doc:it_IT: translation for kernel-hacking

This patch includes the kernel-hacking translation in Italian (both
hacking.rst and locking.rst).

It adds also the anchors for the english kernel-hacking documents.

Signed-off-by: Federico Vaga <federico.vaga@vaga.pv.it>
Signed-off-by: Jonathan Corbet <corbet@lwn.net>

1 files changed, 1493 insertions, 0 deletions

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 000000000000..753643622c23
--- /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``).