + } + union { + struct { + int memb1; + int memb2; + } st1; + struct { + void *memb1; + int memb2; + } st2; + } bar; + }; + +.. note:: + + #) Quando documentate una struttura od unione annidata, ad esempio + di nome ``foo``, il suo campo ``bar`` dev'essere documentato + usando ``@foo.bar:`` + #) Quando la struttura od unione annidata è anonima, il suo campo + ``bar`` dev'essere documentato usando ``@bar:`` + +Commenti in linea per la documentazione dei membri +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +I membri d'una struttura possono essere documentati in linea all'interno +della definizione stessa. Ci sono due stili: una singola riga di commento +che inizia con ``/**`` e finisce con ``*/``; commenti multi riga come +qualsiasi altro commento kernel-doc:: + + /** + * struct foo - Brief description. + * @foo: The Foo member. + */ + struct foo { + int foo; + /** + * @bar: The Bar member. + */ + int bar; + /** + * @baz: The Baz member. + * + * Here, the member description may contain several paragraphs. + */ + int baz; + union { + /** @foobar: Single line description. */ + int foobar; + }; + /** @bar2: Description for struct @bar2 inside @foo */ + struct { + /** + * @bar2.barbar: Description for @barbar inside @foo.bar2 + */ + int barbar; + } bar2; + }; + + +Documentazione dei tipi di dato +------------------------------- +Generalmente il formato di un commento kernel-doc per typedef è +il seguente:: + + /** + * typedef type_name - Brief description. + * + * Description of the type. + */ + +Anche i tipi di dato per prototipi di funzione possono essere documentati:: + + /** + * typedef type_name - Brief description. + * @arg1: description of arg1 + * @arg2: description of arg2 + * + * Description of the type. + * + * Context: Locking context. + * Return: Meaning of the return value. + */ + typedef void (*type_name)(struct v4l2_ctrl *arg1, void *arg2); + +Marcatori e riferimenti +----------------------- + +All'interno dei commenti di tipo kernel-doc vengono riconosciuti i seguenti +*pattern* che vengono convertiti in marcatori reStructuredText ed in riferimenti +del `dominio Sphinx per il C`_. + +.. attention:: Questi sono riconosciuti **solo** all'interno di commenti + kernel-doc, e **non** all'interno di documenti reStructuredText. + +``funcname()`` + Riferimento ad una funzione. + +``@parameter`` + Nome di un parametro di una funzione (nessun riferimento, solo formattazione). + +``%CONST`` + Il nome di una costante (nessun riferimento, solo formattazione) + +````literal```` + Un blocco di testo che deve essere riportato così com'è. La rappresentazione + finale utilizzerà caratteri a ``spaziatura fissa``. + + Questo è utile se dovete utilizzare caratteri speciali che altrimenti + potrebbero assumere un significato diverso in kernel-doc o in reStructuredText + + Questo è particolarmente utile se dovete scrivere qualcosa come ``%ph`` + all'interno della descrizione di una funzione. + +``$ENVVAR`` + Il nome di una variabile d'ambiente (nessun riferimento, solo formattazione). + +``&struct name`` + Riferimento ad una struttura. + +``&enum name`` + Riferimento ad un'enumerazione. + +``&typedef name`` + Riferimento ad un tipo di dato. + +``&struct_name->member`` or ``&struct_name.member`` + Riferimento ad un membro di una struttura o di un'unione. Il riferimento sarà + la struttura o l'unione, non il memembro. + +``&name`` + Un generico riferimento ad un tipo. Usate, preferibilmente, il riferimento + completo come descritto sopra. Questo è dedicato ai commenti obsoleti. + +Riferimenti usando reStructuredText +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Per fare riferimento a funzioni e tipi di dato definiti nei commenti kernel-doc +all'interno dei documenti reStructuredText, utilizzate i riferimenti dal +`dominio Sphinx per il C`_. Per esempio:: + + See function :c:func:`foo` and struct/union/enum/typedef :c:type:`bar`. + +Nonostante il riferimento ai tipi di dato funzioni col solo nome, +ovvero senza specificare struct/union/enum/typedef, potreste preferire il +seguente:: + + See :c:type:`struct foo <foo>`. + See :c:type:`union bar <bar>`. + See :c:type:`enum baz <baz>`. + See :c:type:`typedef meh <meh>`. + +Questo produce dei collegamenti migliori, ed è in linea con il modo in cui +kernel-doc gestisce i riferimenti. + +Per maggiori informazioni, siete pregati di consultare la documentazione +del `dominio Sphinx per il C`_. + +Commenti per una documentazione generale +---------------------------------------- + +Al fine d'avere il codice ed i commenti nello stesso file, potete includere +dei blocchi di documentazione kernel-doc con un formato libero invece +che nel formato specifico per funzioni, strutture, unioni, enumerati o tipi +di dato. Per esempio, questo tipo di commento potrebbe essere usato per la +spiegazione delle operazioni di un driver o di una libreria + +Questo s'ottiene utilizzando la parola chiave ``DOC:`` a cui viene associato +un titolo. + +Generalmente il formato di un commento generico o di visione d'insieme è +il seguente:: + + /** + * DOC: Theory of Operation + * + * The whizbang foobar is a dilly of a gizmo. It can do whatever you + * want it to do, at any time. It reads your mind. Here's how it works. + * + * foo bar splat + * + * The only drawback to this gizmo is that is can sometimes damage + * hardware, software, or its subject(s). + */ + +Il titolo che segue ``DOC:`` funziona da intestazione all'interno del file +sorgente, ma anche come identificatore per l'estrazione di questi commenti di +documentazione. Quindi, il titolo dev'essere unico all'interno del file. + +Includere i commenti di tipo kernel-doc +======================================= + +I commenti di documentazione possono essere inclusi in un qualsiasi documento +di tipo reStructuredText mediante l'apposita direttiva nell'estensione +kernel-doc per Sphinx. + +Le direttive kernel-doc sono nel formato:: + + .. kernel-doc:: source + :option: + +Il campo *source* è il percorso ad un file sorgente, relativo alla cartella +principale dei sorgenti del kernel. La direttiva supporta le seguenti opzioni: + +export: *[source-pattern ...]* + Include la documentazione per tutte le funzioni presenti nel file sorgente + (*source*) che sono state esportate utilizzando ``EXPORT_SYMBOL`` o + ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` in *source* o in qualsiasi altro *source-pattern* + specificato. + + Il campo *source-patter* è utile quando i commenti kernel-doc sono stati + scritti nei file d'intestazione, mentre ``EXPORT_SYMBOL`` e + ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` si trovano vicino alla definizione delle funzioni. + + Esempi:: + + .. kernel-doc:: lib/bitmap.c + :export: + + .. kernel-doc:: include/net/mac80211.h + :export: net/mac80211/*.c + +internal: *[source-pattern ...]* + Include la documentazione per tutte le funzioni ed i tipi presenti nel file + sorgente (*source*) che **non** sono stati esportati utilizzando + ``EXPORT_SYMBOL`` o ``EXPORT_SYMBOL_GPL`` né in *source* né in qualsiasi + altro *source-pattern* specificato. + + Esempio:: + + .. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/i915/intel_audio.c + :internal: + +doc: *title* + Include la documentazione del paragrafo ``DOC:`` identificato dal titolo + (*title*) all'interno del file sorgente (*source*). Gli spazi in *title* sono + permessi; non virgolettate *title*. Il campo *title* è utilizzato per + identificare un paragrafo e per questo non viene incluso nella documentazione + finale. Verificate d'avere l'intestazione appropriata nei documenti + reStructuredText. + + Esempio:: + + .. kernel-doc:: drivers/gpu/drm/i915/intel_audio.c + :doc: High Definition Audio over HDMI and Display Port + +functions: *function* *[...]* + Dal file sorgente (*source*) include la documentazione per le funzioni + elencate (*function*). + + Esempio:: + + .. kernel-doc:: lib/bitmap.c + :functions: bitmap_parselist bitmap_parselist_user + +Senza alcuna opzione, la direttiva kernel-doc include tutti i commenti di +documentazione presenti nel file sorgente (*source*). + +L'estensione kernel-doc fa parte dei sorgenti del kernel, la si può trovare +in ``Documentation/sphinx/kerneldoc.py``. Internamente, viene utilizzato +lo script ``scripts/kernel-doc`` per estrarre i commenti di documentazione +dai file sorgenti. + +Come utilizzare kernel-doc per generare pagine man +-------------------------------------------------- + +Se volete utilizzare kernel-doc solo per generare delle pagine man, potete +farlo direttamente dai sorgenti del kernel:: + + $ scripts/kernel-doc -man $(git grep -l '/\*\*' -- :^Documentation :^tools) | scripts/split-man.pl /tmp/man diff --git a/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/parse-headers.rst b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/parse-headers.rst new file mode 100644 index 000000000..b38918ca6 --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/parse-headers.rst @@ -0,0 +1,196 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese: + :ref:`Documentation/doc-guide/index.rst <doc_guide>` + +========================================= +Includere gli i file di intestazione uAPI +========================================= + +Qualche volta è utile includere dei file di intestazione e degli esempi di codice C +al fine di descrivere l'API per lo spazio utente e per generare dei riferimenti +fra il codice e la documentazione. Aggiungere i riferimenti ai file dell'API +dello spazio utente ha ulteriori vantaggi: Sphinx genererà dei messaggi +d'avviso se un simbolo non viene trovato nella documentazione. Questo permette +di mantenere allineate la documentazione della uAPI (API spazio utente) +con le modifiche del kernel. +Il programma :ref:`parse_headers.pl <it_parse_headers>` genera questi riferimenti. +Esso dev'essere invocato attraverso un Makefile, mentre si genera la +documentazione. Per avere un esempio su come utilizzarlo all'interno del kernel +consultate ``Documentation/media/Makefile``. + +.. _it_parse_headers: + +parse_headers.pl +^^^^^^^^^^^^^^^^ + +NOME +**** + + +parse_headers.pl - analizza i file C al fine di identificare funzioni, +strutture, enumerati e definizioni, e creare riferimenti per Sphinx + +SINTASSI +******** + + +\ **parse_headers.pl**\ [<options>] <C_FILE> <OUT_FILE> [<EXCEPTIONS_FILE>] + +Dove <options> può essere: --debug, --usage o --help. + + +OPZIONI +******* + + + +\ **--debug**\ + + Lo script viene messo in modalità verbosa, utile per il debugging. + + +\ **--usage**\ + + Mostra un messaggio d'aiuto breve e termina. + + +\ **--help**\ + + Mostra un messaggio d'aiuto dettagliato e termina. + + +DESCRIZIONE +*********** + +Converte un file d'intestazione o un file sorgente C (C_FILE) in un testo +ReStructuredText incluso mediante il blocco ..parsed-literal +con riferimenti alla documentazione che descrive l'API. Opzionalmente, +il programma accetta anche un altro file (EXCEPTIONS_FILE) che +descrive quali elementi debbano essere ignorati o il cui riferimento +deve puntare ad elemento diverso dal predefinito. + +Il file generato sarà disponibile in (OUT_FILE). + +Il programma è capace di identificare *define*, funzioni, strutture, +tipi di dato, enumerati e valori di enumerati, e di creare i riferimenti +per ognuno di loro. Inoltre, esso è capace di distinguere le #define +utilizzate per specificare i comandi ioctl di Linux. + +Il file EXCEPTIONS_FILE contiene due tipi di dichiarazioni: +\ **ignore**\ o \ **replace**\ . + +La sintassi per ignore è: + +ignore \ **tipo**\ \ **nome**\ + +La dichiarazione \ **ignore**\ significa che non verrà generato alcun +riferimento per il simbolo \ **name**\ di tipo \ **tipo**\ . + + +La sintassi per replace è: + +replace \ **tipo**\ \ **nome**\ \ **nuovo_valore**\ + +La dichiarazione \ **replace**\ significa che verrà generato un +riferimento per il simbolo \ **name**\ di tipo \ **tipo**\ , ma, invece +di utilizzare il valore predefinito, verrà utilizzato il valore +\ **nuovo_valore**\ . + +Per entrambe le dichiarazioni, il \ **tipo**\ può essere uno dei seguenti: + + +\ **ioctl**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata su definizioni di ioctl + come la seguente: + + #define VIDIOC_DBG_S_REGISTER _IOW('V', 79, struct v4l2_dbg_register) + + + +\ **define**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata su una qualsiasi #define + trovata in C_FILE. + + + +\ **typedef**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata ad una dichiarazione typedef + in C_FILE. + + + +\ **struct**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata ai nomi di strutture + in C_FILE. + + + +\ **enum**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata ai nomi di enumerati + in C_FILE. + + + +\ **symbol**\ + + La dichiarazione ignore o replace verrà applicata ai nomi di valori di + enumerati in C_FILE. + + Per le dichiarazioni di tipo replace, il campo \ **new_value**\ utilizzerà + automaticamente i riferimenti :c:type: per \ **typedef**\ , \ **enum**\ e + \ **struct**\. Invece, utilizzerà :ref: per \ **ioctl**\ , \ **define**\ e + \ **symbol**\. Il tipo di riferimento può essere definito esplicitamente + nella dichiarazione stessa. + + +ESEMPI +****** + + +ignore define _VIDEODEV2_H + + +Ignora una definizione #define _VIDEODEV2_H nel file C_FILE. + +ignore symbol PRIVATE + + +In un enumerato come il seguente: + +enum foo { BAR1, BAR2, PRIVATE }; + +Non genererà alcun riferimento per \ **PRIVATE**\ . + +replace symbol BAR1 :c:type:\`foo\` +replace symbol BAR2 :c:type:\`foo\` + + +In un enumerato come il seguente: + +enum foo { BAR1, BAR2, PRIVATE }; + +Genererà un riferimento ai valori BAR1 e BAR2 dal simbolo foo nel dominio C. + + +BUGS +**** + +Riferire ogni malfunzionamento a Mauro Carvalho Chehab <mchehab@s-opensource.com> + + +COPYRIGHT +********* + + +Copyright (c) 2016 by Mauro Carvalho Chehab <mchehab@s-opensource.com>. + +Licenza GPLv2: GNU GPL version 2 <http://gnu.org/licenses/gpl.html>. + +Questo è software libero: siete liberi di cambiarlo e ridistribuirlo. +Non c'è alcuna garanzia, nei limiti permessi dalla legge. diff --git a/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/sphinx.rst b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/sphinx.rst new file mode 100644 index 000000000..474b7e127 --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/doc-guide/sphinx.rst @@ -0,0 +1,457 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese: + :ref:`Documentation/doc-guide/index.rst <doc_guide>` + +Introduzione +============ + +Il kernel Linux usa `Sphinx`_ per la generazione della documentazione a partire +dai file `reStructuredText`_ che si trovano nella cartella ``Documentation``. +Per generare la documentazione in HTML o PDF, usate comandi ``make htmldocs`` o +``make pdfdocs``. La documentazione così generata sarà disponibile nella +cartella ``Documentation/output``. + +.. _Sphinx: http://www.sphinx-doc.org/ +.. _reStructuredText: http://docutils.sourceforge.net/rst.html + +I file reStructuredText possono contenere delle direttive che permettono di +includere i commenti di documentazione, o di tipo kernel-doc, dai file +sorgenti. +Solitamente questi commenti sono utilizzati per descrivere le funzioni, i tipi +e l'architettura del codice. I commenti di tipo kernel-doc hanno una struttura +e formato speciale, ma a parte questo vengono processati come reStructuredText. + +Inoltre, ci sono migliaia di altri documenti in formato testo sparsi nella +cartella ``Documentation``. Alcuni di questi verranno probabilmente convertiti, +nel tempo, in formato reStructuredText, ma la maggior parte di questi rimarranno +in formato testo. + +.. _it_sphinx_install: + +Installazione Sphinx +==================== + +I marcatori ReST utilizzati nei file in Documentation/ sono pensati per essere +processati da ``Sphinx`` nella versione 1.3 o superiore. Se desiderate produrre +un documento PDF è raccomandato l'utilizzo di una versione superiore alle 1.4.6. + +Esiste uno script che verifica i requisiti Sphinx. Per ulteriori dettagli +consultate :ref:`it_sphinx-pre-install`. + +La maggior parte delle distribuzioni Linux forniscono Sphinx, ma l'insieme dei +programmi e librerie è fragile e non è raro che dopo un aggiornamento di +Sphinx, o qualche altro pacchetto Python, la documentazione non venga più +generata correttamente. + +Un modo per evitare questo genere di problemi è quello di utilizzare una +versione diversa da quella fornita dalla vostra distribuzione. Per fare questo, +vi raccomandiamo di installare Sphinx dentro ad un ambiente virtuale usando +``virtualenv-3`` o ``virtualenv`` a seconda di come Python 3 è stato +pacchettizzato dalla vostra distribuzione. + +.. note:: + + #) Le versioni di Sphinx inferiori alla 1.5 non funzionano bene + con il pacchetto Python docutils versione 0.13.1 o superiore. + Se volete usare queste versioni, allora dovere eseguire + ``pip install 'docutils==0.12'``. + + #) Viene raccomandato l'uso del tema RTD per la documentazione in HTML. + A seconda della versione di Sphinx, potrebbe essere necessaria + l'installazione tramite il comando ``pip install sphinx_rtd_theme``. + + #) Alcune pagine ReST contengono delle formule matematiche. A causa del + modo in cui Sphinx funziona, queste espressioni sono scritte + utilizzando LaTeX. Per una corretta interpretazione, è necessario aver + installato texlive con i pacchetti amdfonts e amsmath. + +Riassumendo, se volete installare la versione 1.4.9 di Sphinx dovete eseguire:: + + $ virtualenv sphinx_1.4 + $ . sphinx_1.4/bin/activate + (sphinx_1.4) $ pip install -r Documentation/sphinx/requirements.txt + +Dopo aver eseguito ``. sphinx_1.4/bin/activate``, il prompt cambierà per +indicare che state usando il nuovo ambiente. Se aprite un nuova sessione, +prima di generare la documentazione, dovrete rieseguire questo comando per +rientrare nell'ambiente virtuale. + +Generazione d'immagini +---------------------- + +Il meccanismo che genera la documentazione del kernel contiene un'estensione +capace di gestire immagini in formato Graphviz e SVG (per maggior informazioni +vedere :ref:`it_sphinx_kfigure`). + +Per far si che questo funzioni, dovete installare entrambe i pacchetti +Graphviz e ImageMagick. Il sistema di generazione della documentazione è in +grado di procedere anche se questi pacchetti non sono installati, ma il +risultato, ovviamente, non includerà le immagini. + +Generazione in PDF e LaTeX +-------------------------- + +Al momento, la generazione di questi documenti è supportata solo dalle +versioni di Sphinx superiori alla 1.4. + +Per la generazione di PDF e LaTeX, avrete bisogno anche del pacchetto +``XeLaTeX`` nella versione 3.14159265 + +Per alcune distribuzioni Linux potrebbe essere necessario installare +anche una serie di pacchetti ``texlive`` in modo da fornire il supporto +minimo per il funzionamento di ``XeLaTeX``. + +.. _it_sphinx-pre-install: + +Verificare le dipendenze Sphinx +------------------------------- + +Esiste uno script che permette di verificare automaticamente le dipendenze di +Sphinx. Se lo script riesce a riconoscere la vostra distribuzione, allora +sarà in grado di darvi dei suggerimenti su come procedere per completare +l'installazione:: + + $ ./scripts/sphinx-pre-install + Checking if the needed tools for Fedora release 26 (Twenty Six) are available + Warning: better to also install "texlive-luatex85". + You should run: + + sudo dnf install -y texlive-luatex85 + /usr/bin/virtualenv sphinx_1.4 + . sphinx_1.4/bin/activate + pip install -r Documentation/sphinx/requirements.txt + + Can't build as 1 mandatory dependency is missing at ./scripts/sphinx-pre-install line 468. + +L'impostazione predefinita prevede il controllo dei requisiti per la generazione +di documenti html e PDF, includendo anche il supporto per le immagini, le +espressioni matematiche e LaTeX; inoltre, presume che venga utilizzato un +ambiente virtuale per Python. I requisiti per generare i documenti html +sono considerati obbligatori, gli altri sono opzionali. + +Questo script ha i seguenti parametri: + +``--no-pdf`` + Disabilita i controlli per la generazione di PDF; + +``--no-virtualenv`` + Utilizza l'ambiente predefinito dal sistema operativo invece che + l'ambiente virtuale per Python; + + +Generazione della documentazione Sphinx +======================================= + +Per generare la documentazione in formato HTML o PDF si eseguono i rispettivi +comandi ``make htmldocs`` o ``make pdfdocs``. Esistono anche altri formati +in cui è possibile generare la documentazione; per maggiori informazioni +potere eseguire il comando ``make help``. +La documentazione così generata sarà disponibile nella sottocartella +``Documentation/output``. + +Ovviamente, per generare la documentazione, Sphinx (``sphinx-build``) +dev'essere installato. Se disponibile, il tema *Read the Docs* per Sphinx +verrà utilizzato per ottenere una documentazione HTML più gradevole. +Per la documentazione in formato PDF, invece, avrete bisogno di ``XeLaTeX` +e di ``convert(1)`` disponibile in ImageMagick (https://www.imagemagick.org). +Tipicamente, tutti questi pacchetti sono disponibili e pacchettizzati nelle +distribuzioni Linux. + +Per poter passare ulteriori opzioni a Sphinx potete utilizzare la variabile +make ``SPHINXOPTS``. Per esempio, se volete che Sphinx sia più verboso durante +la generazione potete usare il seguente comando ``make SPHINXOPTS=-v htmldocs``. + +Potete eliminare la documentazione generata tramite il comando +``make cleandocs``. + +Scrivere la documentazione +========================== + +Aggiungere nuova documentazione è semplice: + +1. aggiungete un file ``.rst`` nella sottocartella ``Documentation`` +2. aggiungete un riferimento ad esso nell'indice (`TOC tree`_) in + ``Documentation/index.rst``. + +.. _TOC tree: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/toctree.html + +Questo, di solito, è sufficiente per la documentazione più semplice (come +quella che state leggendo ora), ma per una documentazione più elaborata è +consigliato creare una sottocartella dedicata (o, quando possibile, utilizzarne +una già esistente). Per esempio, il sottosistema grafico è documentato nella +sottocartella ``Documentation/gpu``; questa documentazione è divisa in +diversi file ``.rst`` ed un indice ``index.rst`` (con un ``toctree`` +dedicato) a cui si fa riferimento nell'indice principale. + +Consultate la documentazione di `Sphinx`_ e `reStructuredText`_ per maggiori +informazione circa le loro potenzialità. In particolare, il +`manuale introduttivo a reStructuredText`_ di Sphinx è un buon punto da +cui cominciare. Esistono, inoltre, anche alcuni +`costruttori specifici per Sphinx`_. + +.. _`manuale introduttivo a reStructuredText`: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/rest.html +.. _`costruttori specifici per Sphinx`: http://www.sphinx-doc.org/en/stable/markup/index.html + +Guide linea per la documentazione del kernel +-------------------------------------------- + +In questa sezione troverete alcune linee guida specifiche per la documentazione +del kernel: + +* Non esagerate con i costrutti di reStructuredText. Mantenete la + documentazione semplice. La maggior parte della documentazione dovrebbe + essere testo semplice con una strutturazione minima che permetta la + conversione in diversi formati. + +* Mantenete la strutturazione il più fedele possibile all'originale quando + convertite un documento in formato reStructuredText. + +* Aggiornate i contenuti quando convertite della documentazione, non limitatevi + solo alla formattazione. + +* Mantenete la decorazione dei livelli di intestazione come segue: + + 1. ``=`` con una linea superiore per il titolo del documento:: + + ====== + Titolo + ====== + + 2. ``=`` per i capitoli:: + + Capitoli + ======== + + 3. ``-`` per le sezioni:: + + Sezioni + ------- + + 4. ``~`` per le sottosezioni:: + + Sottosezioni + ~~~~~~~~~~~~ + + Sebbene RST non forzi alcun ordine specifico (*Piuttosto che imporre + un numero ed un ordine fisso di decorazioni, l'ordine utilizzato sarà + quello incontrato*), avere uniformità dei livelli principali rende più + semplice la lettura dei documenti. + +* Per inserire blocchi di testo con caratteri a dimensione fissa (codici di + esempio, casi d'uso, eccetera): utilizzate ``::`` quando non è necessario + evidenziare la sintassi, specialmente per piccoli frammenti; invece, + utilizzate ``.. code-block:: <language>`` per blocchi di più lunghi che + potranno beneficiare dell'avere la sintassi evidenziata. + + +Il dominio C +------------ + +Il **Dominio Sphinx C** (denominato c) è adatto alla documentazione delle API C. +Per esempio, un prototipo di una funzione: + +.. code-block:: rst + + .. c:function:: int ioctl( int fd, int request ) + +Il dominio C per kernel-doc ha delle funzionalità aggiuntive. Per esempio, +potete assegnare un nuovo nome di riferimento ad una funzione con un nome +molto comune come ``open`` o ``ioctl``: + +.. code-block:: rst + + .. c:function:: int ioctl( int fd, int request ) + :name: VIDIOC_LOG_STATUS + +Il nome della funzione (per esempio ioctl) rimane nel testo ma il nome del suo +riferimento cambia da ``ioctl`` a ``VIDIOC_LOG_STATUS``. Anche la voce +nell'indice cambia in ``VIDIOC_LOG_STATUS`` e si potrà quindi fare riferimento +a questa funzione scrivendo: + +.. code-block:: rst + + :c:func:`VIDIOC_LOG_STATUS` + + +Tabelle a liste +--------------- + +Raccomandiamo l'uso delle tabelle in formato lista (*list table*). Le tabelle +in formato lista sono liste di liste. In confronto all'ASCII-art potrebbero +non apparire di facile lettura nei file in formato testo. Il loro vantaggio è +che sono facili da creare o modificare e che la differenza di una modifica è +molto più significativa perché limitata alle modifiche del contenuto. + +La ``flat-table`` è anch'essa una lista di liste simile alle ``list-table`` +ma con delle funzionalità aggiuntive: + +* column-span: col ruolo ``cspan`` una cella può essere estesa attraverso + colonne successive + +* raw-span: col ruolo ``rspan`` una cella può essere estesa attraverso + righe successive + +* auto-span: la cella più a destra viene estesa verso destra per compensare + la mancanza di celle. Con l'opzione ``:fill-cells:`` questo comportamento + può essere cambiato da *auto-span* ad *auto-fill*, il quale inserisce + automaticamente celle (vuote) invece che estendere l'ultima. + +opzioni: + +* ``:header-rows:`` [int] conta le righe di intestazione +* ``:stub-columns:`` [int] conta le colonne di stub +* ``:widths:`` [[int] [int] ... ] larghezza delle colonne +* ``:fill-cells:`` invece di estendere automaticamente una cella su quelle + mancanti, ne crea di vuote. + +ruoli: + +* ``:cspan:`` [int] colonne successive (*morecols*) +* ``:rspan:`` [int] righe successive (*morerows*) + +L'esempio successivo mostra come usare questo marcatore. Il primo livello della +nostra lista di liste è la *riga*. In una *riga* è possibile inserire solamente +la lista di celle che compongono la *riga* stessa. Fanno eccezione i *commenti* +( ``..`` ) ed i *collegamenti* (per esempio, un riferimento a +``:ref:`last row <last row>``` / :ref:`last row <it last row>`) + +.. code-block:: rst + + .. flat-table:: table title + :widths: 2 1 1 3 + + * - head col 1 + - head col 2 + - head col 3 + - head col 4 + + * - column 1 + - field 1.1 + - field 1.2 with autospan + + * - column 2 + - field 2.1 + - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3 + + * .. _`it last row`: + + - column 3 + +Che verrà rappresentata nel seguente modo: + + .. flat-table:: table title + :widths: 2 1 1 3 + + * - head col 1 + - head col 2 + - head col 3 + - head col 4 + + * - column 1 + - field 1.1 + - field 1.2 with autospan + + * - column 2 + - field 2.1 + - :rspan:`1` :cspan:`1` field 2.2 - 3.3 + + * .. _`it last row`: + + - column 3 + +.. _it_sphinx_kfigure: + +Figure ed immagini +================== + +Se volete aggiungere un'immagine, utilizzate le direttive ``kernel-figure`` +e ``kernel-image``. Per esempio, per inserire una figura di un'immagine in +formato SVG:: + + .. kernel-figure:: ../../../doc-guide/svg_image.svg + :alt: una semplice immagine SVG + + Una semplice immagine SVG + +.. _it_svg_image_example: + +.. kernel-figure:: ../../../doc-guide/svg_image.svg + :alt: una semplice immagine SVG + + Una semplice immagine SVG + +Le direttive del kernel per figure ed immagini supportano il formato **DOT**, +per maggiori informazioni + +* DOT: http://graphviz.org/pdf/dotguide.pdf +* Graphviz: http://www.graphviz.org/content/dot-language + +Un piccolo esempio (:ref:`it_hello_dot_file`):: + + .. kernel-figure:: ../../../doc-guide/hello.dot + :alt: ciao mondo + + Esempio DOT + +.. _it_hello_dot_file: + +.. kernel-figure:: ../../../doc-guide/hello.dot + :alt: ciao mondo + + Esempio DOT + +Tramite la direttiva ``kernel-render`` è possibile aggiungere codice specifico; +ad esempio nel formato **DOT** di Graphviz.:: + + .. kernel-render:: DOT + :alt: foobar digraph + :caption: Codice **DOT** (Graphviz) integrato + + digraph foo { + "bar" -> "baz"; + } + +La rappresentazione dipenderà dei programmi installati. Se avete Graphviz +installato, vedrete un'immagine vettoriale. In caso contrario, il codice grezzo +verrà rappresentato come *blocco testuale* (:ref:`it_hello_dot_render`). + +.. _it_hello_dot_render: + +.. kernel-render:: DOT + :alt: foobar digraph + :caption: Codice **DOT** (Graphviz) integrato + + digraph foo { + "bar" -> "baz"; + } + +La direttiva *render* ha tutte le opzioni della direttiva *figure*, con +l'aggiunta dell'opzione ``caption``. Se ``caption`` ha un valore allora +un nodo *figure* viene aggiunto. Altrimenti verrà aggiunto un nodo *image*. +L'opzione ``caption`` è necessaria in caso si vogliano aggiungere dei +riferimenti (:ref:`it_hello_svg_render`). + +Per la scrittura di codice **SVG**:: + + .. kernel-render:: SVG + :caption: Integrare codice **SVG** + :alt: so-nw-arrow + + <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> + <svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" version="1.1" ...> + ... + </svg> + +.. _it_hello_svg_render: + +.. kernel-render:: SVG + :caption: Integrare codice **SVG** + :alt: so-nw-arrow + + <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> + <svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" + version="1.1" baseProfile="full" width="70px" height="40px" viewBox="0 0 700 400"> + <line x1="180" y1="370" x2="500" y2="50" stroke="black" stroke-width="15px"/> + <polygon points="585 0 525 25 585 50" transform="rotate(135 525 25)"/> + </svg> diff --git a/Documentation/translations/it_IT/index.rst b/Documentation/translations/it_IT/index.rst new file mode 100644 index 000000000..898a7823a --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/index.rst @@ -0,0 +1,118 @@ +.. _it_linux_doc: + +=================== +Traduzione italiana +=================== + +L'obiettivo di questa traduzione è di rendere più facile la lettura e +la comprensione per chi preferisce leggere in lingua italiana. +Tenete presente che la documentazione di riferimento rimane comunque +quella in lingua inglese: :ref:`linux_doc` + +Questa traduzione cerca di essere il più fedele possibile all'originale ma +è ovvio che alcune frasi vadano trasformate: non aspettatevi una traduzione +letterale. Quando possibile, si eviteranno gli inglesismi ed al loro posto +verranno utilizzate le corrispettive parole italiane. + +Se notate che la traduzione non è più aggiornata potete contattare +direttamente il manutentore della traduzione italiana. + +Se notate che la documentazione contiene errori o dimenticanze, allora +verificate la documentazione di riferimento in lingua inglese. Se il problema +è presente anche nella documentazione di riferimento, contattate il suo +manutentore. Se avete problemi a scrivere in inglese, potete comunque +riportare il problema al manutentore della traduzione italiana. + +Manutentore della traduzione italiana: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> + +La documentazione del kernel Linux +================================== + +Questo è il livello principale della documentazione del kernel in +lingua italiana. La traduzione è incompleta, noterete degli avvisi +che vi segnaleranno la mancanza di una traduzione o di un gruppo di +traduzioni. + +Più in generale, la documentazione, come il kernel stesso, sono in +costante sviluppo; particolarmente vero in quanto stiamo lavorando +alla riorganizzazione della documentazione in modo più coerente. +I miglioramenti alla documentazione sono sempre i benvenuti; per cui, +se vuoi aiutare, iscriviti alla lista di discussione linux-doc presso +vger.kernel.org. + +Documentazione sulla licenza dei sorgenti +----------------------------------------- + +I seguenti documenti descrivono la licenza usata nei sorgenti del kernel Linux +(GPLv2), come licenziare i singoli file; inoltre troverete i riferimenti al +testo integrale della licenza. + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre + +Documentazione per gli utenti +----------------------------- + +I seguenti manuali sono scritti per gli *utenti* del kernel - ovvero, +coloro che cercano di farlo funzionare in modo ottimale su un dato sistema + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre + +Documentazione per gli sviluppatori di applicazioni +--------------------------------------------------- + +Il manuale delle API verso lo spazio utente è una collezione di documenti +che descrivono le interfacce del kernel viste dagli sviluppatori +di applicazioni. + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre + + +Introduzione allo sviluppo del kernel +------------------------------------- + +Questi manuali contengono informazioni su come contribuire allo sviluppo +del kernel. +Attorno al kernel Linux gira una comunità molto grande con migliaia di +sviluppatori che contribuiscono ogni anno. Come in ogni grande comunità, +sapere come le cose vengono fatte renderà il processo di integrazione delle +vostre modifiche molto più semplice + +.. toctree:: + :maxdepth: 2 + + doc-guide/index + kernel-hacking/index + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre + +Documentazione della API del kernel +----------------------------------- + +Questi manuali forniscono dettagli su come funzionano i sottosistemi del +kernel dal punto di vista degli sviluppatori del kernel. Molte delle +informazioni contenute in questi manuali sono prese direttamente dai +file sorgenti, informazioni aggiuntive vengono aggiunte solo se necessarie +(o almeno ci proviamo — probabilmente *non* tutto quello che è davvero +necessario). + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre + +Documentazione specifica per architettura +----------------------------------------- + +Questi manuali forniscono dettagli di programmazione per le diverse +implementazioni d'architettura. + +.. warning:: + + TODO ancora da tradurre diff --git a/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/hacking.rst b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/hacking.rst new file mode 100644 index 000000000..7178e517a --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/hacking.rst @@ -0,0 +1,855 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +.. note:: Per leggere la documentazione originale in inglese: + :ref:`Documentation/kernel-hacking/hacking.rst <kernel_hacking_hack>` + +:Original: :ref:`Documentation/kernel-hacking/hacking.rst <kernel_hacking_hack>` +:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> + +.. _it_kernel_hacking_hack: + +================================================= +L'inaffidabile guida all'hacking del kernel Linux +================================================= + +:Author: Rusty Russell + +Introduzione +============ + +Benvenuto, gentile lettore, alla notevole ed inaffidabile guida all'hacking +del kernel Linux ad opera di Rusty. Questo documento descrive le procedure +più usate ed i concetti necessari per scrivere codice per il kernel: lo scopo +è di fornire ai programmatori C più esperti un manuale di base per sviluppo. +Eviterò dettagli implementativi: per questo abbiamo il codice, +ed ignorerò intere parti di alcune procedure. + +Prima di leggere questa guida, sappiate che non ho mai voluto scriverla, +essendo esageratamente sotto qualificato, ma ho sempre voluto leggere +qualcosa di simile, e quindi questa era l'unica via. Spero che possa +crescere e diventare un compendio di buone pratiche, punti di partenza +e generiche informazioni. + +Gli attori +========== + +In qualsiasi momento ognuna delle CPU di un sistema può essere: + +- non associata ad alcun processo, servendo un'interruzione hardware; + +- non associata ad alcun processo, servendo un softirq o tasklet; + +- in esecuzione nello spazio kernel, associata ad un processo + (contesto utente); + +- in esecuzione di un processo nello spazio utente; + +Esiste un ordine fra questi casi. Gli ultimi due possono avvicendarsi (preempt) +l'un l'altro, ma a parte questo esiste una gerarchia rigida: ognuno di questi +può avvicendarsi solo ad uno di quelli sottostanti. Per esempio, mentre un +softirq è in esecuzione su d'una CPU, nessun altro softirq può avvicendarsi +nell'esecuzione, ma un'interruzione hardware può. Ciò nonostante, le altre CPU +del sistema operano indipendentemente. + +Più avanti vedremo alcuni modi in cui dal contesto utente è possibile bloccare +le interruzioni, così da impedirne davvero il diritto di prelazione. + +Contesto utente +--------------- + +Ci si trova nel contesto utente quando si arriva da una chiamata di sistema +od altre eccezioni: come nello spazio utente, altre procedure più importanti, +o le interruzioni, possono far valere il proprio diritto di prelazione sul +vostro processo. Potete sospendere l'esecuzione chiamando :c:func:`schedule()`. + +.. note:: + + Si è sempre in contesto utente quando un modulo viene caricato o rimosso, + e durante le operazioni nello strato dei dispositivi a blocchi + (*block layer*). + +Nel contesto utente, il puntatore ``current`` (il quale indica il processo al +momento in esecuzione) è valido, e :c:func:`in_interrupt()` +(``include/linux/preempt.h``) è falsa. + +.. warning:: + + Attenzione che se avete la prelazione o i softirq disabilitati (vedere + di seguito), :c:func:`in_interrupt()` ritornerà un falso positivo. + +Interruzioni hardware (Hard IRQs) +--------------------------------- + +Temporizzatori, schede di rete e tastiere sono esempi di vero hardware +che possono produrre interruzioni in un qualsiasi momento. Il kernel esegue +i gestori d'interruzione che prestano un servizio all'hardware. Il kernel +garantisce che questi gestori non vengano mai interrotti: se una stessa +interruzione arriva, questa verrà accodata (o scartata). +Dato che durante la loro esecuzione le interruzioni vengono disabilitate, +i gestori d'interruzioni devono essere veloci: spesso si limitano +esclusivamente a notificare la presa in carico dell'interruzione, +programmare una 'interruzione software' per l'esecuzione e quindi terminare. + +Potete dire d'essere in una interruzione hardware perché :c:func:`in_irq()` +ritorna vero. + +.. warning:: + + Attenzione, questa ritornerà un falso positivo se le interruzioni + sono disabilitate (vedere di seguito). + +Contesto d'interruzione software: softirq e tasklet +--------------------------------------------------- + +Quando una chiamata di sistema sta per tornare allo spazio utente, +oppure un gestore d'interruzioni termina, qualsiasi 'interruzione software' +marcata come pendente (solitamente da un'interruzione hardware) viene +eseguita (``kernel/softirq.c``). + +La maggior parte del lavoro utile alla gestione di un'interruzione avviene qui. +All'inizio della transizione ai sistemi multiprocessore, c'erano solo i +cosiddetti 'bottom half' (BH), i quali non traevano alcun vantaggio da questi +sistemi. Non appena abbandonammo i computer raffazzonati con fiammiferi e +cicche, abbandonammo anche questa limitazione e migrammo alle interruzioni +software 'softirqs'. + +Il file ``include/linux/interrupt.h`` elenca i differenti tipi di 'softirq'. +Un tipo di softirq molto importante è il timer (``include/linux/timer.h``): +potete programmarlo per far si che esegua funzioni dopo un determinato +periodo di tempo. + +Dato che i softirq possono essere eseguiti simultaneamente su più di un +processore, spesso diventa estenuante l'averci a che fare. Per questa ragione, +i tasklet (``include/linux/interrupt.h``) vengo usati più di frequente: +possono essere registrati dinamicamente (il che significa che potete averne +quanti ne volete), e garantiscono che un qualsiasi tasklet verrà eseguito +solo su un processore alla volta, sebbene diversi tasklet possono essere +eseguiti simultaneamente. + +.. warning:: + + Il nome 'tasklet' è ingannevole: non hanno niente a che fare + con i 'processi' ('tasks'), e probabilmente hanno più a che vedere + con qualche pessima vodka che Alexey Kuznetsov si fece a quel tempo. + +Potete determinate se siete in un softirq (o tasklet) utilizzando la +macro :c:func:`in_softirq()` (``include/linux/preempt.h``). + +.. warning:: + + State attenti che questa macro ritornerà un falso positivo + se :ref:`botton half lock <it_local_bh_disable>` è bloccato. + +Alcune regole basilari +====================== + +Nessuna protezione della memoria + Se corrompete la memoria, che sia in contesto utente o d'interruzione, + la macchina si pianterà. Siete sicuri che quello che volete fare + non possa essere fatto nello spazio utente? + +Nessun numero in virgola mobile o MMX + Il contesto della FPU non è salvato; anche se siete in contesto utente + lo stato dell'FPU probabilmente non corrisponde a quello del processo + corrente: vi incasinerete con lo stato di qualche altro processo. Se + volete davvero usare la virgola mobile, allora dovrete salvare e recuperare + lo stato dell'FPU (ed evitare cambi di contesto). Generalmente è una + cattiva idea; usate l'aritmetica a virgola fissa. + +Un limite rigido dello stack + A seconda della configurazione del kernel lo stack è fra 3K e 6K per la + maggior parte delle architetture a 32-bit; è di 14K per la maggior + parte di quelle a 64-bit; e spesso è condiviso con le interruzioni, + per cui non si può usare. + Evitare profonde ricorsioni ad enormi array locali nello stack + (allocateli dinamicamente). + +Il kernel Linux è portabile + Quindi mantenetelo tale. Il vostro codice dovrebbe essere a 64-bit ed + indipendente dall'ordine dei byte (endianess) di un processore. Inoltre, + dovreste minimizzare il codice specifico per un processore; per esempio + il codice assembly dovrebbe essere incapsulato in modo pulito e minimizzato + per facilitarne la migrazione. Generalmente questo codice dovrebbe essere + limitato alla parte di kernel specifica per un'architettura. + +ioctl: non scrivere nuove chiamate di sistema +============================================= + +Una chiamata di sistema, generalmente, è scritta così:: + + asmlinkage long sys_mycall(int arg) + { + return 0; + } + +Primo, nella maggior parte dei casi non volete creare nuove chiamate di +sistema. +Create un dispositivo a caratteri ed implementate l'appropriata chiamata ioctl. +Questo meccanismo è molto più flessibile delle chiamate di sistema: esso non +dev'essere dichiarato in tutte le architetture nei file +``include/asm/unistd.h`` e ``arch/kernel/entry.S``; inoltre, è improbabile +che questo venga accettato da Linus. + +Se tutto quello che il vostro codice fa è leggere o scrivere alcuni parametri, +considerate l'implementazione di un'interfaccia :c:func:`sysfs()`. + +All'interno di una ioctl vi trovate nel contesto utente di un processo. Quando +avviene un errore dovete ritornare un valore negativo di errno (consultate +``include/uapi/asm-generic/errno-base.h``, +``include/uapi/asm-generic/errno.h`` e ``include/linux/errno.h``), altrimenti +ritornate 0. + +Dopo aver dormito dovreste verificare se ci sono stati dei segnali: il modo +Unix/Linux di gestire un segnale è di uscire temporaneamente dalla chiamata +di sistema con l'errore ``-ERESTARTSYS``. La chiamata di sistema ritornerà +al contesto utente, eseguirà il gestore del segnale e poi la vostra chiamata +di sistema riprenderà (a meno che l'utente non l'abbia disabilitata). Quindi, +dovreste essere pronti per continuare l'esecuzione, per esempio nel mezzo +della manipolazione di una struttura dati. + +:: + + if (signal_pending(current)) + return -ERESTARTSYS; + +Se dovete eseguire dei calcoli molto lunghi: pensate allo spazio utente. +Se **davvero** volete farlo nel kernel ricordatevi di verificare periodicamente +se dovete *lasciare* il processore (ricordatevi che, per ogni processore, c'è +un sistema multi-processo senza diritto di prelazione). +Esempio:: + + cond_resched(); /* Will sleep */ + +Una breve nota sulla progettazione delle interfacce: il motto dei sistemi +UNIX è "fornite meccanismi e non politiche" + +La ricetta per uno stallo +========================= + +Non è permesso invocare una procedura che potrebbe dormire, fanno eccezione +i seguenti casi: + +- Siete in un contesto utente. + +- Non trattenete alcun spinlock. + +- Avete abilitato le interruzioni (in realtà, Andy Kleen dice che + lo schedulatore le abiliterà per voi, ma probabilmente questo non è quello + che volete). + +Da tener presente che alcune funzioni potrebbero dormire implicitamente: +le più comuni sono quelle per l'accesso allo spazio utente (\*_user) e +quelle per l'allocazione della memoria senza l'opzione ``GFP_ATOMIC`` + +Dovreste sempre compilare il kernel con l'opzione ``CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP`` +attiva, questa vi avviserà se infrangete una di queste regole. +Se **infrangete** le regole, allora potreste bloccare il vostro scatolotto. + +Veramente. + +Alcune delle procedure più comuni +================================= + +:c:func:`printk()` +------------------ + +Definita in ``include/linux/printk.h`` + +:c:func:`printk()` fornisce messaggi alla console, dmesg, e al demone syslog. +Essa è utile per il debugging o per la notifica di errori; può essere +utilizzata anche all'interno del contesto d'interruzione, ma usatela con +cautela: una macchina che ha la propria console inondata da messaggi diventa +inutilizzabile. La funzione utilizza un formato stringa quasi compatibile con +la printf ANSI C, e la concatenazione di una stringa C come primo argomento +per indicare la "priorità":: + + printk(KERN_INFO "i = %u\n", i); + +Consultate ``include/linux/kern_levels.h`` per gli altri valori ``KERN_``; +questi sono interpretati da syslog come livelli. Un caso speciale: +per stampare un indirizzo IP usate:: + + __be32 ipaddress; + printk(KERN_INFO "my ip: %pI4\n", &ipaddress); + + +:c:func:`printk()` utilizza un buffer interno di 1K e non s'accorge di +eventuali sforamenti. Accertatevi che vi basti. + +.. note:: + + Saprete di essere un vero hacker del kernel quando inizierete a digitare + nei vostri programmi utenti le printf come se fossero printk :) + +.. note:: + + Un'altra nota a parte: la versione originale di Unix 6 aveva un commento + sopra alla funzione printf: "Printf non dovrebbe essere usata per il + chiacchiericcio". Dovreste seguire questo consiglio. + +:c:func:`copy_to_user()` / :c:func:`copy_from_user()` / :c:func:`get_user()` / :c:func:`put_user()` +--------------------------------------------------------------------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/uaccess.h`` / ``asm/uaccess.h`` + +**[DORMONO]** + +:c:func:`put_user()` e :c:func:`get_user()` sono usate per ricevere ed +impostare singoli valori (come int, char, o long) da e verso lo spazio utente. +Un puntatore nello spazio utente non dovrebbe mai essere dereferenziato: i dati +dovrebbero essere copiati usando suddette procedure. Entrambe ritornano +``-EFAULT`` oppure 0. + +:c:func:`copy_to_user()` e :c:func:`copy_from_user()` sono più generiche: +esse copiano una quantità arbitraria di dati da e verso lo spazio utente. + +.. warning:: + + Al contrario di:c:func:`put_user()` e :c:func:`get_user()`, queste + funzioni ritornano la quantità di dati copiati (0 è comunque un successo). + +[Sì, questa stupida interfaccia mi imbarazza. La battaglia torna in auge anno +dopo anno. --RR] + +Le funzioni potrebbero dormire implicitamente. Queste non dovrebbero mai essere +invocate fuori dal contesto utente (non ha senso), con le interruzioni +disabilitate, o con uno spinlock trattenuto. + +:c:func:`kmalloc()`/:c:func:`kfree()` +------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/slab.h`` + +**[POTREBBERO DORMIRE: LEGGI SOTTO]** + +Queste procedure sono utilizzate per la richiesta dinamica di un puntatore ad +un pezzo di memoria allineato, esattamente come malloc e free nello spazio +utente, ma :c:func:`kmalloc()` ha un argomento aggiuntivo per indicare alcune +opzioni. Le opzioni più importanti sono: + +``GFP_KERNEL`` + Potrebbe dormire per librarare della memoria. L'opzione fornisce il modo + più affidabile per allocare memoria, ma il suo uso è strettamente limitato + allo spazio utente. + +``GFP_ATOMIC`` + Non dorme. Meno affidabile di ``GFP_KERNEL``, ma può essere usata in un + contesto d'interruzione. Dovreste avere **davvero** una buona strategia + per la gestione degli errori in caso di mancanza di memoria. + +``GFP_DMA`` + Alloca memoria per il DMA sul bus ISA nello spazio d'indirizzamento + inferiore ai 16MB. Se non sapete cos'è allora non vi serve. + Molto inaffidabile. + +Se vedete un messaggio d'avviso per una funzione dormiente che viene chiamata +da un contesto errato, allora probabilmente avete usato una funzione +d'allocazione dormiente da un contesto d'interruzione senza ``GFP_ATOMIC``. +Dovreste correggerlo. Sbrigatevi, non cincischiate. + +Se allocate almeno ``PAGE_SIZE``(``asm/page.h`` o ``asm/page_types.h``) byte, +considerate l'uso di :c:func:`__get_free_pages()` (``include/linux/gfp.h``). +Accetta un argomento che definisce l'ordine (0 per per la dimensione di una +pagine, 1 per una doppia pagina, 2 per quattro pagine, eccetra) e le stesse +opzioni d'allocazione viste precedentemente. + +Se state allocando un numero di byte notevolemnte superiore ad una pagina +potete usare :c:func:`vmalloc()`. Essa allocherà memoria virtuale all'interno +dello spazio kernel. Questo è un blocco di memoria fisica non contiguo, ma +la MMU vi darà l'impressione che lo sia (quindi, sarà contiguo solo dal punto +di vista dei processori, non dal punto di vista dei driver dei dispositivi +esterni). +Se per qualche strana ragione avete davvero bisogno di una grossa quantità di +memoria fisica contigua, avete un problema: Linux non ha un buon supporto per +questo caso d'uso perché, dopo un po' di tempo, la frammentazione della memoria +rende l'operazione difficile. Il modo migliore per allocare un simile blocco +all'inizio dell'avvio del sistema è attraverso la procedura +:c:func:`alloc_bootmem()`. + +Prima di inventare la vostra cache per gli oggetti più usati, considerate +l'uso di una cache slab disponibile in ``include/linux/slab.h``. + +:c:func:`current()` +------------------- + +Definita in ``include/asm/current.h`` + +Questa variabile globale (in realtà una macro) contiene un puntatore alla +struttura del processo corrente, quindi è valido solo dal contesto utente. +Per esempio, quando un processo esegue una chiamata di sistema, questo +punterà alla struttura dati del processo chiamate. +Nel contesto d'interruzione in suo valore **non è NULL**. + +:c:func:`mdelay()`/:c:func:`udelay()` +------------------------------------- + +Definite in ``include/asm/delay.h`` / ``include/linux/delay.h`` + +Le funzioni :c:func:`udelay()` e :c:func:`ndelay()` possono essere utilizzate +per brevi pause. Non usate grandi valori perché rischiate d'avere un +overflow - in questo contesto la funzione :c:func:`mdelay()` è utile, +oppure considerate :c:func:`msleep()`. + +:c:func:`cpu_to_be32()`/:c:func:`be32_to_cpu()`/:c:func:`cpu_to_le32()`/:c:func:`le32_to_cpu()` +----------------------------------------------------------------------------------------------- + +Definite in ``include/asm/byteorder.h`` + +La famiglia di funzioni :c:func:`cpu_to_be32()` (dove "32" può essere +sostituito da 64 o 16, e "be" con "le") forniscono un modo generico +per fare conversioni sull'ordine dei byte (endianess): esse ritornano +il valore convertito. Tutte le varianti supportano anche il processo inverso: +:c:func:`be32_to_cpu()`, eccetera. + +Queste funzioni hanno principalmente due varianti: la variante per +puntatori, come :c:func:`cpu_to_be32p(), che prende un puntatore +ad un tipo, e ritorna il valore convertito. L'altra variante per +la famiglia di conversioni "in-situ", come :c:func:`cpu_to_be32s()`, +che convertono il valore puntato da un puntatore, e ritornano void. + +:c:func:`local_irq_save()`/:c:func:`local_irq_restore()` +-------------------------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/irqflags.h`` + +Queste funzioni abilitano e disabilitano le interruzioni hardware +sul processore locale. Entrambe sono rientranti; esse salvano lo stato +precedente nel proprio argomento ``unsigned long flags``. Se sapete +che le interruzioni sono abilite, potete semplicemente utilizzare +:c:func:`local_irq_disable()` e :c:func:`local_irq_enable()`. + +.. _it_local_bh_disable: + +:c:func:`local_bh_disable()`/:c:func:`local_bh_enable()` +-------------------------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/bottom_half.h`` + + +Queste funzioni abilitano e disabilitano le interruzioni software +sul processore locale. Entrambe sono rientranti; se le interruzioni +software erano già state disabilitate in precedenza, rimarranno +disabilitate anche dopo aver invocato questa coppia di funzioni. +Lo scopo è di prevenire l'esecuzione di softirq e tasklet sul processore +attuale. + +:c:func:`smp_processor_id()` +---------------------------- + +Definita in ``include/linux/smp.h`` + +:c:func:`get_cpu()` nega il diritto di prelazione (quindi non potete essere +spostati su un altro processore all'improvviso) e ritorna il numero +del processore attuale, fra 0 e ``NR_CPUS``. Da notare che non è detto +che la numerazione dei processori sia continua. Quando avete terminato, +ritornate allo stato precedente con :c:func:`put_cpu()`. + +Se sapete che non dovete essere interrotti da altri processi (per esempio, +se siete in un contesto d'interruzione, o il diritto di prelazione +è disabilitato) potete utilizzare smp_processor_id(). + + +``__init``/``__exit``/``__initdata`` +------------------------------------ + +Definite in ``include/linux/init.h`` + +Dopo l'avvio, il kernel libera una sezione speciale; le funzioni marcate +con ``__init`` e le strutture dati marcate con ``__initdata`` vengono +eliminate dopo il completamento dell'avvio: in modo simile i moduli eliminano +questa memoria dopo l'inizializzazione. ``__exit`` viene utilizzato per +dichiarare che una funzione verrà utilizzata solo in fase di rimozione: +la detta funzione verrà eliminata quando il file che la contiene non è +compilato come modulo. Guardate l'header file per informazioni. Da notare che +non ha senso avere una funzione marcata come ``__init`` e al tempo stesso +esportata ai moduli utilizzando :c:func:`EXPORT_SYMBOL()` o +:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` - non funzionerà. + + +:c:func:`__initcall()`/:c:func:`module_init()` +---------------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/init.h`` / ``include/linux/module.h`` + +Molte parti del kernel funzionano bene come moduli (componenti del kernel +caricabili dinamicamente). L'utilizzo delle macro :c:func:`module_init()` +e :c:func:`module_exit()` semplifica la scrittura di codice che può funzionare +sia come modulo, sia come parte del kernel, senza l'ausilio di #ifdef. + +La macro :c:func:`module_init()` definisce quale funzione dev'essere +chiamata quando il modulo viene inserito (se il file è stato compilato come +tale), o in fase di avvio : se il file non è stato compilato come modulo la +macro :c:func:`module_init()` diventa equivalente a :c:func:`__initcall()`, +la quale, tramite qualche magia del linker, s'assicura che la funzione venga +chiamata durante l'avvio. + +La funzione può ritornare un numero d'errore negativo per scatenare un +fallimento del caricamento (sfortunatamente, questo non ha effetto se il +modulo è compilato come parte integrante del kernel). Questa funzione è chiamata +in contesto utente con le interruzioni abilitate, quindi potrebbe dormire. + + +:c:func:`module_exit()` +----------------------- + + +Definita in ``include/linux/module.h`` + +Questa macro definisce la funzione che dev'essere chiamata al momento della +rimozione (o mai, nel caso in cui il file sia parte integrante del kernel). +Essa verrà chiamata solo quando il contatore d'uso del modulo raggiunge lo +zero. Questa funzione può anche dormire, ma non può fallire: tutto dev'essere +ripulito prima che la funzione ritorni. + +Da notare che questa macro è opzionale: se non presente, il modulo non sarà +removibile (a meno che non usiate 'rmmod -f' ). + + +:c:func:`try_module_get()`/:c:func:`module_put()` +------------------------------------------------- + +Definite in ``include/linux/module.h`` + +Queste funzioni maneggiano il contatore d'uso del modulo per proteggerlo dalla +rimozione (in aggiunta, un modulo non può essere rimosso se un altro modulo +utilizzo uno dei sui simboli esportati: vedere di seguito). Prima di eseguire +codice del modulo, dovreste chiamare :c:func:`try_module_get()` su quel modulo: +se fallisce significa che il modulo è stato rimosso e dovete agire come se +non fosse presente. Altrimenti, potete accedere al modulo in sicurezza, e +chiamare :c:func:`module_put()` quando avete finito. + +La maggior parte delle strutture registrabili hanno un campo owner +(proprietario), come nella struttura +:c:type:`struct file_operations <file_operations>`. +Impostate questo campo al valore della macro ``THIS_MODULE``. + + +Code d'attesa ``include/linux/wait.h`` +====================================== + +**[DORMONO]** + +Una coda d'attesa è usata per aspettare che qualcuno vi attivi quando una +certa condizione s'avvera. Per evitare corse critiche, devono essere usate +con cautela. Dichiarate una :c:type:`wait_queue_head_t`, e poi i processi +che vogliono attendere il verificarsi di quella condizione dichiareranno +una :c:type:`wait_queue_entry_t` facendo riferimento a loro stessi, poi +metteranno questa in coda. + +Dichiarazione +------------- + +Potere dichiarare una ``wait_queue_head_t`` utilizzando la macro +:c:func:`DECLARE_WAIT_QUEUE_HEAD()` oppure utilizzando la procedura +:c:func:`init_waitqueue_head()` nel vostro codice d'inizializzazione. + +Accodamento +----------- + +Mettersi in una coda d'attesa è piuttosto complesso, perché dovete +mettervi in coda prima di verificare la condizione. Esiste una macro +a questo scopo: :c:func:`wait_event_interruptible()` (``include/linux/wait.h``). +Il primo argomento è la testa della coda d'attesa, e il secondo è +un'espressione che dev'essere valutata; la macro ritorna 0 quando questa +espressione è vera, altrimenti ``-ERESTARTSYS`` se è stato ricevuto un segnale. +La versione :c:func:`wait_event()` ignora i segnali. + +Svegliare una procedura in coda +------------------------------- + +Chiamate :c:func:`wake_up()` (``include/linux/wait.h``); questa attiverà tutti +i processi in coda. Ad eccezione se uno di questi è impostato come +``TASK_EXCLUSIVE``, in questo caso i rimanenti non verranno svegliati. +Nello stesso header file esistono altre varianti di questa funzione. + +Operazioni atomiche +=================== + +Certe operazioni sono garantite come atomiche su tutte le piattaforme. +Il primo gruppo di operazioni utilizza :c:type:`atomic_t` +(``include/asm/atomic.h``); questo contiene un intero con segno (minimo 32bit), +e dovete utilizzare queste funzione per modificare o leggere variabili di tipo +:c:type:`atomic_t`. :c:func:`atomic_read()` e :c:func:`atomic_set()` leggono ed +impostano il contatore, :c:func:`atomic_add()`, :c:func:`atomic_sub()`, +:c:func:`atomic_inc()`, :c:func:`atomic_dec()`, e +:c:func:`atomic_dec_and_test()` (ritorna vero se raggiunge zero dopo essere +stata decrementata). + +Sì. Ritorna vero (ovvero != 0) se la variabile atomica è zero. + +Da notare che queste funzioni sono più lente rispetto alla normale aritmetica, +e quindi non dovrebbero essere usate a sproposito. + +Il secondo gruppo di operazioni atomiche sono definite in +``include/linux/bitops.h`` ed agiscono sui bit d'una variabile di tipo +``unsigned long``. Queste operazioni prendono come argomento un puntatore +alla variabile, e un numero di bit dove 0 è quello meno significativo. +:c:func:`set_bit()`, :c:func:`clear_bit()` e :c:func:`change_bit()` +impostano, cancellano, ed invertono il bit indicato. +:c:func:`test_and_set_bit()`, :c:func:`test_and_clear_bit()` e +:c:func:`test_and_change_bit()` fanno la stessa cosa, ad eccezione che +ritornano vero se il bit era impostato; queste sono particolarmente +utili quando si vuole impostare atomicamente dei flag. + +Con queste operazioni è possibile utilizzare indici di bit che eccedono +il valore ``BITS_PER_LONG``. Il comportamento è strano sulle piattaforme +big-endian quindi è meglio evitarlo. + +Simboli +======= + +All'interno del kernel, si seguono le normali regole del linker (ovvero, +a meno che un simbolo non venga dichiarato con visibilita limitata ad un +file con la parola chiave ``static``, esso può essere utilizzato in qualsiasi +parte del kernel). Nonostante ciò, per i moduli, esiste una tabella dei +simboli esportati che limita i punti di accesso al kernel. Anche i moduli +possono esportare simboli. + +:c:func:`EXPORT_SYMBOL()` +------------------------- + +Definita in ``include/linux/export.h`` + +Questo è il classico metodo per esportare un simbolo: i moduli caricati +dinamicamente potranno utilizzare normalmente il simbolo. + +:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` +----------------------------- + +Definita in ``include/linux/export.h`` + +Essa è simile a :c:func:`EXPORT_SYMBOL()` ad eccezione del fatto che i +simboli esportati con :c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` possono essere +utilizzati solo dai moduli che hanno dichiarato una licenza compatibile +con la GPL attraverso :c:func:`MODULE_LICENSE()`. Questo implica che la +funzione esportata è considerata interna, e non una vera e propria interfaccia. +Alcuni manutentori e sviluppatori potrebbero comunque richiedere +:c:func:`EXPORT_SYMBOL_GPL()` quando si aggiungono nuove funzionalità o +interfacce. + +Procedure e convenzioni +======================= + +Liste doppiamente concatenate ``include/linux/list.h`` +------------------------------------------------------ + +Un tempo negli header del kernel c'erano tre gruppi di funzioni per +le liste concatenate, ma questa è stata la vincente. Se non avete particolari +necessità per una semplice lista concatenata, allora questa è una buona scelta. + +In particolare, :c:func:`list_for_each_entry()` è utile. + +Convenzione dei valori di ritorno +--------------------------------- + +Per codice chiamato in contesto utente, è molto comune sfidare le convenzioni +C e ritornare 0 in caso di successo, ed un codice di errore negativo +(eg. ``-EFAULT``) nei casi fallimentari. Questo potrebbe essere controintuitivo +a prima vista, ma è abbastanza diffuso nel kernel. + +Utilizzate :c:func:`ERR_PTR()` (``include/linux/err.h``) per codificare +un numero d'errore negativo in un puntatore, e :c:func:`IS_ERR()` e +:c:func:`PTR_ERR()` per recuperarlo di nuovo: così si evita d'avere un +puntatore dedicato per il numero d'errore. Da brividi, ma in senso positivo. + +Rompere la compilazione +----------------------- + +Linus e gli altri sviluppatori a volte cambiano i nomi delle funzioni e +delle strutture nei kernel in sviluppo; questo non è solo per tenere +tutti sulle spine: questo riflette cambiamenti fondamentati (eg. la funzione +non può più essere chiamata con le funzioni attive, o fa controlli aggiuntivi, +o non fa più controlli che venivano fatti in precedenza). Solitamente a questo +s'accompagna un'adeguata e completa nota sulla lista di discussone +linux-kernel; cercate negli archivi. +Solitamente eseguire una semplice sostituzione su tutto un file rendere +le cose **peggiori**. + +Inizializzazione dei campi d'una struttura +------------------------------------------ + +Il metodo preferito per l'inizializzazione delle strutture è quello +di utilizzare gli inizializzatori designati, come definiti nello +standard ISO C99, eg:: + + static struct block_device_operations opt_fops = { + .open = opt_open, + .release = opt_release, + .ioctl = opt_ioctl, + .check_media_change = opt_media_change, + }; + +Questo rende più facile la ricerca con grep, e rende più chiaro quale campo +viene impostato. Dovreste fare così perché si mostra meglio. + +Estensioni GNU +-------------- + +Le estensioni GNU sono esplicitamente permesse nel kernel Linux. Da notare +che alcune delle più complesse non sono ben supportate, per via dello scarso +sviluppo, ma le seguenti sono da considerarsi la norma (per maggiori dettagli, +leggete la sezione "C Extensions" nella pagina info di GCC - Sì, davvero +la pagina info, la pagina man è solo un breve riassunto delle cose nella +pagina info). + +- Funzioni inline + +- Istruzioni in espressioni (ie. il costrutto ({ and }) ). + +- Dichiarate attributi di una funzione / variabile / tipo + (__attribute__) + +- typeof + +- Array con lunghezza zero + +- Macro varargs + +- Aritmentica sui puntatori void + +- Inizializzatori non costanti + +- Istruzioni assembler (non al di fuori di 'arch/' e 'include/asm/') + +- Nomi delle funzioni come stringhe (__func__). + +- __builtin_constant_p() + +Siate sospettosi quando utilizzate long long nel kernel, il codice generato +da gcc è orribile ed anche peggio: le divisioni e le moltiplicazioni non +funzionano sulle piattaforme i386 perché le rispettive funzioni di runtime +di GCC non sono incluse nell'ambiente del kernel. + +C++ +--- + +Solitamente utilizzare il C++ nel kernel è una cattiva idea perché +il kernel non fornisce il necessario ambiente di runtime e gli header file +non sono stati verificati. Rimane comunque possibile, ma non consigliato. +Se davvero volete usarlo, almeno evitate le eccezioni. + +NUMif +----- + +Viene generalmente considerato più pulito l'uso delle macro negli header file +(o all'inizio dei file .c) per astrarre funzioni piuttosto che utlizzare +l'istruzione di pre-processore \`#if' all'interno del codice sorgente. + +Mettere le vostre cose nel kernel +================================= + +Al fine d'avere le vostre cose in ordine per l'inclusione ufficiale, o +anche per avere patch pulite, c'è del lavoro amministrativo da fare: + +- Trovare di chi è lo stagno in cui state pisciando. Guardare in cima + ai file sorgenti, all'interno del file ``MAINTAINERS``, ed alla fine + di tutti nel file ``CREDITS``. Dovreste coordinarvi con queste persone + per evitare di duplicare gli sforzi, o provare qualcosa che è già stato + rigettato. + + Assicuratevi di mettere il vostro nome ed indirizzo email in cima a + tutti i file che create o che mangeggiate significativamente. Questo è + il primo posto dove le persone guarderanno quando troveranno un baco, + o quando **loro** vorranno fare una modifica. + +- Solitamente vorrete un'opzione di configurazione per la vostra modifica + al kernel. Modificate ``Kconfig`` nella cartella giusta. Il linguaggio + Config è facile con copia ed incolla, e c'è una completa documentazione + nel file ``Documentation/kbuild/kconfig-language.txt``. + + Nella descrizione della vostra opzione, assicuratevi di parlare sia agli + utenti esperti sia agli utente che non sanno nulla del vostro lavoro. + Menzionate qui le incompatibilità ed i problemi. Chiaramente la + descrizione deve terminare con “if in doubt, say N” (se siete in dubbio, + dite N) (oppure, occasionalmente, \`Y'); questo è per le persone che non + hanno idea di che cosa voi stiate parlando. + +- Modificate il file ``Makefile``: le variabili CONFIG sono esportate qui, + quindi potete solitamente aggiungere una riga come la seguete + "obj-$(CONFIG_xxx) += xxx.o". La sintassi è documentata nel file + ``Documentation/kbuild/makefiles.txt``. + +- Aggiungete voi stessi in ``CREDITS`` se avete fatto qualcosa di notevole, + solitamente qualcosa che supera il singolo file (comunque il vostro nome + dovrebbe essere all'inizio dei file sorgenti). ``MAINTAINERS`` significa + che volete essere consultati quando vengono fatte delle modifiche ad un + sottosistema, e quando ci sono dei bachi; questo implica molto di più + di un semplice impegno su una parte del codice. + +- Infine, non dimenticatevi di leggere + ``Documentation/process/submitting-patches.rst`` e possibilmente anche + ``Documentation/process/submitting-drivers.rst``. + +Trucchetti del kernel +===================== + +Dopo una rapida occhiata al codice, questi sono i preferiti. Sentitevi liberi +di aggiungerne altri. + +``arch/x86/include/asm/delay.h``:: + + #define ndelay(n) (__builtin_constant_p(n) ? \ + ((n) > 20000 ? __bad_ndelay() : __const_udelay((n) * 5ul)) : \ + __ndelay(n)) + + +``include/linux/fs.h``:: + + /* + * Kernel pointers have redundant information, so we can use a + * scheme where we can return either an error code or a dentry + * pointer with the same return value. + * + * This should be a per-architecture thing, to allow different + * error and pointer decisions. + */ + #define ERR_PTR(err) ((void *)((long)(err))) + #define PTR_ERR(ptr) ((long)(ptr)) + #define IS_ERR(ptr) ((unsigned long)(ptr) > (unsigned long)(-1000)) + +``arch/x86/include/asm/uaccess_32.h:``:: + + #define copy_to_user(to,from,n) \ + (__builtin_constant_p(n) ? \ + __constant_copy_to_user((to),(from),(n)) : \ + __generic_copy_to_user((to),(from),(n))) + + +``arch/sparc/kernel/head.S:``:: + + /* + * Sun people can't spell worth damn. "compatability" indeed. + * At least we *know* we can't spell, and use a spell-checker. + */ + + /* Uh, actually Linus it is I who cannot spell. Too much murky + * Sparc assembly will do this to ya. + */ + C_LABEL(cputypvar): + .asciz "compatibility" + + /* Tested on SS-5, SS-10. Probably someone at Sun applied a spell-checker. */ + .align 4 + C_LABEL(cputypvar_sun4m): + .asciz "compatible" + + +``arch/sparc/lib/checksum.S:``:: + + /* Sun, you just can't beat me, you just can't. Stop trying, + * give up. I'm serious, I am going to kick the living shit + * out of you, game over, lights out. + */ + + +Ringraziamenti +============== + +Ringrazio Andi Kleen per le sue idee, le risposte alle mie domande, +le correzioni dei miei errori, l'aggiunta di contenuti, eccetera. +Philipp Rumpf per l'ortografia e per aver reso più chiaro il testo, e +per alcuni eccellenti punti tutt'altro che ovvi. Werner Almesberger +per avermi fornito un ottimo riassunto di :c:func:`disable_irq()`, +e Jes Sorensen e Andrea Arcangeli per le precisazioni. Michael Elizabeth +Chastain per aver verificato ed aggiunto la sezione configurazione. +Telsa Gwynne per avermi insegnato DocBook. diff --git a/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/index.rst b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/index.rst new file mode 100644 index 000000000..50228380b --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/index.rst @@ -0,0 +1,16 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +:Original: :ref:`Documentation/kernel-hacking/index.rst <kernel_hacking>` +:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> + +.. _it_kernel_hacking: + +============================ +Guida all'hacking del kernel +============================ + +.. toctree:: + :maxdepth: 2 + + hacking + locking diff --git a/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/locking.rst b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/locking.rst new file mode 100644 index 000000000..753643622 --- /dev/null +++ b/Documentation/translations/it_IT/kernel-hacking/locking.rst @@ -0,0 +1,1493 @@ +.. include:: ../disclaimer-ita.rst + +:Original: :ref:`Documentation/kernel-hacking/locking.rst <kernel_hacking_lock>` +:Translator: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it> + +.. _it_kernel_hacking_lock: + +========================================== +L'inaffidabile guida alla sincronizzazione +========================================== + +:Author: Rusty Russell + +Introduzione +============ + +Benvenuto, alla notevole ed inaffidabile guida ai problemi di sincronizzazione +(locking) nel kernel. Questo documento descrive il sistema di sincronizzazione +nel kernel Linux 2.6. + +Dato il largo utilizzo del multi-threading e della prelazione nel kernel +Linux, chiunque voglia dilettarsi col kernel deve conoscere i concetti +fondamentali della concorrenza e della sincronizzazione nei sistemi +multi-processore. + +Il problema con la concorrenza +============================== + +(Saltatelo se sapete già cos'è una corsa critica). + +In un normale programma, potete incrementare un contatore nel seguente modo: + +:: + + contatore++; + +Questo è quello che vi aspettereste che accada sempre: + + +.. table:: Risultati attesi + + +------------------------------------+------------------------------------+ + | Istanza 1 | Istanza 2 | + +====================================+====================================+ + | leggi contatore (5) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | aggiungi 1 (6) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | scrivi contatore (6) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | leggi contatore (6) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | aggiungi 1 (7) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | scrivi contatore (7) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + +Questo è quello che potrebbe succedere in realtà: + +.. table:: Possibile risultato + + +------------------------------------+------------------------------------+ + | Istanza 1 | Istanza 2 | + +====================================+====================================+ + | leggi contatore (5) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | leggi contatore (5) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | aggiungi 1 (6) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | aggiungi 1 (6) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | scrivi contatore (6) | | + +------------------------------------+------------------------------------+ + | | scrivi contatore (6) | + +------------------------------------+------------------------------------+ + + +Corse critiche e sezioni critiche +--------------------------------- + +Questa sovrapposizione, ovvero quando un risultato dipende dal tempo che +intercorre fra processi diversi, è chiamata corsa critica. La porzione +di codice che contiene questo problema è chiamata sezione critica. +In particolar modo da quando Linux ha incominciato a girare su +macchine multi-processore, le sezioni critiche sono diventate uno dei +maggiori problemi di progettazione ed implementazione del kernel. + +La prelazione può sortire gli stessi effetti, anche se c'è una sola CPU: +interrompendo un processo nella sua sezione critica otterremo comunque +la stessa corsa critica. In questo caso, il thread che si avvicenda +nell'esecuzione potrebbe eseguire anch'esso la sezione critica. + +La soluzione è quella di riconoscere quando avvengono questi accessi +simultanei, ed utilizzare i *lock* per accertarsi che solo un'istanza +per volta possa entrare nella sezione critica. Il kernel offre delle buone +funzioni a questo scopo. E poi ci sono quelle meno buone, ma farò finta +che non esistano. + +Sincronizzazione nel kernel Linux +================================= + +Se posso darvi un suggerimento: non dormite mai con qualcuno più pazzo di +voi. Ma se dovessi darvi un suggerimento sulla sincronizzazione: +**mantenetela semplice**. + +Siate riluttanti nell'introduzione di nuovi *lock*. + +Abbastanza strano, quest'ultimo è l'esatto opposto del mio suggerimento +su quando **avete** dormito con qualcuno più pazzo di voi. E dovreste +pensare a prendervi un cane bello grande. + +I due principali tipi di *lock* nel kernel: spinlock e mutex +------------------------------------------------------------ + +Ci sono due tipi principali di *lock* nel kernel. Il tipo fondamentale è lo +spinlock (``include/asm/spinlock.h``), un semplice *lock* che può essere +trattenuto solo da un processo: se non si può trattenere lo spinlock, allora +rimane in attesa attiva (in inglese *spinning*) finché non ci riesce. +Gli spinlock sono molto piccoli e rapidi, possono essere utilizzati ovunque. + +Il secondo tipo è il mutex (``include/linux/mutex.h``): è come uno spinlock, +ma potreste bloccarvi trattenendolo. Se non potete trattenere un mutex +il vostro processo si auto-sospenderà; verrà riattivato quando il mutex +verrà rilasciato. Questo significa che il processore potrà occuparsi d'altro +mentre il vostro processo è in attesa. Esistono molti casi in cui non potete +permettervi di sospendere un processo (vedere +:ref:`Quali funzioni possono essere chiamate in modo sicuro dalle interruzioni? <it_sleeping-things>`) +e quindi dovrete utilizzare gli spinlock. + +Nessuno di questi *lock* è ricorsivo: vedere +:ref:`Stallo: semplice ed avanzato <it_deadlock>` + +I *lock* e i kernel per sistemi monoprocessore +---------------------------------------------- + +Per i kernel compilati senza ``CONFIG_SMP`` e senza ``CONFIG_PREEMPT`` +gli spinlock non esistono. Questa è un'ottima scelta di progettazione: +quando nessun altro processo può essere eseguito in simultanea, allora +non c'è la necessità di avere un *lock*. + +Se il kernel è compilato senza ``CONFIG_SMP`` ma con ``CONFIG_PREEMPT``, +allora gli spinlock disabilitano la prelazione; questo è sufficiente a +prevenire le corse critiche. Nella maggior parte dei casi, possiamo considerare +la prelazione equivalente ad un sistema multi-processore senza preoccuparci +di trattarla indipendentemente. + +Dovreste verificare sempre la sincronizzazione con le opzioni ``CONFIG_SMP`` e +``CONFIG_PREEMPT`` abilitate, anche quando non avete un sistema +multi-processore, questo vi permetterà di identificare alcuni problemi +di sincronizzazione. + +Come vedremo di seguito, i mutex continuano ad esistere perché sono necessari +per la sincronizzazione fra processi in contesto utente. + +Sincronizzazione in contesto utente +----------------------------------- + +Se avete una struttura dati che verrà utilizzata solo dal contesto utente, +allora, per proteggerla, potete utilizzare un semplice mutex +(``include/linux/mutex.h``). Questo è il caso più semplice: inizializzate il +mutex; invocate :c:func:`mutex_lock_interruptible()` per trattenerlo e +:c:func:`mutex_unlock()` per rilasciarlo. C'è anche :c:func:`mutex_lock()` +ma questa dovrebbe essere evitata perché non ritorna in caso di segnali. + +Per esempio: ``net/netfilter/nf_sockopt.c`` permette la registrazione +di nuove chiamate per :c:func:`setsockopt()` e :c:func:`getsockopt()` +usando la funzione :c:func:`nf_register_sockopt()`. La registrazione e +la rimozione vengono eseguite solamente quando il modulo viene caricato +o scaricato (e durante l'avvio del sistema, qui non abbiamo concorrenza), +e la lista delle funzioni registrate viene consultata solamente quando +:c:func:`setsockopt()` o :c:func:`getsockopt()` sono sconosciute al sistema. +In questo caso ``nf_sockopt_mutex`` è perfetto allo scopo, in particolar modo +visto che setsockopt e getsockopt potrebbero dormire. + +Sincronizzazione fra il contesto utente e i softirq +--------------------------------------------------- + +Se un softirq condivide dati col contesto utente, avete due problemi. +Primo, il contesto utente corrente potrebbe essere interroto da un softirq, +e secondo, la sezione critica potrebbe essere eseguita da un altro +processore. Questo è quando :c:func:`spin_lock_bh()` +(``include/linux/spinlock.h``) viene utilizzato. Questo disabilita i softirq +sul processore e trattiene il *lock*. Invece, :c:func:`spin_unlock_bh()` fa +l'opposto. (Il suffisso '_bh' è un residuo storico che fa riferimento al +"Bottom Halves", il vecchio nome delle interruzioni software. In un mondo +perfetto questa funzione si chiamerebbe 'spin_lock_softirq()'). + +Da notare che in questo caso potete utilizzare anche :c:func:`spin_lock_irq()` +o :c:func:`spin_lock_irqsave()`, queste fermano anche le interruzioni hardware: +vedere :ref:`Contesto di interruzione hardware <it_hardirq-context>`. + +Questo funziona alla perfezione anche sui sistemi monoprocessore: gli spinlock +svaniscono e questa macro diventa semplicemente :c:func:`local_bh_disable()` +(``include/linux/interrupt.h``), la quale impedisce ai softirq d'essere +eseguiti. + +Sincronizzazione fra contesto utente e i tasklet +------------------------------------------------ + +Questo caso è uguale al precedente, un tasklet viene eseguito da un softirq. + +Sincronizzazione fra contesto utente e i timer +---------------------------------------------- + +Anche questo caso è uguale al precedente, un timer viene eseguito da un +softirq. +Dal punto di vista della sincronizzazione, tasklet e timer sono identici. + +Sincronizzazione fra tasklet e timer +------------------------------------ + +Qualche volta un tasklet od un timer potrebbero condividere i dati con +un altro tasklet o timer + +Lo stesso tasklet/timer +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Dato che un tasklet non viene mai eseguito contemporaneamente su due +processori, non dovete preoccuparvi che sia rientrante (ovvero eseguito +più volte in contemporanea), perfino su sistemi multi-processore. + +Differenti tasklet/timer +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Se un altro tasklet/timer vuole condividere dati col vostro tasklet o timer, +allora avrete bisogno entrambe di :c:func:`spin_lock()` e +:c:func:`spin_unlock()`. Qui :c:func:`spin_lock_bh()` è inutile, siete già +in un tasklet ed avete la garanzia che nessun altro verrà eseguito sullo +stesso processore. + +Sincronizzazione fra softirq +---------------------------- + +Spesso un softirq potrebbe condividere dati con se stesso o un tasklet/timer. + +Lo stesso softirq +~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Lo stesso softirq può essere eseguito su un diverso processore: allo scopo +di migliorare le prestazioni potete utilizzare dati riservati ad ogni +processore (vedere :ref:`Dati per processore <it_per-cpu>`). Se siete arrivati +fino a questo punto nell'uso dei softirq, probabilmente tenete alla scalabilità +delle prestazioni abbastanza da giustificarne la complessità aggiuntiva. + +Dovete utilizzare :c:func:`spin_lock()` e :c:func:`spin_unlock()` per +proteggere i dati condivisi. + +Diversi Softirqs +~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Dovete utilizzare :c:func:`spin_lock()` e :c:func:`spin_unlock()` per +proteggere i dati condivisi, che siano timer, tasklet, diversi softirq o +lo stesso o altri softirq: uno qualsiasi di essi potrebbe essere in esecuzione +su un diverso processore. + +.. _`it_hardirq-context`: + +Contesto di interruzione hardware +================================= + +Solitamente le interruzioni hardware comunicano con un tasklet o un softirq. +Spesso questo si traduce nel mettere in coda qualcosa da fare che verrà +preso in carico da un softirq. + +Sincronizzazione fra interruzioni hardware e softirq/tasklet +------------------------------------------------------------ + +Se un gestore di interruzioni hardware condivide dati con un softirq, allora +avrete due preoccupazioni. Primo, il softirq può essere interrotto da +un'interruzione hardware, e secondo, la sezione critica potrebbe essere +eseguita da un'interruzione hardware su un processore diverso. Questo è il caso +dove :c:func:`spin_lock_irq()` viene utilizzato. Disabilita le interruzioni +sul processore che l'esegue, poi trattiene il lock. :c:func:`spin_unlock_irq()` +fa l'opposto. + +Il gestore d'interruzione hardware non usa :c:func:`spin_lock_irq()` perché +i softirq non possono essere eseguiti quando il gestore d'interruzione hardware +è in esecuzione: per questo si può usare :c:func:`spin_lock()`, che è un po' +più veloce. L'unica eccezione è quando un altro gestore d'interruzioni +hardware utilizza lo stesso *lock*: :c:func:`spin_lock_irq()` impedirà a questo +secondo gestore di interrompere quello in esecuzione. + +Questo funziona alla perfezione anche sui sistemi monoprocessore: gli spinlock +svaniscono e questa macro diventa semplicemente :c:func:`local_irq_disable()` +(``include/asm/smp.h``), la quale impedisce a softirq/tasklet/BH d'essere +eseguiti. + +:c:func:`spin_lock_irqsave()` (``include/linux/spinlock.h``) è una variante che +salva lo stato delle interruzioni in una variabile, questa verrà poi passata +a :c:func:`spin_unlock_irqrestore()`. Questo significa che lo stesso codice +potrà essere utilizzato in un'interruzione hardware (dove le interruzioni sono +già disabilitate) e in un softirq (dove la disabilitazione delle interruzioni +è richiesta). + +Da notare che i softirq (e quindi tasklet e timer) sono eseguiti al ritorno +da un'interruzione hardware, quindi :c:func:`spin_lock_irq()` interrompe +anche questi. Tenuto conto di questo si può dire che +:c:func:`spin_lock_irqsave()` è la funzione di sincronizzazione più generica +e potente. + +Sincronizzazione fra due gestori d'interruzioni hardware +-------------------------------------------------------- + +Condividere dati fra due gestori di interruzione hardware è molto raro, ma se +succede, dovreste usare :c:func:`spin_lock_irqsave()`: è una specificità +dell'architettura il fatto che tutte le interruzioni vengano interrotte +quando si eseguono di gestori di interruzioni. + +Bigino della sincronizzazione +============================= + +Pete Zaitcev ci offre il seguente riassunto: + +- Se siete in un contesto utente (una qualsiasi chiamata di sistema) + e volete sincronizzarvi con altri processi, usate i mutex. Potete trattenere + il mutex e dormire (``copy_from_user*(`` o ``kmalloc(x,GFP_KERNEL)``). + +- Altrimenti (== i dati possono essere manipolati da un'interruzione) usate + :c:func:`spin_lock_irqsave()` e :c:func:`spin_unlock_irqrestore()`. + +- Evitate di trattenere uno spinlock per più di 5 righe di codice incluse + le chiamate a funzione (ad eccezione di quell per l'accesso come + :c:func:`readb()`). + +Tabella dei requisiti minimi +---------------------------- + +La tabella seguente illustra i requisiti **minimi** per la sincronizzazione fra +diversi contesti. In alcuni casi, lo stesso contesto può essere eseguito solo +da un processore per volta, quindi non ci sono requisiti per la +sincronizzazione (per esempio, un thread può essere eseguito solo su un +processore alla volta, ma se deve condividere dati con un altro thread, allora +la sincronizzazione è necessaria). + +Ricordatevi il suggerimento qui sopra: potete sempre usare +:c:func:`spin_lock_irqsave()`, che è un sovrainsieme di tutte le altre funzioni +per spinlock. + +============== ============= ============= ========= ========= ========= ========= ======= ======= ============== ============== +. IRQ Handler A IRQ Handler B Softirq A Softirq B Tasklet A Tasklet B Timer A Timer B User Context A User Context B +============== ============= ============= ========= ========= ========= ========= ======= ======= ============== ============== +IRQ Handler A None +IRQ Handler B SLIS None +Softirq A SLI SLI SL +Softirq B SLI SLI SL SL +Tasklet A SLI SLI SL SL None +Tasklet B SLI SLI SL SL SL None +Timer A SLI SLI SL SL SL SL None +Timer B SLI SLI SL SL SL SL SL None +User Context A SLI SLI SLBH SLBH SLBH SLBH SLBH SLBH None +User Context B SLI SLI SLBH SLBH SLBH SLBH SLBH SLBH MLI None +============== ============= ============= ========= ========= ========= ========= ======= ======= ============== ============== + +Table: Tabella dei requisiti per la sincronizzazione + ++--------+----------------------------+ +| SLIS | spin_lock_irqsave | ++--------+----------------------------+ +| SLI | spin_lock_irq | ++--------+----------------------------+ +| SL | spin_lock | ++--------+----------------------------+ +| SLBH | spin_lock_bh | ++--------+----------------------------+ +| MLI | mutex_lock_interruptible | ++--------+----------------------------+ + +Table: Legenda per la tabella dei requisiti per la sincronizzazione + +Le funzioni *trylock* +===================== + +Ci sono funzioni che provano a trattenere un *lock* solo una volta e +ritornano immediatamente comunicato il successo od il fallimento +dell'operazione. Posso essere usate quando non serve accedere ai dati +protetti dal *lock* quando qualche altro thread lo sta già facendo +trattenendo il *lock*. Potrete acquisire il *lock* più tardi se vi +serve accedere ai dati protetti da questo *lock*. + +La funzione :c:func:`spin_trylock()` non ritenta di acquisire il *lock*, +se ci riesce al primo colpo ritorna un valore diverso da zero, altrimenti +se fallisce ritorna 0. Questa funzione può essere utilizzata in un qualunque +contesto, ma come :c:func:`spin_lock()`: dovete disabilitare i contesti che +potrebbero interrompervi e quindi trattenere lo spinlock. + +La funzione :c:func:`mutex_trylock()` invece di sospendere il vostro processo +ritorna un valore diverso da zero se è possibile trattenere il lock al primo +colpo, altrimenti se fallisce ritorna 0. Nonostante non dorma, questa funzione +non può essere usata in modo sicuro in contesti di interruzione hardware o +software. + +Esempi più comuni +================= + +Guardiamo un semplice esempio: una memoria che associa nomi a numeri. +La memoria tiene traccia di quanto spesso viene utilizzato ogni oggetto; +quando è piena, l'oggetto meno usato viene eliminato. + +Tutto in contesto utente +------------------------ + +Nel primo esempio, supponiamo che tutte le operazioni avvengano in contesto +utente (in soldoni, da una chiamata di sistema), quindi possiamo dormire. +Questo significa che possiamo usare i mutex per proteggere la nostra memoria +e tutti gli oggetti che contiene. Ecco il codice:: + + #include <linux/list.h> + #include <linux/slab.h> + #include <linux/string.h> + #include <linux/mutex.h> + #include <asm/errno.h> + + struct object + { + struct list_head list; + int id; + char name[32]; + int popularity; + }; + + /* Protects the cache, cache_num, and the objects within it */ + static DEFINE_MUTEX(cache_lock); + static LIST_HEAD(cache); + static unsigned int cache_num = 0; + #define MAX_CACHE_SIZE 10 + + /* Must be holding cache_lock */ + static struct object *__cache_find(int id) + { + struct object *i; + + list_for_each_entry(i, &cache, list) + if (i->id == id) { + i->popularity++; + return i; + } + return NULL; + } + + /* Must be holding cache_lock */ + static void __cache_delete(struct object *obj) + { + BUG_ON(!obj); + list_del(&obj->list); + kfree(obj); + cache_num--; + } + + /* Must be holding cache_lock */ + static void __cache_add(struct object *obj) + { + list_add(&obj->list, &cache); + if (++cache_num > MAX_CACHE_SIZE) { + struct object *i, *outcast = NULL; + list_for_each_entry(i, &cache, list) { + if (!outcast || i->popularity < outcast->popularity) + outcast = i; + } + __cache_delete(outcast); + } + } + + int cache_add(int id, const char *name) + { + struct object *obj; + + if ((obj = kmalloc(sizeof(*obj), GFP_KERNEL)) == NULL) + return -ENOMEM; + + strlcpy(obj->name, name, sizeof(obj->name)); + obj->id = id; + obj->popularity = 0; + + mutex_lock(&cache_lock); + __cache_add(obj); + mutex_unlock(&cache_lock); + return 0; + } + + void cache_delete(int id) + { + mutex_lock(&cache_lock); + __cache_delete(__cache_find(id)); + mutex_unlock(&cache_lock); + } + + int cache_find(int id, char *name) + { + struct object *obj; + int ret = -ENOENT; + + mutex_lock(&cache_lock); + obj = __cache_find(id); + if (obj) { + ret = 0; + strcpy(name, obj->name); + } + mutex_unlock(&cache_lock); + return ret; + } + +Da notare che ci assicuriamo sempre di trattenere cache_lock quando +aggiungiamo, rimuoviamo od ispezioniamo la memoria: sia la struttura +della memoria che il suo contenuto sono protetti dal *lock*. Questo +caso è semplice dato che copiamo i dati dall'utente e non permettiamo +mai loro di accedere direttamente agli oggetti. + +C'è una piccola ottimizzazione qui: nella funzione :c:func:`cache_add()` +impostiamo i campi dell'oggetto prima di acquisire il *lock*. Questo è +sicuro perché nessun altro potrà accedervi finché non lo inseriremo +nella memoria. + +Accesso dal contesto utente +--------------------------- + +Ora consideriamo il caso in cui :c:func:`cache_find()` può essere invocata +dal contesto d'interruzione: sia hardware che software. Un esempio potrebbe +essere un timer che elimina oggetti dalla memoria. + +Qui di seguito troverete la modifica nel formato *patch*: le righe ``-`` +sono quelle rimosse, mentre quelle ``+`` sono quelle aggiunte. + +:: + + --- cache.c.usercontext 2003-12-09 13:58:54.000000000 +1100 + +++ cache.c.interrupt 2003-12-09 14:07:49.000000000 +1100 + @@ -12,7 +12,7 @@ + int popularity; + }; + + -static DEFINE_MUTEX(cache_lock); + +static DEFINE_SPINLOCK(cache_lock); + static LIST_HEAD(cache); + static unsigned int cache_num = 0; + #define MAX_CACHE_SIZE 10 + @@ -55,6 +55,7 @@ + int cache_add(int id, const char *name) + { + struct object *obj; + + unsigned long flags; + + if ((obj = kmalloc(sizeof(*obj), GFP_KERNEL)) == NULL) + return -ENOMEM; + @@ -63,30 +64,33 @@ + obj->id = id; + obj->popularity = 0; + + - mutex_lock(&cache_lock); + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + __cache_add(obj); + - mutex_unlock(&cache_lock); + + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + return 0; + } + + void cache_delete(int id) + { + - mutex_lock(&cache_lock); + + unsigned long flags; + + + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + __cache_delete(__cache_find(id)); + - mutex_unlock(&cache_lock); + + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + } + + int cache_find(int id, char *name) + { + struct object *obj; + int ret = -ENOENT; + + unsigned long flags; + + - mutex_lock(&cache_lock); + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + obj = __cache_find(id); + if (obj) { + ret = 0; + strcpy(name, obj->name); + } + - mutex_unlock(&cache_lock); + + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + return ret; + } + +Da notare che :c:func:`spin_lock_irqsave()` disabiliterà le interruzioni +se erano attive, altrimenti non farà niente (quando siamo già in un contesto +d'interruzione); dunque queste funzioni possono essere chiamante in +sicurezza da qualsiasi contesto. + +Sfortunatamente, :c:func:`cache_add()` invoca :c:func:`kmalloc()` con +l'opzione ``GFP_KERNEL`` che è permessa solo in contesto utente. Ho supposto +che :c:func:`cache_add()` venga chiamata dal contesto utente, altrimenti +questa opzione deve diventare un parametro di :c:func:`cache_add()`. + +Exposing Objects Outside This File +---------------------------------- + +Se i vostri oggetti contengono più informazioni, potrebbe non essere +sufficiente copiare i dati avanti e indietro: per esempio, altre parti del +codice potrebbero avere un puntatore a questi oggetti piuttosto che cercarli +ogni volta. Questo introduce due problemi. + +Il primo problema è che utilizziamo ``cache_lock`` per proteggere gli oggetti: +dobbiamo renderlo dinamico così che il resto del codice possa usarlo. Questo +rende la sincronizzazione più complicata dato che non avviene più in un unico +posto. + +Il secondo problema è il problema del ciclo di vita: se un'altra struttura +mantiene un puntatore ad un oggetto, presumibilmente si aspetta che questo +puntatore rimanga valido. Sfortunatamente, questo è garantito solo mentre +si trattiene il *lock*, altrimenti qualcuno potrebbe chiamare +:c:func:`cache_delete()` o peggio, aggiungere un oggetto che riutilizza lo +stesso indirizzo. + +Dato che c'è un solo *lock*, non potete trattenerlo a vita: altrimenti +nessun altro potrà eseguire il proprio lavoro. + +La soluzione a questo problema è l'uso di un contatore di riferimenti: +chiunque punti ad un oggetto deve incrementare il contatore, e decrementarlo +quando il puntatore non viene più usato. Quando il contatore raggiunge lo zero +significa che non è più usato e l'oggetto può essere rimosso. + +Ecco il codice:: + + --- cache.c.interrupt 2003-12-09 14:25:43.000000000 +1100 + +++ cache.c.refcnt 2003-12-09 14:33:05.000000000 +1100 + @@ -7,6 +7,7 @@ + struct object + { + struct list_head list; + + unsigned int refcnt; + int id; + char name[32]; + int popularity; + @@ -17,6 +18,35 @@ + static unsigned int cache_num = 0; + #define MAX_CACHE_SIZE 10 + + +static void __object_put(struct object *obj) + +{ + + if (--obj->refcnt == 0) + + kfree(obj); + +} + + + +static void __object_get(struct object *obj) + +{ + + obj->refcnt++; + +} + + + +void object_put(struct object *obj) + +{ + + unsigned long flags; + + + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + + __object_put(obj); + + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + +} + + + +void object_get(struct object *obj) + +{ + + unsigned long flags; + + + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + + __object_get(obj); + + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + +} + + + /* Must be holding cache_lock */ + static struct object *__cache_find(int id) + { + @@ -35,6 +65,7 @@ + { + BUG_ON(!obj); + list_del(&obj->list); + + __object_put(obj); + cache_num--; + } + + @@ -63,6 +94,7 @@ + strlcpy(obj->name, name, sizeof(obj->name)); + obj->id = id; + obj->popularity = 0; + + obj->refcnt = 1; /* The cache holds a reference */ + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + __cache_add(obj); + @@ -79,18 +111,15 @@ + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + } + + -int cache_find(int id, char *name) + +struct object *cache_find(int id) + { + struct object *obj; + - int ret = -ENOENT; + unsigned long flags; + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + obj = __cache_find(id); + - if (obj) { + - ret = 0; + - strcpy(name, obj->name); + - } + + if (obj) + + __object_get(obj); + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + - return ret; + + return obj; + } + +Abbiamo incapsulato il contatore di riferimenti nelle tipiche funzioni +di 'get' e 'put'. Ora possiamo ritornare l'oggetto da :c:func:`cache_find()` +col vantaggio che l'utente può dormire trattenendo l'oggetto (per esempio, +:c:func:`copy_to_user()` per copiare il nome verso lo spazio utente). + +Un altro punto da notare è che ho detto che il contatore dovrebbe incrementarsi +per ogni puntatore ad un oggetto: quindi il contatore di riferimenti è 1 +quando l'oggetto viene inserito nella memoria. In altre versione il framework +non trattiene un riferimento per se, ma diventa più complicato. + +Usare operazioni atomiche per il contatore di riferimenti +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +In sostanza, :c:type:`atomic_t` viene usato come contatore di riferimenti. +Ci sono un certo numbero di operazioni atomiche definite +in ``include/asm/atomic.h``: queste sono garantite come atomiche su qualsiasi +processore del sistema, quindi non sono necessari i *lock*. In questo caso è +più semplice rispetto all'uso degli spinlock, benché l'uso degli spinlock +sia più elegante per casi non banali. Le funzioni :c:func:`atomic_inc()` e +:c:func:`atomic_dec_and_test()` vengono usate al posto dei tipici operatori di +incremento e decremento, e i *lock* non sono più necessari per proteggere il +contatore stesso. + +:: + + --- cache.c.refcnt 2003-12-09 15:00:35.000000000 +1100 + +++ cache.c.refcnt-atomic 2003-12-11 15:49:42.000000000 +1100 + @@ -7,7 +7,7 @@ + struct object + { + struct list_head list; + - unsigned int refcnt; + + atomic_t refcnt; + int id; + char name[32]; + int popularity; + @@ -18,33 +18,15 @@ + static unsigned int cache_num = 0; + #define MAX_CACHE_SIZE 10 + + -static void __object_put(struct object *obj) + -{ + - if (--obj->refcnt == 0) + - kfree(obj); + -} + - + -static void __object_get(struct object *obj) + -{ + - obj->refcnt++; + -} + - + void object_put(struct object *obj) + { + - unsigned long flags; + - + - spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + - __object_put(obj); + - spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + + if (atomic_dec_and_test(&obj->refcnt)) + + kfree(obj); + } + + void object_get(struct object *obj) + { + - unsigned long flags; + - + - spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + - __object_get(obj); + - spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + + atomic_inc(&obj->refcnt); + } + + /* Must be holding cache_lock */ + @@ -65,7 +47,7 @@ + { + BUG_ON(!obj); + list_del(&obj->list); + - __object_put(obj); + + object_put(obj); + cache_num--; + } + + @@ -94,7 +76,7 @@ + strlcpy(obj->name, name, sizeof(obj->name)); + obj->id = id; + obj->popularity = 0; + - obj->refcnt = 1; /* The cache holds a reference */ + + atomic_set(&obj->refcnt, 1); /* The cache holds a reference */ + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + __cache_add(obj); + @@ -119,7 +101,7 @@ + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + obj = __cache_find(id); + if (obj) + - __object_get(obj); + + object_get(obj); + spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + return obj; + } + +Proteggere l'oggetto stesso +--------------------------- + +In questo esempio, assumiamo che gli oggetti (ad eccezione del contatore +di riferimenti) non cambino mai dopo la loro creazione. Se vogliamo permettere +al nome di cambiare abbiamo tre possibilità: + +- Si può togliere static da ``cache_lock`` e dire agli utenti che devono + trattenere il *lock* prima di modificare il nome di un oggetto. + +- Si può fornire una funzione :c:func:`cache_obj_rename()` che prende il + *lock* e cambia il nome per conto del chiamante; si dirà poi agli utenti + di usare questa funzione. + +- Si può decidere che ``cache_lock`` protegge solo la memoria stessa, ed + un altro *lock* è necessario per la protezione del nome. + +Teoricamente, possiamo avere un *lock* per ogni campo e per ogni oggetto. +In pratica, le varianti più comuni sono: + +- un *lock* che protegge l'infrastruttura (la lista ``cache`` di questo + esempio) e gli oggetti. Questo è quello che abbiamo fatto finora. + +- un *lock* che protegge l'infrastruttura (inclusi i puntatori alla lista + negli oggetti), e un *lock* nell'oggetto per proteggere il resto + dell'oggetto stesso. + +- *lock* multipli per proteggere l'infrastruttura (per esempio un *lock* + per ogni lista), possibilmente con un *lock* per oggetto. + +Qui di seguito un'implementazione con "un lock per oggetto": + +:: + + --- cache.c.refcnt-atomic 2003-12-11 15:50:54.000000000 +1100 + +++ cache.c.perobjectlock 2003-12-11 17:15:03.000000000 +1100 + @@ -6,11 +6,17 @@ + + struct object + { + + /* These two protected by cache_lock. */ + struct list_head list; + + int popularity; + + + atomic_t refcnt; + + + + /* Doesn't change once created. */ + int id; + + + + spinlock_t lock; /* Protects the name */ + char name[32]; + - int popularity; + }; + + static DEFINE_SPINLOCK(cache_lock); + @@ -77,6 +84,7 @@ + obj->id = id; + obj->popularity = 0; + atomic_set(&obj->refcnt, 1); /* The cache holds a reference */ + + spin_lock_init(&obj->lock); + + spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + __cache_add(obj); + +Da notare che ho deciso che il contatore di popolarità dovesse essere +protetto da ``cache_lock`` piuttosto che dal *lock* dell'oggetto; questo +perché è logicamente parte dell'infrastruttura (come +:c:type:`struct list_head <list_head>` nell'oggetto). In questo modo, +in :c:func:`__cache_add()`, non ho bisogno di trattenere il *lock* di ogni +oggetto mentre si cerca il meno popolare. + +Ho anche deciso che il campo id è immutabile, quindi non ho bisogno di +trattenere il lock dell'oggetto quando si usa :c:func:`__cache_find()` +per leggere questo campo; il *lock* dell'oggetto è usato solo dal chiamante +che vuole leggere o scrivere il campo name. + +Inoltre, da notare che ho aggiunto un commento che descrive i dati che sono +protetti dal *lock*. Questo è estremamente importante in quanto descrive il +comportamento del codice, che altrimenti sarebbe di difficile comprensione +leggendo solamente il codice. E come dice Alan Cox: “Lock data, not code”. + +Problemi comuni +=============== + +.. _`it_deadlock`: + +Stallo: semplice ed avanzato +---------------------------- + +Esiste un tipo di baco dove un pezzo di codice tenta di trattenere uno +spinlock due volte: questo rimarrà in attesa attiva per sempre aspettando che +il *lock* venga rilasciato (in Linux spinlocks, rwlocks e mutex non sono +ricorsivi). +Questo è facile da diagnosticare: non è uno di quei problemi che ti tengono +sveglio 5 notti a parlare da solo. + +Un caso un pochino più complesso; immaginate d'avere una spazio condiviso +fra un softirq ed il contesto utente. Se usate :c:func:`spin_lock()` per +proteggerlo, il contesto utente potrebbe essere interrotto da un softirq +mentre trattiene il lock, da qui il softirq rimarrà in attesa attiva provando +ad acquisire il *lock* già trattenuto nel contesto utente. + +Questi casi sono chiamati stalli (*deadlock*), e come mostrato qui sopra, +può succedere anche con un solo processore (Ma non sui sistemi +monoprocessore perché gli spinlock spariscano quando il kernel è compilato +con ``CONFIG_SMP``\ =n. Nonostante ciò, nel secondo caso avrete comunque +una corruzione dei dati). + +Questi casi sono facili da diagnosticare; sui sistemi multi-processore +il supervisione (*watchdog*) o l'opzione di compilazione ``DEBUG_SPINLOCK`` +(``include/linux/spinlock.h``) permettono di scovare immediatamente quando +succedono. + +Esiste un caso più complesso che è conosciuto come l'abbraccio della morte; +questo coinvolge due o più *lock*. Diciamo che avete un vettore di hash in cui +ogni elemento è uno spinlock a cui è associata una lista di elementi con lo +stesso hash. In un gestore di interruzioni software, dovete modificare un +oggetto e spostarlo su un altro hash; quindi dovrete trattenete lo spinlock +del vecchio hash e di quello nuovo, quindi rimuovere l'oggetto dal vecchio ed +inserirlo nel nuovo. + +Qui abbiamo due problemi. Primo, se il vostro codice prova a spostare un +oggetto all'interno della stessa lista, otterrete uno stallo visto che +tenterà di trattenere lo stesso *lock* due volte. Secondo, se la stessa +interruzione software su un altro processore sta tentando di spostare +un altro oggetto nella direzione opposta, potrebbe accadere quanto segue: + ++---------------------------------+---------------------------------+ +| CPU 1 | CPU 2 | ++=================================+=================================+ +| Trattiene *lock* A -> OK | Trattiene *lock* B -> OK | ++---------------------------------+---------------------------------+ +| Trattiene *lock* B -> attesa | Trattiene *lock* A -> attesa | ++---------------------------------+---------------------------------+ + +Table: Conseguenze + +Entrambe i processori rimarranno in attesa attiva sul *lock* per sempre, +aspettando che l'altro lo rilasci. Sembra e puzza come un blocco totale. + +Prevenire gli stalli +-------------------- + +I libri di testo vi diranno che se trattenete i *lock* sempre nello stesso +ordine non avrete mai un simile stallo. La pratica vi dirà che questo +approccio non funziona all'ingrandirsi del sistema: quando creo un nuovo +*lock* non ne capisco abbastanza del kernel per dire in quale dei 5000 *lock* +si incastrerà. + +I *lock* migliori sono quelli incapsulati: non vengono esposti nei file di +intestazione, e non vengono mai trattenuti fuori dallo stesso file. Potete +rileggere questo codice e vedere che non ci sarà mai uno stallo perché +non tenterà mai di trattenere un altro *lock* quando lo ha già. +Le persone che usano il vostro codice non devono nemmeno sapere che voi +state usando dei *lock*. + +Un classico problema deriva dall'uso di *callback* e di *hook*: se li +chiamate mentre trattenete un *lock*, rischiate uno stallo o un abbraccio +della morte (chi lo sa cosa farà una *callback*?). + +Ossessiva prevenzione degli stalli +~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ + +Gli stalli sono un problema, ma non così terribile come la corruzione dei dati. +Un pezzo di codice trattiene un *lock* di lettura, cerca in una lista, +fallisce nel trovare quello che vuole, quindi rilascia il *lock* di lettura, +trattiene un *lock* di scrittura ed inserisce un oggetto; questo genere di +codice presenta una corsa critica. + +Se non riuscite a capire il perché, per favore state alla larga dal mio +codice. + +corsa fra temporizzatori: un passatempo del kernel +-------------------------------------------------- + +I temporizzatori potrebbero avere dei problemi con le corse critiche. +Considerate una collezione di oggetti (liste, hash, eccetera) dove ogni oggetto +ha un temporizzatore che sta per distruggerlo. + +Se volete eliminare l'intera collezione (diciamo quando rimuovete un modulo), +potreste fare come segue:: + + /* THIS CODE BAD BAD BAD BAD: IF IT WAS ANY WORSE IT WOULD USE + HUNGARIAN NOTATION */ + spin_lock_bh(&list_lock); + + while (list) { + struct foo *next = list->next; + del_timer(&list->timer); + kfree(list); + list = next; + } + + spin_unlock_bh(&list_lock); + +Primo o poi, questo esploderà su un sistema multiprocessore perché un +temporizzatore potrebbe essere già partiro prima di :c:func:`spin_lock_bh()`, +e prenderà il *lock* solo dopo :c:func:`spin_unlock_bh()`, e cercherà +di eliminare il suo oggetto (che però è già stato eliminato). + +Questo può essere evitato controllando il valore di ritorno di +:c:func:`del_timer()`: se ritorna 1, il temporizzatore è stato già +rimosso. Se 0, significa (in questo caso) che il temporizzatore è in +esecuzione, quindi possiamo fare come segue:: + + retry: + spin_lock_bh(&list_lock); + + while (list) { + struct foo *next = list->next; + if (!del_timer(&list->timer)) { + /* Give timer a chance to delete this */ + spin_unlock_bh(&list_lock); + goto retry; + } + kfree(list); + list = next; + } + + spin_unlock_bh(&list_lock); + +Un altro problema è l'eliminazione dei temporizzatori che si riavviano +da soli (chiamando :c:func:`add_timer()` alla fine della loro esecuzione). +Dato che questo è un problema abbastanza comune con una propensione +alle corse critiche, dovreste usare :c:func:`del_timer_sync()` +(``include/linux/timer.h``) per gestire questo caso. Questa ritorna il +numero di volte che il temporizzatore è stato interrotto prima che +fosse in grado di fermarlo senza che si riavviasse. + +Velocità della sincronizzazione +=============================== + +Ci sono tre cose importanti da tenere in considerazione quando si valuta +la velocità d'esecuzione di un pezzo di codice che necessita di +sincronizzazione. La prima è la concorrenza: quante cose rimangono in attesa +mentre qualcuno trattiene un *lock*. La seconda è il tempo necessario per +acquisire (senza contese) e rilasciare un *lock*. La terza è di usare meno +*lock* o di più furbi. Immagino che i *lock* vengano usati regolarmente, +altrimenti, non sareste interessati all'efficienza. + +La concorrenza dipende da quanto a lungo un *lock* è trattenuto: dovreste +trattenere un *lock* solo il tempo minimo necessario ma non un istante in più. +Nella memoria dell'esempio precedente, creiamo gli oggetti senza trattenere +il *lock*, poi acquisiamo il *lock* quando siamo pronti per inserirlo nella +lista. + +Il tempo di acquisizione di un *lock* dipende da quanto danno fa +l'operazione sulla *pipeline* (ovvero stalli della *pipeline*) e quant'è +probabile che il processore corrente sia stato anche l'ultimo ad acquisire +il *lock* (in pratica, il *lock* è nella memoria cache del processore +corrente?): su sistemi multi-processore questa probabilità precipita +rapidamente. Consideriamo un processore Intel Pentium III a 700Mhz: questo +esegue un'istruzione in 0.7ns, un incremento atomico richiede 58ns, acquisire +un *lock* che è nella memoria cache del processore richiede 160ns, e un +trasferimento dalla memoria cache di un altro processore richiede altri +170/360ns (Leggetevi l'articolo di Paul McKenney's `Linux Journal RCU +article <http://www.linuxjournal.com/article.php?sid=6993>`__). + +Questi due obiettivi sono in conflitto: trattenere un *lock* per il minor +tempo possibile potrebbe richiedere la divisione in più *lock* per diverse +parti (come nel nostro ultimo esempio con un *lock* per ogni oggetto), +ma questo aumenta il numero di acquisizioni di *lock*, ed il risultato +spesso è che tutto è più lento che con un singolo *lock*. Questo è un altro +argomento in favore della semplicità quando si parla di sincronizzazione. + +Il terzo punto è discusso di seguito: ci sono alcune tecniche per ridurre +il numero di sincronizzazioni che devono essere fatte. + +Read/Write Lock Variants +------------------------ + +Sia gli spinlock che i mutex hanno una variante per la lettura/scrittura +(read/write): ``rwlock_t`` e :c:type:`struct rw_semaphore <rw_semaphore>`. +Queste dividono gli utenti in due categorie: i lettori e gli scrittori. +Se state solo leggendo i dati, potete acquisire il *lock* di lettura, ma +per scrivere avrete bisogno del *lock* di scrittura. Molti possono trattenere +il *lock* di lettura, ma solo uno scrittore alla volta può trattenere +quello di scrittura. + +Se il vostro codice si divide chiaramente in codice per lettori e codice +per scrittori (come nel nostro esempio), e il *lock* dei lettori viene +trattenuto per molto tempo, allora l'uso di questo tipo di *lock* può aiutare. +Questi sono leggermente più lenti rispetto alla loro versione normale, quindi +nella pratica l'uso di ``rwlock_t`` non ne vale la pena. + +Evitare i *lock*: Read Copy Update +-------------------------------------------- + +Esiste un metodo di sincronizzazione per letture e scritture detto +Read Copy Update. Con l'uso della tecnica RCU, i lettori possono scordarsi +completamente di trattenere i *lock*; dato che nel nostro esempio ci +aspettiamo d'avere più lettore che scrittori (altrimenti questa memoria +sarebbe uno spreco) possiamo dire che questo meccanismo permette +un'ottimizzazione. + +Come facciamo a sbarazzarci dei *lock* di lettura? Sbarazzarsi dei *lock* di +lettura significa che uno scrittore potrebbe cambiare la lista sotto al naso +dei lettori. Questo è abbastanza semplice: possiamo leggere una lista +concatenata se lo scrittore aggiunge elementi alla fine e con certe +precauzioni. Per esempio, aggiungendo ``new`` ad una lista concatenata +chiamata ``list``:: + + new->next = list->next; + wmb(); + list->next = new; + +La funzione :c:func:`wmb()` è una barriera di sincronizzazione delle +scritture. Questa garantisce che la prima operazione (impostare l'elemento +``next`` del nuovo elemento) venga completata e vista da tutti i processori +prima che venga eseguita la seconda operazione (che sarebbe quella di mettere +il nuovo elemento nella lista). Questo è importante perché i moderni +compilatori ed i moderni processori possono, entrambe, riordinare le istruzioni +se non vengono istruiti altrimenti: vogliamo che i lettori non vedano +completamente il nuovo elemento; oppure che lo vedano correttamente e quindi +il puntatore ``next`` deve puntare al resto della lista. + +Fortunatamente, c'è una funzione che fa questa operazione sulle liste +:c:type:`struct list_head <list_head>`: :c:func:`list_add_rcu()` +(``include/linux/list.h``). + +Rimuovere un elemento dalla lista è anche più facile: sostituiamo il puntatore +al vecchio elemento con quello del suo successore, e i lettori vedranno +l'elemento o lo salteranno. + +:: + + list->next = old->next; + +La funzione :c:func:`list_del_rcu()` (``include/linux/list.h``) fa esattamente +questo (la versione normale corrompe il vecchio oggetto, e non vogliamo che +accada). + +Anche i lettori devono stare attenti: alcuni processori potrebbero leggere +attraverso il puntatore ``next`` il contenuto dell'elemento successivo +troppo presto, ma non accorgersi che il contenuto caricato è sbagliato quando +il puntatore ``next`` viene modificato alla loro spalle. Ancora una volta +c'è una funzione che viene in vostro aiuto :c:func:`list_for_each_entry_rcu()` +(``include/linux/list.h``). Ovviamente, gli scrittori possono usare +:c:func:`list_for_each_entry()` dato che non ci possono essere due scrittori +in contemporanea. + +Il nostro ultimo dilemma è il seguente: quando possiamo realmente distruggere +l'elemento rimosso? Ricordate, un lettore potrebbe aver avuto accesso a questo +elemento proprio ora: se eliminiamo questo elemento ed il puntatore ``next`` +cambia, il lettore salterà direttamente nella spazzatura e scoppierà. Dobbiamo +aspettare finché tutti i lettori che stanno attraversando la lista abbiano +finito. Utilizziamo :c:func:`call_rcu()` per registrare una funzione di +richiamo che distrugga l'oggetto quando tutti i lettori correnti hanno +terminato. In alternative, potrebbe essere usata la funzione +:c:func:`synchronize_rcu()` che blocca l'esecuzione finché tutti i lettori +non terminano di ispezionare la lista. + +Ma come fa l'RCU a sapere quando i lettori sono finiti? Il meccanismo è +il seguente: innanzi tutto i lettori accedono alla lista solo fra la coppia +:c:func:`rcu_read_lock()`/:c:func:`rcu_read_unlock()` che disabilita la +prelazione così che i lettori non vengano sospesi mentre stanno leggendo +la lista. + +Poi, l'RCU aspetta finché tutti i processori non abbiano dormito almeno +una volta; a questo punto, dato che i lettori non possono dormire, possiamo +dedurre che un qualsiasi lettore che abbia consultato la lista durante la +rimozione abbia già terminato, quindi la *callback* viene eseguita. Il vero +codice RCU è un po' più ottimizzato di così, ma questa è l'idea di fondo. + +:: + + --- cache.c.perobjectlock 2003-12-11 17:15:03.000000000 +1100 + +++ cache.c.rcupdate 2003-12-11 17:55:14.000000000 +1100 + @@ -1,15 +1,18 @@ + #include <linux/list.h> + #include <linux/slab.h> + #include <linux/string.h> + +#include <linux/rcupdate.h> + #include <linux/mutex.h> + #include <asm/errno.h> + + struct object + { + - /* These two protected by cache_lock. */ + + /* This is protected by RCU */ + struct list_head list; + int popularity; + + + struct rcu_head rcu; + + + atomic_t refcnt; + + /* Doesn't change once created. */ + @@ -40,7 +43,7 @@ + { + struct object *i; + + - list_for_each_entry(i, &cache, list) { + + list_for_each_entry_rcu(i, &cache, list) { + if (i->id == id) { + i->popularity++; + return i; + @@ -49,19 +52,25 @@ + return NULL; + } + + +/* Final discard done once we know no readers are looking. */ + +static void cache_delete_rcu(void *arg) + +{ + + object_put(arg); + +} + + + /* Must be holding cache_lock */ + static void __cache_delete(struct object *obj) + { + BUG_ON(!obj); + - list_del(&obj->list); + - object_put(obj); + + list_del_rcu(&obj->list); + cache_num--; + + call_rcu(&obj->rcu, cache_delete_rcu); + } + + /* Must be holding cache_lock */ + static void __cache_add(struct object *obj) + { + - list_add(&obj->list, &cache); + + list_add_rcu(&obj->list, &cache); + if (++cache_num > MAX_CACHE_SIZE) { + struct object *i, *outcast = NULL; + list_for_each_entry(i, &cache, list) { + @@ -104,12 +114,11 @@ + struct object *cache_find(int id) + { + struct object *obj; + - unsigned long flags; + + - spin_lock_irqsave(&cache_lock, flags); + + rcu_read_lock(); + obj = __cache_find(id); + if (obj) + object_get(obj); + - spin_unlock_irqrestore(&cache_lock, flags); + + rcu_read_unlock(); + return obj; + } + +Da notare che i lettori modificano il campo popularity nella funzione +:c:func:`__cache_find()`, e ora non trattiene alcun *lock*. Una soluzione +potrebbe essere quella di rendere la variabile ``atomic_t``, ma per l'uso +che ne abbiamo fatto qui, non ci interessano queste corse critiche perché un +risultato approssimativo è comunque accettabile, quindi non l'ho cambiato. + +Il risultato è che la funzione :c:func:`cache_find()` non ha bisogno di alcuna +sincronizzazione con le altre funzioni, quindi è veloce su un sistema +multi-processore tanto quanto lo sarebbe su un sistema mono-processore. + +Esiste un'ulteriore ottimizzazione possibile: vi ricordate il codice originale +della nostra memoria dove non c'erano contatori di riferimenti e il chiamante +semplicemente tratteneva il *lock* prima di accedere ad un oggetto? Questo è +ancora possibile: se trattenete un *lock* nessuno potrà cancellare l'oggetto, +quindi non avete bisogno di incrementare e decrementare il contatore di +riferimenti. + +Ora, dato che il '*lock* di lettura' di un RCU non fa altro che disabilitare +la prelazione, un chiamante che ha sempre la prelazione disabilitata fra le +chiamate :c:func:`cache_find()` e :c:func:`object_put()` non necessita +di incrementare e decrementare il contatore di riferimenti. Potremmo +esporre la funzione :c:func:`__cache_find()` dichiarandola non-static, +e quel chiamante potrebbe usare direttamente questa funzione. + +Il beneficio qui sta nel fatto che il contatore di riferimenti no +viene scritto: l'oggetto non viene alterato in alcun modo e quindi diventa +molto più veloce su sistemi molti-processore grazie alla loro memoria cache. + +.. _`it_per-cpu`: + +Dati per processore +------------------- + +Un'altra tecnica comunemente usata per evitare la sincronizzazione è quella +di duplicare le informazioni per ogni processore. Per esempio, se volete +avere un contatore di qualcosa, potreste utilizzare uno spinlock ed un +singolo contatore. Facile e pulito. + +Se questo dovesse essere troppo lento (solitamente non lo è, ma se avete +dimostrato che lo è devvero), potreste usare un contatore per ogni processore +e quindi non sarebbe più necessaria la mutua esclusione. Vedere +:c:func:`DEFINE_PER_CPU()`, :c:func:`get_cpu_var()` e :c:func:`put_cpu_var()` +(``include/linux/percpu.h``). + +Il tipo di dato ``local_t``, la funzione :c:func:`cpu_local_inc()` e tutte +le altre funzioni associate, sono di particolare utilità per semplici contatori +per-processore; su alcune architetture sono anche più efficienti +(``include/asm/local.h``). + +Da notare che non esiste un modo facile ed affidabile per ottenere il valore +di un simile contatore senza introdurre altri *lock*. In alcuni casi questo +non è un problema. + +Dati che sono usati prevalentemente dai gestori d'interruzioni +-------------------------------------------------------------- + +Se i dati vengono utilizzati sempre dallo stesso gestore d'interruzioni, +allora i *lock* non vi servono per niente: il kernel già vi garantisce che +il gestore d'interruzione non verrà eseguito in contemporanea su diversi +processori. + +Manfred Spraul fa notare che potreste comunque comportarvi così anche +se i dati vengono occasionalmente utilizzati da un contesto utente o +da un'interruzione software. Il gestore d'interruzione non utilizza alcun +*lock*, e tutti gli altri accessi verranno fatti così:: + + spin_lock(&lock); + disable_irq(irq); + ... + enable_irq(irq); + spin_unlock(&lock); + +La funzione :c:func:`disable_irq()` impedisce al gestore d'interruzioni +d'essere eseguito (e aspetta che finisca nel caso fosse in esecuzione su +un altro processore). Lo spinlock, invece, previene accessi simultanei. +Naturalmente, questo è più lento della semplice chiamata +:c:func:`spin_lock_irq()`, quindi ha senso solo se questo genere di accesso +è estremamente raro. + +.. _`it_sleeping-things`: + +Quali funzioni possono essere chiamate in modo sicuro dalle interruzioni? +========================================================================= + +Molte funzioni del kernel dormono (in sostanza, chiamano ``schedule()``) +direttamente od indirettamente: non potete chiamarle se trattenere uno +spinlock o avete la prelazione disabilitata, mai. Questo significa che +dovete necessariamente essere nel contesto utente: chiamarle da un +contesto d'interruzione è illegale. + +Alcune funzioni che dormono +--------------------------- + +Le più comuni sono elencate qui di seguito, ma solitamente dovete leggere +il codice per scoprire se altre chiamate sono sicure. Se chiunque altro +le chiami dorme, allora dovreste poter dormire anche voi. In particolar +modo, le funzioni di registrazione e deregistrazione solitamente si +aspettano d'essere chiamante da un contesto utente e quindi che possono +dormire. + +- Accessi allo spazio utente: + + - :c:func:`copy_from_user()` + + - :c:func:`copy_to_user()` + + - :c:func:`get_user()` + + - :c:func:`put_user()` + +- :c:func:`kmalloc(GFP_KERNEL) <kmalloc>` + +- :c:func:`mutex_lock_interruptible()` and + :c:func:`mutex_lock()` + + C'è anche :c:func:`mutex_trylock()` che però non dorme. + Comunque, non deve essere usata in un contesto d'interruzione dato + che la sua implementazione non è sicura in quel contesto. + Anche :c:func:`mutex_unlock()` non dorme mai. Non può comunque essere + usata in un contesto d'interruzione perché un mutex deve essere rilasciato + dallo stesso processo che l'ha acquisito. + +Alcune funzioni che non dormono +------------------------------- + +Alcune funzioni possono essere chiamate tranquillamente da qualsiasi +contesto, o trattenendo un qualsiasi *lock*. + +- :c:func:`printk()` + +- :c:func:`kfree()` + +- :c:func:`add_timer()` e :c:func:`del_timer()` + +Riferimento per l'API dei Mutex +=============================== + +.. kernel-doc:: include/linux/mutex.h + :internal: + +.. kernel-doc:: kernel/locking/mutex.c + :export: + +Riferimento per l'API dei Futex +=============================== + +.. kernel-doc:: kernel/futex.c + :internal: + +Approfondimenti +=============== + +- ``Documentation/locking/spinlocks.txt``: la guida di Linus Torvalds agli + spinlock del kernel. + +- Unix Systems for Modern Architectures: Symmetric Multiprocessing and + Caching for Kernel Programmers. + + L'introduzione alla sincronizzazione a livello di kernel di Curt Schimmel + è davvero ottima (non è scritta per Linux, ma approssimativamente si adatta + a tutte le situazioni). Il libro è costoso, ma vale ogni singolo spicciolo + per capire la sincronizzazione nei sistemi multi-processore. + [ISBN: 0201633388] + +Ringraziamenti +============== + +Grazie a Telsa Gwynne per aver formattato questa guida in DocBook, averla +pulita e aggiunto un po' di stile. + +Grazie a Martin Pool, Philipp Rumpf, Stephen Rothwell, Paul Mackerras, +Ruedi Aschwanden, Alan Cox, Manfred Spraul, Tim Waugh, Pete Zaitcev, +James Morris, Robert Love, Paul McKenney, John Ashby per aver revisionato, +corretto, maledetto e commentato. + +Grazie alla congrega per non aver avuto alcuna influenza su questo documento. + +Glossario +========= + +prelazione + Prima del kernel 2.5, o quando ``CONFIG_PREEMPT`` non è impostato, i processi + in contesto utente non si avvicendano nell'esecuzione (in pratica, il + processo userà il processore fino al proprio termine, a meno che non ci siano + delle interruzioni). Con l'aggiunta di ``CONFIG_PREEMPT`` nella versione + 2.5.4 questo è cambiato: quando si è in contesto utente, processi con una + priorità maggiore possono subentrare nell'esecuzione: gli spinlock furono + cambiati per disabilitare la prelazioni, anche su sistemi monoprocessore. + +bh + Bottom Half: per ragioni storiche, le funzioni che contengono '_bh' nel + loro nome ora si riferiscono a qualsiasi interruzione software; per esempio, + :c:func:`spin_lock_bh()` blocca qualsiasi interuzione software sul processore + corrente. I *Bottom Halves* sono deprecati, e probabilmente verranno + sostituiti dai tasklet. In un dato momento potrà esserci solo un + *bottom half* in esecuzione. + +contesto d'interruzione + Non è il contesto utente: qui si processano le interruzioni hardware e + software. La macro :c:func:`in_interrupt()` ritorna vero. + +contesto utente + Il kernel che esegue qualcosa per conto di un particolare processo (per + esempio una chiamata di sistema) o di un thread del kernel. Potete + identificare il processo con la macro ``current``. Da non confondere + con lo spazio utente. Può essere interrotto sia da interruzioni software + che hardware. + +interruzione hardware + Richiesta di interruzione hardware. :c:func:`in_irq()` ritorna vero in un + gestore d'interruzioni hardware. + +interruzione software / softirq + Gestore di interruzioni software: :c:func:`in_irq()` ritorna falso; + :c:func:`in_softirq()` ritorna vero. I tasklet e le softirq sono entrambi + considerati 'interruzioni software'. + + In soldoni, un softirq è uno delle 32 interruzioni software che possono + essere eseguite su più processori in contemporanea. A volte si usa per + riferirsi anche ai tasklet (in pratica tutte le interruzioni software). + +monoprocessore / UP + (Uni-Processor) un solo processore, ovvero non è SMP. (``CONFIG_SMP=n``). + +multi-processore / SMP + (Symmetric Multi-Processor) kernel compilati per sistemi multi-processore + (``CONFIG_SMP=y``). + +spazio utente + Un processo che esegue il proprio codice fuori dal kernel. + +tasklet + Un'interruzione software registrabile dinamicamente che ha la garanzia + d'essere eseguita solo su un processore alla volta. + +timer + Un'interruzione software registrabile dinamicamente che viene eseguita + (circa) in un determinato momento. Quando è in esecuzione è come un tasklet + (infatti, sono chiamati da ``TIMER_SOFTIRQ``). |