3 %% Copyright (C) 2000-2013 Simone Piccardi. Permission is granted to
4 %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
5 %% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
6 %% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
7 %% with no Front-Cover Texts, and with no Back-Cover Texts. A copy of the
8 %% license is included in the section entitled "GNU Free Documentation
12 \chapter{Terminali e sessioni di lavoro}
16 A lungo l'unico modo per interagire con sistema di tipo Unix è stato tramite
17 l'interfaccia dei terminali, ma anche oggi, nonostante la presenza di diverse
18 interfacce grafiche, essi continuano ad essere estensivamente usati per il
19 loro stretto legame la linea di comando.
21 Nella prima parte esamineremo i concetti base in cui si articola l'interfaccia
22 dei terminali, a partire dal sistema del \textit{job control} e delle sessioni
23 di lavoro, toccando infine anche le problematiche dell'interazione con
24 programmi non interattivi. Nella seconda parte tratteremo il funzionamento
25 dell'I/O su terminale, e delle varie peculiarità che esso viene ad assumere
26 nell'uso come interfaccia di accesso al sistema da parte degli utenti. La
27 terza parte coprirà le tematiche relative alla creazione e gestione dei
28 terminali virtuali, che consentono di replicare via software l'interfaccia dei
33 \section{L'interazione con i terminali}
34 \label{sec:sess_job_control}
36 I terminali sono l'interfaccia con cui fin dalla loro nascita i sistemi
37 unix-like hanno gestito l'interazione con gli utenti, tramite quella riga di
38 comando che li caratterizza da sempre. Ma essi hanno anche una rilevanza
39 particolare perché quella dei terminali è l'unica interfaccia hardware usata
40 dal kernel per comunicare direttamente con gli utenti, con la cosiddetta
41 \textit{console} di sistema, senza dover passare per un programma.
43 Originariamente si trattava di dispositivi specifici (i terminali seriali, se
44 non addirittura le telescriventi). Oggi questa interfaccia viene in genere
45 emulata o tramite programmi o con le cosiddette console virtuali associate a
46 monitor e tastiera, ma esiste sempre la possibilità di associarla direttamente
47 ad alcuni dispositivi, come eventuali linee seriali, ed in certi casi, come
48 buona parte dei dispositivi embedded su cui gira Linux (come router, access
49 point, ecc.) questa resta anche l'unica opzione per una \textit{console} di
53 \subsection{Il \textit{job control}}
54 \label{sec:sess_job_control_overview}
56 Viene comunemente chiamato \textit{job control} quell'insieme di funzionalità
57 il cui scopo è quello di permettere ad un utente di poter sfruttare le
58 capacità multitasking di un sistema Unix per eseguire in contemporanea più
59 processi, pur potendo accedere, di solito, ad un solo terminale, avendo cioè
60 un solo punto in cui si può avere accesso all'input ed all'output degli
61 stessi. Con le interfacce grafiche di \textit{X Window} e con i terminali
62 virtuali via rete oggi tutto questo non è più vero, dato che si può accedere a
63 molti terminali in contemporanea da una singola postazione di lavoro, ma il
64 sistema è nato prima dell'esistenza di tutto ciò.
66 Il \textit{job control} è una caratteristica opzionale, introdotta in BSD
67 negli anni '80, e successivamente standardizzata da POSIX.1. La sua
68 disponibilità nel sistema è verificabile attraverso il controllo della macro
69 \macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}. In generale il \textit{job control} richiede il
70 supporto sia da parte della shell (quasi tutte ormai lo hanno), che da parte
71 del kernel. In particolare il kernel deve assicurare sia la presenza di un
72 driver per i terminali abilitato al \textit{job control} che quella dei
73 relativi segnali illustrati in sez.~\ref{sec:sig_job_control}.
75 In un sistema che supporta il \textit{job control}, una volta completato il
76 login, l'utente avrà a disposizione una shell dalla quale eseguire i comandi e
77 potrà iniziare quella che viene chiamata una \textsl{sessione di lavoro}, che
78 riunisce (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) tutti i processi eseguiti
79 all'interno dello stesso login (esamineremo tutto il processo in dettaglio in
80 sez.~\ref{sec:sess_login}).
82 Siccome la shell è collegata ad un solo terminale, che viene usualmente
83 chiamato \textsl{terminale di controllo}, (vedi sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term})
84 un solo comando alla volta, quello che viene detto in \textit{foreground} o in
85 \textsl{primo piano}, potrà scrivere e leggere dal terminale. La shell però
86 può eseguire, aggiungendo una ``\cmd{\&}'' alla fine del comando, più
87 programmi in contemporanea, mandandoli come si dice, ``in
88 \textit{background}'' (letteralmente ``\textsl{sullo sfondo}''), nel qual caso
89 essi saranno eseguiti senza essere collegati al terminale.
91 Si noti come si sia parlato di comandi e non di programmi o processi. Fra le
92 funzionalità della shell infatti c'è anche quella di consentire di concatenare
93 più comandi in una sola riga con il \textit{pipelining}, ed in tal caso
94 verranno eseguiti più programmi. Inoltre, anche quando si invoca un singolo
95 programma, questo potrà sempre lanciare eventuali sotto-processi per eseguire
96 dei compiti specifici.
98 Per questo l'esecuzione di una riga di comando può originare più di un
99 processo, quindi nella gestione del \textit{job control} non si può far
100 riferimento ai singoli processi. Per questo il kernel prevede la possibilità
101 di raggruppare più processi in un cosiddetto \itindex{process~group}
102 \textit{process group} (detto anche \textsl{raggruppamento di processi}, vedi
103 sez.~\ref{sec:sess_proc_group}). Deve essere cura della shell far sì che tutti
104 i processi che originano da una stessa riga di comando appartengano allo
105 stesso raggruppamento di processi, in modo che le varie funzioni di controllo,
106 ed i segnali inviati dal terminale, possano fare riferimento ad esso.
108 In generale all'interno di una sessione avremo un eventuale (può non esserci)
109 \itindex{process~group} \textit{process group} in \textit{foreground}, che
110 riunisce i processi che possono accedere al terminale, e più
111 \itindex{process~group} \textit{process group} in \textit{background}, che non
112 possono accedervi. Il \textit{job control} prevede che quando un processo
113 appartenente ad un raggruppamento in \textit{background} cerca di accedere al
114 terminale, venga inviato un segnale a tutti i processi del raggruppamento, in
115 modo da bloccarli (vedi sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}).
117 Un comportamento analogo si ha anche per i segnali generati dai comandi di
118 tastiera inviati dal terminale, che vengono inviati a tutti i processi del
119 raggruppamento in \textit{foreground}. In particolare \cmd{C-z} interrompe
120 l'esecuzione del comando, che può poi essere mandato in \textit{background}
121 con il comando \cmd{bg}. Il comando \cmd{fg} consente invece di mettere in
122 \textit{foreground} un comando precedentemente lanciato in
123 \textit{background}. Si tenga presente che \cmd{bg} e \cmd{fg} sono comandi
124 interni alla shell, che non comportano l'esecuzione di un programma esterno,
125 ma operazioni di gestione compiute direttamente dalla shell stessa.
127 Di norma la shell si cura anche di notificare all'utente, di solito prima
128 della stampa a video del prompt, lo stato dei vari processi. Essa infatti sarà
129 in grado, grazie all'uso della funzione di sistema \func{waitpid} (vedi
130 sez.~\ref{sec:proc_wait}), di rilevare sia i processi che sono terminati, sia
131 i raggruppamenti che sono bloccati, in quest'ultimo caso si dovrà usare la
132 specifica opzione \const{WUNTRACED}, secondo quanto già illustrato in
133 sez.~\ref{sec:proc_wait}.
136 \subsection{I \textit{process group} e le \textsl{sessioni}}
137 \label{sec:sess_proc_group}
139 \itindbeg{process~group}
141 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview} nel job control i
142 processi vengono raggruppati in \textit{process group} e \textsl{sessioni};
143 per far questo vengono utilizzati due ulteriori identificatori (oltre quelli
144 visti in sez.~\ref{sec:proc_pid}) che il kernel associa a ciascun
145 processo:\footnote{in Linux questi identificatori sono mantenuti nei campi
146 \var{pgrp} e \var{session} della struttura \kstruct{task\_struct} definita
147 in \file{include/linux/sched.h}.} l'identificatore del \textit{process
148 group} e l'identificatore della \textsl{sessione}, che vengono indicati
149 rispettivamente con le sigle \ids{PGID} e \ids{SID}, e sono mantenuti in
150 variabili di tipo \type{pid\_t}. I valori di questi identificatori possono
151 essere visualizzati dal comando \cmd{ps} usando l'opzione \cmd{-j}.
153 Un \textit{process group} è pertanto definito da tutti i processi che hanno lo
154 stesso \ids{PGID}; è possibile leggere il valore di questo identificatore con
155 le funzioni di sistema \funcd{getpgid} e \funcd{getpgrp}, i cui prototipi
160 \fdecl{pid\_t getpgid(pid\_t pid)}
161 \fdesc{Legge il \ids{PGID} di un processo.}
162 \fdecl{pid\_t getpgrp(void)}
163 \fdesc{Legge il \ids{PGID} del processo corrente.}
166 {Le funzioni ritornano il \ids{PGID} richiesto in caso di successo,
167 \func{getpgrp} ha sempre successo mentre \func{getpgid} restituisce $-1$ per
168 un errore, nel qual caso \var{errno} potrà assumere solo il valore
169 \errval{ESRCH} se il processo indicato non esiste.
173 Le due funzioni sono definite nello standard POSIX.1-2001, ma la prima deriva
174 da SVr4 e la seconda da BSD4.2 dove però è previsto possa prendere un
175 argomento per indicare il \ids{PID} di un altro processo. Si può riottenere
176 questo comportamento se di definisce la macro \macro{\_BSD\_SOURCE} e non sono
177 definite le altre macro che richiedono la conformità a POSIX, X/Open o SysV
178 (vedi sez.~\ref{sec:intro_standard}).
180 La funzione \func{getpgid} permette di specificare il \ids{PID} del processo
181 di cui si vuole sapere il \ids{PGID}. Un valore nullo per \param{pid}
182 restituisce il \ids{PGID} del processo corrente, che è il comportamento
183 ordinario di \func{getpgrp}, che di norma equivalente a \code{getpgid(0)}.
185 In maniera analoga l'identificatore della sessione di un processo (il
186 \ids{SID}) può essere letto dalla funzione di sistema \funcd{getsid}, il cui
191 \fdecl{pid\_t getsid(pid\_t pid)}
192 \fdesc{Legge il \ids{SID} di un processo.}
195 {La funzione ritorna l'identificatore (un numero positivo) in caso di successo
196 e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
198 \item[\errcode{EPERM}] il processo selezionato non fa parte della stessa
199 sessione del processo corrente (solo in alcune implementazioni).
200 \item[\errcode{ESRCH}] il processo selezionato non esiste.
205 La funzione è stata introdotta in Linux a partire dal kernel 1.3.44, il
206 supporto nelle librerie del C è iniziato dalla versione 5.2.19. La funzione
207 non era prevista originariamente da POSIX.1, che parla solo di processi leader
208 di sessione, e non di identificatori di sessione, ma è prevista da SVr4 e fa
209 parte di POSIX.1-2001. Per poterla utilizzare occorre definire la macro
210 \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad un valore maggiore o uguale di 500. Su Linux
211 l'errore \errval{EPERM} non viene mai restituito.
213 Entrambi gli identificatori, \ids{SID} e \ids{PGID}, vengono inizializzati
214 nella creazione di ciascun processo con lo stesso valore che hanno nel
215 processo padre, per cui un processo appena creato appartiene sempre allo
216 stesso raggruppamento e alla stessa sessione del padre. Vedremo a breve come
217 sia possibile creare più \textit{process group} all'interno della stessa
218 sessione, e spostare i processi dall'uno all'altro, ma sempre all'interno di
221 Ciascun raggruppamento di processi ha sempre un processo principale, il
222 cosiddetto \itindex{process~group~leader} \textit{process group leader} o più
223 brevemente \textit{group leader}, che è identificato dall'avere un \ids{PGID}
224 uguale al suo \ids{PID}. In genere questo è il primo processo del
225 raggruppamento, che si incarica di lanciare tutti gli altri. Un nuovo
226 raggruppamento si crea con la funzione di sistema \funcd{setpgrp}, il cui
231 \fdecl{int setpgrp(void)}
232 \fdesc{Rende un processo \textit{group leader} di un nuovo gruppo.}
235 {La funzione ritorna il valore del nuovo \textit{process group} e non sono
239 La funzione assegna al \ids{PGID} il valore del \ids{PID} del processo
240 corrente, rendendolo in tal modo \itindex{process~group~leader} \textit{group
241 leader} di un nuovo raggruppamento. Tutti i successivi processi da esso
242 creati apparterranno (a meno di non cambiare di nuovo il \ids{PGID}) al nuovo
245 La versione illustrata è quella usata nella definizione di POSIX.1, in BSD
246 viene usata una funzione con questo nome, che però è identica a
247 \func{setpgid}, che vedremo a breve, negli argomenti e negli effetti. Nelle
248 \acr{glibc} viene sempre usata sempre questa definizione, a meno di non
249 richiedere esplicitamente la compatibilità all'indietro con BSD, definendo la
250 macro \macro{\_BSD\_SOURCE} ed evitando di definire le macro che richiedono
251 gli altri standard, come per \func{getpgrp}.
253 È inoltre possibile spostare un processo da un raggruppamento di processi ad
254 un altro cambiandone il \ids{PGID} con la funzione di sistema \funcd{setpgid},
259 \fdecl{int setpgid(pid\_t pid, pid\_t pgid)}
260 \fdesc{Modifica il \ids{PGID} di un processo.}
263 {La funzione ritorna il valore del nuovo \textit{process group} in caso di
264 successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
267 \item[\errcode{EACCES}] il processo di cui si vuole cambiare il \ids{PGID}
268 ha già eseguito una \func{exec}.
269 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{pgid} è negativo.
270 \item[\errcode{EPERM}] il cambiamento non è consentito.
271 \item[\errcode{ESRCH}] il processo selezionato non esiste.
277 La funzione permette di cambiare il \ids{PGID} del processo indicato
278 dall'argomento \param{pid}, ma il cambiamento può essere effettuato solo se
279 l'argomento \param{pgid} indica un \textit{process group} che è nella stessa
280 sessione del processo chiamante. Inoltre la funzione può essere usata
281 soltanto sul processo corrente o su uno dei suoi figli, ed in quest'ultimo
282 caso ha successo soltanto se questo non ha ancora eseguito una
283 \func{exec}.\footnote{questa caratteristica è implementata dal kernel che
284 mantiene allo scopo un altro campo, \var{did\_exec}, nella struttura
285 \kstruct{task\_struct}.} Specificando un valore nullo per \param{pid} si
286 indica il processo corrente, mentre specificando un valore nullo
287 per \param{pgid} si imposta il \textit{process group} al valore del \ids{PID}
288 del processo selezionato, questo significa che \func{setpgrp} è equivalente a
289 \code{setpgid(0, 0)}.
291 Di norma questa funzione viene usata dalla shell quando si usano delle
292 pipeline, per mettere nello stesso \textit{process group} tutti i programmi
293 lanciati su ogni linea di comando; essa viene chiamata dopo una \func{fork}
294 sia dal processo padre, per impostare il valore nel figlio, che da
295 quest'ultimo, per sé stesso, in modo che il cambiamento di \textit{process
296 group} sia immediato per entrambi; una delle due chiamate sarà ridondante,
297 ma non potendo determinare quale dei due processi viene eseguito per primo,
298 occorre eseguirle comunque entrambe per evitare di esporsi ad una
299 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
301 Si noti come nessuna delle funzioni esaminate finora permetta di spostare un
302 processo da una sessione ad un altra; infatti l'unico modo di far cambiare
303 sessione ad un processo è quello di crearne una nuova con l'uso della funzione
304 di sistema \funcd{setsid}, il cui prototipo è:
308 \fdecl{pid\_t setsid(void)}
309 \fdesc{Crea una nuova sessione sul processo corrente.}
312 {La funzione ritorna il valore del nuovo \ids{SID} in caso di successo e $-1$
313 per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
315 \item[\errcode{EPERM}] il \ids{PGID} e \ids{PID} del processo coincidono.
321 La funzione imposta il \ids{PGID} ed il \ids{SID} del processo corrente al
322 valore del suo \ids{PID}, creando così una nuova sessione ed un nuovo
323 \textit{process group} di cui esso diventa leader (come per i \textit{process
324 group} un processo si dice \textsl{leader di sessione} se il suo \ids{SID} è
325 uguale al suo \ids{PID}) ed unico componente.\footnote{in Linux la proprietà è
326 mantenuta in maniera indipendente con un apposito campo \var{leader} in
327 \kstruct{task\_struct}.} Inoltre la funzione distacca il processo da ogni
328 terminale di controllo (torneremo sull'argomento in
329 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}) cui fosse in precedenza associato.
331 La funzione ha successo soltanto se il processo non è già
332 \itindex{process~group~leader} leader di un \textit{process group}, per cui
333 per usarla di norma si esegue una \func{fork} e si esce, per poi chiamare
334 \func{setsid} nel processo figlio, in modo che, avendo questo lo stesso
335 \ids{PGID} del padre ma un \ids{PID} diverso, non ci siano possibilità di
338 Potrebbe sorgere il dubbio che, per il riutilizzo dei valori dei \ids{PID}
339 fatto nella creazione dei nuovi processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_pid}), il
340 figlio venga ad assumere un valore corrispondente ad un \textit{process group}
341 esistente; questo viene evitato dal kernel che considera come disponibili per
342 un nuovo \ids{PID} solo valori che non corrispondono ad altri \ids{PID},
343 \ids{PGID} o \ids{SID} in uso nel sistema. Questa funzione viene usata di
344 solito nel processo di login (per i dettagli vedi sez.~\ref{sec:sess_login})
345 per raggruppare in una sessione tutti i comandi eseguiti da un utente dalla
348 \itindend{process~group}
350 \subsection{Il terminale di controllo e il controllo di sessione}
351 \label{sec:sess_ctrl_term}
353 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, nel sistema del
354 \textit{job control} i processi all'interno di una sessione fanno riferimento
355 ad un terminale di controllo (ad esempio quello su cui si è effettuato il
356 login), sul quale effettuano le operazioni di lettura e scrittura, e dal quale
357 ricevono gli eventuali segnali da tastiera. Nel caso di login grafico la cosa
358 può essere più complessa, e di norma l'I/O è effettuato tramite il server X,
359 ma ad esempio per i programmi, anche grafici, lanciati da un qualunque
360 emulatore di terminale, sarà quest'ultimo a fare da terminale (virtuale) di
363 Per realizzare questa funzionalità lo standard POSIX.1 prevede che ad ogni
364 sessione possa essere associato un terminale di controllo; in Linux questo
365 viene realizzato mantenendo fra gli attributi di ciascun processo anche qual'è
366 il suo terminale di controllo.\footnote{lo standard POSIX.1 non specifica
367 nulla riguardo l'implementazione; in Linux anch'esso viene mantenuto nella
368 solita struttura \kstruct{task\_struct}, nel campo \var{tty}.} In generale
369 ogni processo eredita dal padre, insieme al \ids{PGID} e al \ids{SID} anche il
370 terminale di controllo (vedi sez.~\ref{sec:proc_fork}). In questo modo tutti
371 processi originati dallo stesso leader di sessione mantengono lo stesso
372 terminale di controllo.
374 Alla creazione di una nuova sessione con \func{setsid} ogni associazione con
375 il precedente terminale di controllo viene cancellata, ed il processo che è
376 divenuto un nuovo leader di sessione dovrà essere associato ad un nuovo
377 terminale di controllo.\footnote{questo però solo quando necessario, cosa che,
378 come vedremo in sez.~\ref{sec:sess_daemon}, non è sempre vera.} Questo viene
379 fatto dal kernel la prima volta che il processo apre un terminale (cioè uno
380 dei vari file di dispositivo \file{/dev/tty*}). In tal caso questo diventa
381 automaticamente il terminale di controllo, ed il processo diventa il
382 \textsl{processo di controllo} di quella sessione. Questo avviene
383 automaticamente a meno di non avere richiesto esplicitamente il contrario
384 aprendo il terminale di controllo con il flag \const{O\_NOCTTY} (vedi
385 sez.~\ref{sec:file_open_close}). In questo Linux segue la semantica di SVr4;
386 BSD invece richiede che il terminale venga allocato esplicitamente con una
387 \func{ioctl} con il comando \const{TIOCSCTTY}.
389 In genere, a meno di redirezioni, nelle sessioni di lavoro il terminale di
390 controllo è associato ai file standard (input, output ed error) dei processi
391 nella sessione, ma solo quelli che fanno parte del cosiddetto raggruppamento
392 di \textit{foreground}, possono leggere e scrivere in certo istante. Per
393 impostare il raggruppamento di \textit{foreground} di un terminale si usa la
394 funzione \funcd{tcsetpgrp}, il cui prototipo è:
399 \fdecl{int tcsetpgrp(int fd, pid\_t pgrpid)}
400 \fdesc{Imposta il \textit{process group} di \textit{foreground}.}
403 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
404 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
406 \item[\errcode{ENOSYS}] il sistema non supporta il \textit{job control}.
407 \item[\errcode{ENOTTY}] il file \param{fd} non corrisponde al terminale di
408 controllo del processo chiamante.
409 \item[\errcode{EPERM}] il \textit{process group} specificato non è nella
410 stessa sessione del processo chiamante.
412 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{EINVAL} nel loro significato generico.}
415 La funzione imposta a \param{pgrpid} il \textit{process group} di
416 \textit{foreground} del terminale associato al file descriptor \param{fd}. La
417 funzione può essere eseguita con successo solo da un processo che
418 ha \param{fd} come terminale di controllo della propria sessione;
419 inoltre \param{pgrpid} deve essere un \textit{process group} (non vuoto)
420 appartenente alla stessa sessione del processo chiamante.
422 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, tutti i processi
423 (e relativi raggruppamenti) che non fanno parte del gruppo di
424 \textit{foreground} sono detti in \textit{background}; se uno si essi cerca di
425 accedere al terminale di controllo provocherà l'invio da parte del kernel di
426 uno dei due segnali \signal{SIGTTIN} o \signal{SIGTTOU} (a seconda che l'accesso
427 sia stato in lettura o scrittura) a tutto il suo \itindex{process~group}
428 \textit{process group}; dato che il comportamento di default di questi segnali
429 (si riveda quanto esposto in sez.~\ref{sec:sig_job_control}) è di fermare il
430 processo, di norma questo comporta che tutti i membri del gruppo verranno
431 fermati, ma non si avranno condizioni di errore.\footnote{la shell in genere
432 notifica comunque un avvertimento, avvertendo la presenza di processi
433 bloccati grazie all'uso di \func{waitpid}.} Se però si bloccano o ignorano i
434 due segnali citati, le funzioni di lettura e scrittura falliranno con un
435 errore di \errcode{EIO}.
437 In genere la funzione viene chiamata da un processo che è gruppo di
438 \textit{foreground} per passare l'accesso al terminale ad altri processi,
439 quando viene chiamata da un processo che non è nel gruppo di
440 \textit{foreground}, a meno che questi non stia bloccando o ignorando il
441 segnale \signal{SIGTTOU}, detto segnale verrà inviato a tutti i processi del
442 gruppo di cui il chiamante fa parte.
444 Un processo può controllare qual è il gruppo di \textit{foreground} associato
445 ad un terminale con la funzione \funcd{tcgetpgrp}, il cui prototipo è:
450 \fdecl{pid\_t tcgetpgrp(int fd)}
451 \fdesc{Legge il \textit{process group} di \textit{foreground}.}
454 {La funzione ritorna il \ids{PGID} del gruppo di \textit{foreground} in caso
455 di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
458 \item[\errcode{ENOTTY}] non c'è un terminale di controllo o \param{fd} non
459 corrisponde al terminale di controllo del processo chiamante.
461 ed inoltre \errval{EBADF} nel suo significato generico.}
464 La funzione legge il \textit{process group} di \textit{foreground} associato
465 al file descriptor \param{fd}, che deve essere un terminale, restituendolo
466 come risultato. Sia questa funzione che la precedente sono state introdotte
467 con lo standard POSIX.1-2001, ma su Linux sono realizzate utilizzando le
468 operazioni di \func{ioctl} con i comandi \const{TIOCGPGRP} e
471 Si noti come entrambe le funzioni usino come argomento il valore di un file
472 descriptor, il risultato comunque non dipende dal file descriptor che si usa
473 ma solo dal terminale cui fa riferimento. Il kernel inoltre permette a ciascun
474 processo di accedere direttamente al suo terminale di controllo attraverso il
475 file speciale \file{/dev/tty}, che per ogni processo è un sinonimo per il
476 proprio terminale di controllo. Questo consente anche a processi che possono
477 aver rediretto l'output di accedere al terminale di controllo, pur non
478 disponendo più del file descriptor originario; un caso tipico è il programma
479 \cmd{crypt} che accetta la redirezione sullo \textit{standard input} di un
480 file da decifrare, ma deve poi leggere la password dal terminale.
482 Un'altra caratteristica del terminale di controllo usata nel \textit{job
483 control} è che utilizzando su di esso le combinazioni di tasti speciali
484 (\texttt{C-z}, \texttt{C-c}, \texttt{C-y} e \texttt{C-|}) si farà sì che il
485 kernel invii i corrispondenti segnali (rispettivamente \signal{SIGTSTP},
486 \signal{SIGINT}, \signal{SIGQUIT} e \signal{SIGTERM}, trattati in
487 sez.~\ref{sec:sig_job_control}) a tutti i processi del raggruppamento di
488 \textit{foreground}; in questo modo la shell può gestire il blocco e
489 l'interruzione dei vari comandi.
491 Per completare la trattazione delle caratteristiche del \textit{job control}
492 legate al terminale di controllo, occorre prendere in considerazione i vari
493 casi legati alla terminazione anomala dei processi, che sono di norma gestite
494 attraverso il segnale \signal{SIGHUP}. Il nome del segnale deriva da
495 \textit{hungup}, termine che viene usato per indicare la condizione in cui il
496 terminale diventa inutilizzabile, (letteralmente sarebbe
497 \textsl{impiccagione}).
499 Quando si verifica questa condizione, ad esempio se si interrompe la linea, o
500 va giù la rete o più semplicemente si chiude forzatamente la finestra di
501 terminale su cui si stava lavorando, il kernel provvederà ad inviare il
502 segnale di \signal{SIGHUP} al processo di controllo. L'azione preimpostata in
503 questo caso è la terminazione del processo, il problema che si pone è cosa
504 accade agli altri processi nella sessione, che non han più un processo di
505 controllo che possa gestire l'accesso al terminale, che potrebbe essere
506 riutilizzato per qualche altra sessione.
508 Lo standard POSIX.1 prevede che quando il processo di controllo termina, che
509 ciò avvenga o meno per un \textit{hungup} del terminale (ad esempio si
510 potrebbe terminare direttamente la shell con \cmd{kill}) venga inviato un
511 segnale di \signal{SIGHUP} ai processi del raggruppamento di
512 \textit{foreground}. In questo modo essi potranno essere avvisati che non
513 esiste più un processo in grado di gestire il terminale (di norma tutto ciò
514 comporta la terminazione anche di questi ultimi).
516 Restano però gli eventuali processi in \textit{background}, che non ricevono
517 il segnale; in effetti se il terminale non dovesse più servire essi potrebbero
518 proseguire fino al completamento della loro esecuzione; ma si pone il problema
519 di come gestire quelli che sono bloccati, o che si bloccano nell'accesso al
520 terminale, in assenza di un processo che sia in grado di effettuare il
521 controllo dello stesso.
523 Questa è la situazione in cui si ha quello che viene chiamato un
524 \itindex{process~group~orphaned} \textit{orphaned process group}. Lo standard
525 POSIX.1 lo definisce come un \itindex{process~group} \textit{process group} i
526 cui processi hanno come padri esclusivamente o altri processi nel
527 raggruppamento, o processi fuori della sessione. Lo standard prevede inoltre
528 che se la terminazione di un processo fa sì che un raggruppamento di processi
529 diventi orfano e se i suoi membri sono bloccati, ad essi vengano inviati in
530 sequenza i segnali di \signal{SIGHUP} e \signal{SIGCONT}.
532 La definizione può sembrare complicata, e a prima vista non è chiaro cosa
533 tutto ciò abbia a che fare con il problema della terminazione del processo di
534 controllo. Consideriamo allora cosa avviene di norma nel \textit{job
535 control}: una sessione viene creata con \func{setsid} che crea anche un
536 nuovo \itindex{process~group} \textit{process group}. Per definizione
537 quest'ultimo è sempre \itindex{process~group~orphaned} \textsl{orfano}, dato
538 che il padre del leader di sessione è fuori dalla stessa e il nuovo
539 \textit{process group} \itindex{process~group} contiene solo il leader di
540 sessione. Questo è un caso limite, e non viene emesso nessun segnale perché
541 quanto previsto dallo standard riguarda solo i raggruppamenti che diventano
542 orfani in seguito alla terminazione di un processo.\footnote{l'emissione dei
543 segnali infatti avviene solo nella fase di uscita del processo, come una
544 delle operazioni legate all'esecuzione di \func{\_exit}, secondo quanto
545 illustrato in sez.~\ref{sec:proc_termination}.}
547 Il leader di sessione provvederà a creare nuovi raggruppamenti che a questo
548 punto non sono orfani in quanto esso resta padre per almeno uno dei processi
549 del gruppo (gli altri possono derivare dal primo). Alla terminazione del
550 leader di sessione però avremo che, come visto in
551 sez.~\ref{sec:proc_termination}, tutti i suoi figli vengono adottati da
552 \cmd{init}, che è fuori dalla sessione. Questo renderà orfani tutti i
553 \textit{process group} creati direttamente dal leader di sessione a meno di
554 non aver spostato con \func{setpgid} un processo da un gruppo ad un altro,
555 (cosa che di norma non viene fatta) i quali riceveranno, nel caso siano
556 bloccati, i due segnali; \signal{SIGCONT} ne farà proseguire l'esecuzione, ed
557 essendo stato nel frattempo inviato anche \signal{SIGHUP}, se non c'è un
558 gestore per quest'ultimo, i processi bloccati verranno automaticamente
563 \subsection{Dal login alla shell}
564 \label{sec:sess_login}
566 L'organizzazione del sistema del job control è strettamente connessa alle
567 modalità con cui un utente accede al sistema per dare comandi, collegandosi ad
568 esso con un terminale, che sia questo realmente tale, come un VT100 collegato
569 ad una seriale o virtuale, come quelli associati a schermo e tastiera o ad una
570 connessione di rete. Dato che i concetti base sono gli stessi, e dato che alla
571 fine le differenze sono nel dispositivo cui il kernel associa i file standard
572 (vedi tab.~\ref{tab:file_std_files}) per l'I/O, tratteremo solo il caso
573 classico del terminale, in generale nel caso di login via rete o di terminali
574 lanciati dall'interfaccia grafica cambia anche il processo da cui ha origine
575 l'esecuzione della shell.
577 Abbiamo già brevemente illustrato in sez.~\ref{sec:intro_kern_and_sys} le
578 modalità con cui il sistema si avvia, e di come, a partire da \cmd{init},
579 vengano lanciati tutti gli altri processi. Adesso vedremo in maniera più
580 dettagliata le modalità con cui il sistema arriva a fornire ad un utente la
581 shell che gli permette di lanciare i suoi comandi su un terminale.
583 Nella maggior parte delle distribuzioni di GNU/Linux viene usata la procedura
584 di avvio di System V;\footnote{in realtà negli ultimi tempi questa situazione
585 sta cambiando, e sono state proposte diversi possibili rimpiazzi per il
586 tradizionale \texttt{init} di System V, come \texttt{upstart} o
587 \texttt{systemd}, ma per quanto trattato in questa sezione il risultato
588 finale non cambia, si avrà comunque il lancio di un programma che consenta
589 l'accesso al terminale.} questa prevede che \cmd{init} legga dal file di
590 configurazione \conffile{/etc/inittab} quali programmi devono essere lanciati,
591 ed in quali modalità, a seconda del cosiddetto \textit{run level}, anch'esso
592 definito nello stesso file.
594 Tralasciando la descrizione del sistema dei \textit{run level}, (per il quale
595 si rimanda alla lettura delle pagine di manuale di \cmd{init} e di
596 \file{inittab} o alla trattazione in sez.~5.3 di \cite{AGL}) quello che
597 comunque viene sempre fatto è di eseguire almeno una istanza di un programma
598 che permetta l'accesso ad un terminale. Uno schema di massima della procedura
599 è riportato in fig.~\ref{fig:sess_term_login}.
602 \centering \includegraphics[width=13cm]{img/tty_login}
603 \caption{Schema della procedura di login su un terminale.}
604 \label{fig:sess_term_login}
607 Un terminale, che esso sia un terminale effettivo, attaccato ad una seriale o
608 ad un altro tipo di porta di comunicazione, o una delle console virtuali
609 associate allo schermo, o un terminale virtuale ad uso degli emulatori o delle
610 sessioni di rete, viene sempre visto attraverso un apposito file di
611 dispositivo che presenta una serie di caratteristiche comuni che vanno a
612 costituire l'interfaccia generica di accesso ai terminali.
614 Per controllare un terminale fisico come la seriale o le console virtuali
615 dello schermo si usa di solito il programma \cmd{getty} (o una delle sue
616 varianti). Alla radice della catena che porta ad una shell per i comandi
617 perciò c'è sempre \cmd{init} che esegue prima una \func{fork} e poi una
618 \func{exec} per lanciare una istanza di questo programma, il tutto ripetuto
619 per ciascuno dei terminali che si vogliono attivare, secondo quanto indicato
620 dall'amministratore nel file di configurazione del programma,
621 \conffile{/etc/inittab}.
623 Quando viene lanciato da \cmd{init} il programma parte con i privilegi di
624 amministratore e con un ambiente vuoto; \cmd{getty} si cura di chiamare
625 \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo
626 \itindex{process~group} \textit{process group}, e di aprire il terminale (che
627 così diventa il terminale di controllo della sessione) in lettura sullo
628 \textit{standard input} ed in scrittura sullo \textit{standard output} e sullo
629 \textit{standard error}; inoltre effettuerà, qualora servano, ulteriori
630 impostazioni.\footnote{ad esempio, come qualcuno si sarà accorto scrivendo un
631 nome di login in maiuscolo, può effettuare la conversione automatica
632 dell'input in minuscolo, ponendosi in una modalità speciale che non
633 distingue fra i due tipi di caratteri (a beneficio di alcuni vecchi
634 terminali che non supportavano le minuscole).} Alla fine il programma
635 stamperà un messaggio di benvenuto per poi porsi in attesa dell'immissione del
638 Una volta che si sia immesso il nome di login \cmd{getty} esegue direttamente
639 il programma \cmd{login} con una \func{execle}, passando come argomento la
640 stringa con il nome, ed un ambiente opportunamente costruito che contenga
641 quanto necessario; ad esempio di solito viene opportunamente inizializzata la
642 variabile di ambiente \envvar{TERM} per identificare il terminale su cui si
643 sta operando, a beneficio dei programmi che verranno lanciati in seguito.
645 A sua volta \cmd{login}, che mantiene i privilegi di amministratore, usa il
646 nome dell'utente per effettuare una ricerca nel database degli utenti (in
647 genere viene chiamata \func{getpwnam}, che abbiamo visto in
648 sez.~\ref{sec:sys_user_group}, per leggere la password e gli altri dati dal
649 database degli utenti) e richiede una password. Se l'utente non esiste o se la
650 password non corrisponde\footnote{il confronto non viene effettuato con un
651 valore in chiaro; quanto immesso da terminale viene invece a sua volta
652 criptato, ed è il risultato che viene confrontato con il valore che viene
653 mantenuto nel database degli utenti.} la richiesta viene ripetuta un certo
654 numero di volte dopo di che \cmd{login} esce ed \cmd{init} provvede a
655 rilanciare un'altra istanza di \cmd{getty}.
657 Se invece la password corrisponde \cmd{login} esegue \func{chdir} per
658 impostare come \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro la \textit{home
659 directory} dell'utente, cambia i diritti di accesso al terminale (con
660 \func{chown} e \func{chmod}) per assegnarne la titolarità all'utente ed al suo
661 gruppo principale, assegnandogli al contempo i diritti di lettura e
662 scrittura.\footnote{oggi queste operazioni, insieme ad altre relative alla
663 contabilità ed alla tracciatura degli accessi, vengono gestite dalle
664 distribuzioni più recenti in una maniera generica appoggiandosi a servizi di
665 sistema come \textit{ConsoleKit}, ma il concetto generale resta
666 sostanzialmente lo stesso.} Inoltre il programma provvede a costruire gli
667 opportuni valori per le variabili di ambiente, come \envvar{HOME},
668 \envvar{SHELL}, ecc. Infine attraverso l'uso di \func{setuid}, \func{setgid}
669 e \func{initgroups} verrà cambiata l'identità del proprietario del processo,
670 infatti, come spiegato in sez.~\ref{sec:proc_setuid}, avendo invocato tali
671 funzioni con i privilegi di amministratore, tutti gli \ids{UID} ed i \ids{GID}
672 (reali, effettivi e salvati) saranno impostati a quelli dell'utente.
674 A questo punto \cmd{login} provvederà (fatte salve eventuali altre azioni
675 iniziali, come la stampa di messaggi di benvenuto o il controllo della posta)
676 ad eseguire con un'altra \func{exec} la shell, che si troverà con un ambiente
677 già pronto con i file standard di tab.~\ref{tab:file_std_files} impostati sul
678 terminale, e pronta, nel ruolo di leader di sessione e di processo di
679 controllo per il terminale, a gestire l'esecuzione dei comandi come illustrato
680 in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
682 Dato che il processo padre resta sempre \cmd{init} quest'ultimo potrà
683 provvedere, ricevendo un \signal{SIGCHLD} all'uscita della shell quando la
684 sessione di lavoro è terminata, a rilanciare \cmd{getty} sul terminale per
685 ripetere da capo tutto il procedimento.
689 \subsection{Interazione senza terminale: i \textsl{demoni} ed il
691 \label{sec:sess_daemon}
693 Come sottolineato fin da sez.~\ref{sec:intro_base_concept}, in un sistema
694 unix-like tutte le operazioni sono eseguite tramite processi, comprese quelle
695 operazioni di sistema (come l'esecuzione dei comandi periodici, o la consegna
696 della posta, ed in generale tutti i programmi di servizio) che non hanno
697 niente a che fare con la gestione diretta dei comandi dell'utente.
699 Questi programmi, che devono essere eseguiti in modalità non interattiva e
700 senza nessun intervento dell'utente, sono normalmente chiamati
701 \textsl{demoni}, (o \textit{daemons}), nome ispirato dagli omonimi spiritelli
702 della mitologia greca che svolgevano compiti che gli dei trovavano noiosi, di
703 cui parla anche Socrate (che sosteneva di averne uno al suo servizio).
705 %TODO ricontrollare, i miei ricordi di filosofia sono piuttosto datati.
707 Se però si lancia un programma demone dalla riga di comando in un sistema che
708 supporta, come Linux, il \textit{job control} esso verrà comunque associato ad
709 un terminale di controllo e mantenuto all'interno di una sessione, e anche se
710 può essere mandato in background e non eseguire più nessun I/O su terminale,
711 si avranno comunque tutte le conseguenze che abbiamo trattato in
712 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}, in particolare l'invio dei segnali in
713 corrispondenza dell'uscita del leader di sessione.
715 Per questo motivo un programma che deve funzionare come demone deve sempre
716 prendere autonomamente i provvedimenti opportuni (come distaccarsi dal
717 terminale e dalla sessione) ad impedire eventuali interferenze da parte del
718 sistema del \textit{job control}; questi sono riassunti in una lista di
719 prescrizioni\footnote{ad esempio sia Stevens in \cite{APUE}, che la
720 \textit{Unix Programming FAQ} \cite{UnixFAQ} ne riportano di sostanzialmente
721 identiche.} da seguire quando si scrive un demone.
723 Pertanto, quando si lancia un programma che deve essere eseguito come demone
724 occorrerà predisporlo in modo che esso compia le seguenti azioni:
726 \item Eseguire una \func{fork} e terminare immediatamente il processo padre
727 proseguendo l'esecuzione nel figlio. In questo modo si ha la certezza che
728 il figlio non è un \itindex{process~group~leader} \textit{process group
729 leader}, (avrà il \ids{PGID} del padre, ma un \ids{PID} diverso) e si può
730 chiamare \func{setsid} con successo. Inoltre la shell considererà terminato
731 il comando all'uscita del padre.
732 \item Eseguire \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo
733 raggruppamento di cui il processo diventa automaticamente il leader, che
734 però non ha associato nessun terminale di controllo.
735 \item Assicurarsi che al processo non venga associato in seguito nessun nuovo
736 terminale di controllo; questo può essere fatto sia avendo cura di usare
737 sempre l'opzione \const{O\_NOCTTY} nell'aprire i file di terminale, che
738 eseguendo una ulteriore \func{fork} uscendo nel padre e proseguendo nel
739 figlio. In questo caso, non essendo più quest'ultimo un leader di sessione
740 non potrà ottenere automaticamente un terminale di controllo.
741 \item Eseguire una \func{chdir} per impostare la \index{directory~di~lavoro}
742 directory di lavoro del processo (su \file{/} o su una directory che
743 contenga dei file necessari per il programma), per evitare che la directory
744 da cui si è lanciato il processo resti in uso e non sia possibile rimuoverla
745 o smontare il filesystem che la contiene.
746 \item Impostare la \itindex{umask} maschera dei permessi (di solito con
747 \code{umask(0)}) in modo da non essere dipendenti dal valore ereditato da
748 chi ha lanciato originariamente il processo.
749 \item Chiudere tutti i file aperti che non servono più (in generale tutti); in
750 particolare vanno chiusi i file standard che di norma sono ancora associati
751 al terminale (un'altra opzione è quella di redirigerli verso
756 In Linux buona parte di queste azioni possono venire eseguite invocando la
757 funzione \funcd{daemon} (fornita dalle \acr{glibc}), introdotta per la prima
758 volta in BSD4.4; il suo prototipo è:
762 \fdecl{int daemon(int nochdir, int noclose)}
763 \fdesc{Rende il processo un demone.}
766 {La funzione ritorna (nel nuovo processo) $0$ in caso di successo e $-1$ per
767 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori i
768 valori impostati dalle sottostanti \func{fork} e \func{setsid}.}
771 La funzione esegue una \func{fork}, per uscire subito, con \func{\_exit}, nel
772 padre, mentre l'esecuzione prosegue nel figlio che esegue subito una
773 \func{setsid}. In questo modo si compiono automaticamente i passi 1 e 2 della
774 precedente lista. Se \param{nochdir} è nullo la funzione imposta anche la
775 \index{directory~di~lavoro} directory di lavoro su \file{/},
776 se \param{noclose} è nullo i file standard vengono rediretti su
777 \file{/dev/null} (corrispondenti ai passi 4 e 6); in caso di valori non nulli
778 non viene eseguita nessuna altra azione.
780 Dato che un programma demone non può più accedere al terminale, si pone il
781 problema di come fare per la notifica di eventuali errori, non potendosi più
782 utilizzare lo \textit{standard error}. Per il normale I/O infatti ciascun
783 demone avrà le sue modalità di interazione col sistema e gli utenti a seconda
784 dei compiti e delle funzionalità che sono previste; ma gli errori devono
785 normalmente essere notificati all'amministratore del sistema.
789 Una soluzione può essere quella di scrivere gli eventuali messaggi su uno
790 specifico file (cosa che a volte viene fatta comunque) ma questo comporta il
791 grande svantaggio che l'amministratore dovrà tenere sotto controllo un file
792 diverso per ciascun demone, e che possono anche generarsi conflitti di nomi.
793 Per questo in BSD4.2 venne introdotto un servizio di sistema, il
794 \textit{syslog}, che oggi si trova su tutti i sistemi Unix, e che permette ai
795 demoni di inviare messaggi all'amministratore in una maniera standardizzata.
797 Il servizio prevede vari meccanismi di notifica, e, come ogni altro servizio
798 in un sistema unix-like, viene gestito attraverso un apposito programma, che è
799 anch'esso un \textsl{demone}. In generale i messaggi di errore vengono
800 raccolti dal file speciale \file{/dev/log}, un socket locale (vedi
801 sez.~\ref{sec:sock_sa_local}) dedicato a questo scopo, o via rete, con un
802 socket UDP e trattati dal demone che gestisce il servizio. Il più comune di
803 questi è \texttt{syslogd}, che consente un semplice smistamento dei messaggi
804 sui file in base alle informazioni in esse presenti; oggi però
805 \texttt{syslogd} è in sostanziale disuso, sostituito da programmi più
806 sofisticati come \texttt{rsyslog} o \texttt{syslog-ng}.
808 Il servizio del \textit{syslog} permette infatti di trattare i vari messaggi
809 classificandoli attraverso due indici: il primo, chiamato \textit{facility},
810 suddivide in diverse categorie i messaggi in modo di raggruppare quelli
811 provenienti da operazioni che hanno attinenza fra loro, ed è organizzato in
812 sottosistemi (kernel, posta elettronica, demoni di stampa, ecc.). Il secondo,
813 chiamato \textit{priority}, identifica l'importanza dei vari messaggi, e
814 permette di classificarli e differenziare le modalità di notifica degli
817 Il sistema del \textit{syslog} attraverso il proprio demone di gestione
818 provvede poi a riportare i messaggi all'amministratore attraverso una serie
819 differenti meccanismi come:
821 \item scriverli su un file (comunemente detto \textit{log file}, o giornale),
822 \item scriverli sulla console,
823 \item scriverli sui terminali degli utenti connessi,
824 \item inviarli via mail ad uno specifico utente,
825 \item inviarli ad un altro programma,
826 \item inviarli via rete ad una macchina di raccolta,
827 \item ignorarli completamente;
829 le modalità con cui queste azioni vengono realizzate dipendono ovviamente dal
830 demone che si usa, per la gestione del quale si rimanda ad un testo di
831 amministrazione di sistema.\footnote{l'argomento è ad esempio coperto dal
832 capitolo 3.2.3 si \cite{AGL}.}
834 Le \acr{glibc} definiscono una serie di funzioni standard con cui un processo
835 può accedere in maniera generica al servizio di \textit{syslog}, che però
836 funzionano solo localmente; se si vogliono inviare i messaggi ad un altro
837 sistema occorre farlo esplicitamente con un socket UDP, o utilizzare le
838 capacità di reinvio del servizio.
840 La prima funzione definita dall'interfaccia è \funcd{openlog}, che inizializza
841 una connessione al servizio di \textit{syslog}. Essa in generale non è
842 necessaria per l'uso del servizio, ma permette di impostare alcuni valori che
843 controllano gli effetti delle chiamate successive; il suo prototipo è:
847 \fdecl{void openlog(const char *ident, int option, int facility)}
848 \fdesc{Inizializza una connessione al sistema del \textit{syslog}.}
851 {La funzione non restituisce nulla.}
854 La funzione permette di specificare, tramite \param{ident}, l'identità di chi
855 ha inviato il messaggio (di norma si passa il nome del programma, come
856 specificato da \code{argv[0]}), e la stringa verrà preposta all'inizio di ogni
857 messaggio. Si tenga presente che il valore di \param{ident} che si passa alla
858 funzione è un puntatore, se la stringa cui punta viene cambiata lo sarà pure
859 nei successivi messaggi, e se viene cancellata i risultati potranno essere
860 impredicibili, per questo è sempre opportuno usare una stringa costante.
862 L'argomento \param{facility} permette invece di preimpostare per le successive
863 chiamate l'omonimo indice che classifica la categoria del messaggio.
864 L'argomento è interpretato come una maschera binaria, e pertanto è possibile
865 inviare i messaggi su più categorie alla volta. I valori delle costanti che
866 identificano ciascuna categoria sono riportati in
867 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, il valore di \param{facility} deve essere
868 specificato con un OR aritmetico.
873 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
875 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
878 \const{LOG\_AUTH} & Messaggi relativi ad autenticazione e sicurezza,
879 obsoleto, è sostituito da \const{LOG\_AUTHPRIV}.\\
880 \const{LOG\_AUTHPRIV} & Sostituisce \const{LOG\_AUTH}.\\
881 \const{LOG\_CRON} & Messaggi dei demoni di gestione dei comandi
882 programmati (\cmd{cron} e \cmd{at}).\\
883 \const{LOG\_DAEMON} & Demoni di sistema.\\
884 \const{LOG\_FTP} & Servizio FTP.\\
885 \const{LOG\_KERN} & Messaggi del kernel.\\
886 \const{LOG\_LOCAL0} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
887 \hspace{.5cm}$\vdots$ & \hspace{3cm}$\vdots$\\
888 \const{LOG\_LOCAL7} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
889 \const{LOG\_LPR} & Messaggi del sistema di gestione delle stampanti.\\
890 \const{LOG\_MAIL} & Messaggi del sistema di posta elettronica.\\
891 \const{LOG\_NEWS} & Messaggi del sistema di gestione delle news
893 \const{LOG\_SYSLOG} & Messaggi generati dal demone di gestione del
895 \const{LOG\_USER} & Messaggi generici a livello utente.\\
896 \const{LOG\_UUCP} & Messaggi del sistema UUCP (\textit{Unix to Unix
897 CoPy}), ormai in disuso.\\
900 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{facility} di \func{openlog}.}
901 \label{tab:sess_syslog_facility}
904 L'argomento \param{option} serve invece per controllare il comportamento della
905 funzione \func{openlog} e delle modalità con cui le successive chiamate
906 scriveranno i messaggi, esso viene specificato come maschera binaria composta
907 con un OR aritmetico di una qualunque delle costanti riportate in
908 tab.~\ref{tab:sess_openlog_option}.
913 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
915 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
918 \const{LOG\_CONS} & Scrive sulla console in caso di errore nell'invio del
919 messaggio al sistema del \textit{syslog}. \\
920 \const{LOG\_NDELAY} & Apre la connessione al sistema del \textit{syslog}
921 subito invece di attendere l'invio del primo messaggio.\\
922 \const{LOG\_NOWAIT} & Non usato su Linux, su altre piattaforme non attende i
923 processi figli creati per inviare il messaggio.\\
924 \const{LOG\_ODELAY} & Attende il primo messaggio per aprire la connessione al
925 sistema del \textit{syslog}.\\
926 \const{LOG\_PERROR} & Stampa anche su \file{stderr} (non previsto in
928 \const{LOG\_PID} & Inserisce nei messaggi il \ids{PID} del processo
932 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{option} di \func{openlog}.}
933 \label{tab:sess_openlog_option}
936 La funzione che si usa per generare un messaggio è \funcd{syslog}, dato che
937 l'uso di \func{openlog} è opzionale, sarà quest'ultima a provvede a chiamare la
938 prima qualora ciò non sia stato fatto (nel qual caso il valore di
939 \param{ident} è \val{NULL}). Il suo prototipo è:
943 \fdecl{void syslog(int priority, const char *format, ...)}
944 \fdesc{Genera un messaggio per il \textit{syslog}.}
947 {La funzione non restituisce nulla.}
950 La funzione genera un messaggio le cui caratteristiche sono indicate
951 da \param{priority}. Per i restanti argomenti il suo comportamento è analogo a
952 quello di \func{printf}, e il valore dell'argomento \param{format} è identico
953 a quello descritto nella pagina di manuale di quest'ultima (per i valori
954 principali si può vedere la trattazione sommaria che se ne è fatto in
955 sez.~\ref{sec:file_formatted_io}). L'unica differenza è che la sequenza
956 \val{\%m} viene rimpiazzata dalla stringa restituita da
957 \code{strerror(errno)}. Gli argomenti seguenti i primi due devono essere
958 forniti secondo quanto richiesto da \param{format}.
963 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
965 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
968 \const{LOG\_EMERG} & Il sistema è inutilizzabile.\\
969 \const{LOG\_ALERT} & C'è una emergenza che richiede intervento
971 \const{LOG\_CRIT} & Si è in una condizione critica.\\
972 \const{LOG\_ERR} & Si è in una condizione di errore.\\
973 \const{LOG\_WARNING} & Messaggio di avvertimento.\\
974 \const{LOG\_NOTICE} & Notizia significativa relativa al comportamento.\\
975 \const{LOG\_INFO} & Messaggio informativo.\\
976 \const{LOG\_DEBUG} & Messaggio di debug.\\
979 \caption{Valori possibili per l'indice di importanza del messaggio da
980 specificare nell'argomento \param{priority} di \func{syslog}.}
981 \label{tab:sess_syslog_priority}
984 L'argomento \param{priority} permette di impostare sia la \textit{facility}
985 che la \textit{priority} del messaggio. In realtà viene prevalentemente usato
986 per specificare solo quest'ultima in quanto la prima viene di norma
987 preimpostata con \func{openlog}. La priorità è indicata con un valore numerico
988 specificabile attraverso le costanti riportate in
989 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}.
991 Le \acr{glibc}, seguendo POSIX.1-2001, prevedono otto diverse priorità
992 ordinate da 0 a 7, in ordine di importanza decrescente; questo comporta che i
993 tre bit meno significativi dell'argomento \param{priority} sono occupati da
994 questo valore, mentre i restanti bit più significativi vengono usati per
995 specificare la \textit{facility}. Nel caso si voglia specificare anche la
996 \textit{facility} basta eseguire un OR aritmetico del valore della priorità
997 con la maschera binaria delle costanti di tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}.
999 Una funzione sostanzialmente identica a \func{syslog} è \funcd{vsyslog}. La
1000 funzione è originaria di BSD e per utilizzarla deve essere definito
1001 \macro{\_BSD\_SOURCE}; il suo prototipo è:
1005 \fdecl{void vsyslog(int priority, const char *format, va\_list src)}
1006 \fdesc{Genera un messaggio per il \textit{syslog}.}
1009 {La funzione non restituisce nulla.}
1012 La sola differenza con \func{syslog} è quella di prendere invece di una lista
1013 di argomenti esplicita un unico argomento finale passato nella forma di una
1014 \macro{va\_list}; la funzione risulta utile qualora si ottengano gli argomenti
1015 dalla invocazione di un'altra funzione \index{funzioni!variadic}
1016 \textit{variadic} (si rammenti quanto visto in sez.~\ref{sec:proc_variadic}).
1018 Per semplificare la gestione della scelta del livello di priorità a partire
1019 dal quale si vogliono registrare i messaggi, le funzioni di gestione
1020 mantengono per ogni processo una maschera che determina quale delle chiamate
1021 effettuate a \func{syslog} verrà effettivamente registrata. In questo modo
1022 sarà possibile escludere i livelli di priorità che non interessa registrare,
1023 impostando opportunamente la maschera una volta per tutte.
1025 Questo significa che in genere nei programmi vengono comunque previste le
1026 chiamate a \func{syslog} per tutti i livelli di priorità, ma poi si imposta
1027 questa maschera per registrare solo quello che effettivamente interessa. La
1028 funzione che consente di fare questo è \funcd{setlogmask}, ed il suo prototipo
1033 \fdecl{int setlogmask(int mask)}
1034 \fdesc{Imposta la maschera dei messaggi del \textit{syslog}.}
1037 {La funzione ritorna il precedente valore della maschera dei messaggi e non
1041 La funzione restituisce il valore della maschera corrente, e se si passa un
1042 valore nullo per \param{mask} la maschera corrente non viene modificata; in
1043 questo modo si può leggere il valore della maschera corrente. Indicando un
1044 valore non nullo per \param{mask} la registrazione dei messaggi viene
1045 disabilitata per tutte quelle priorità che non rientrano nella maschera.
1047 In genere il valore viene impostato usando la macro
1048 \macro{LOG\_MASK}\texttt{(p)} dove \code{p} è una delle costanti di
1049 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}. É inoltre disponibile anche la macro
1050 \macro{LOG\_UPTO}\texttt{(p)} che permette di specificare automaticamente
1051 tutte le priorità fino a quella indicata da \code{p}.
1053 Una volta che si sia certi che non si intende registrare più nessun messaggio
1054 si può chiudere esplicitamente la connessione al \textit{syslog} (l'uso di
1055 questa funzione è comunque completamente opzionale) con la funzione
1056 \funcd{closelog}, il cui prototipo è:
1060 \fdecl{void closelog(void)}
1061 \fdesc{Chiude la connessione al \textit{syslog}.}
1064 {La funzione non ritorna nulla.}
1068 Come si evince anche dalla presenza della facility \const{LOG\_KERN} in
1069 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, uno dei possibili utenti del servizio del
1070 \textit{syslog} è anche il kernel, che a sua volta può avere necessità di
1071 inviare messaggi verso l'\textit{user space}. I messaggi del kernel sono
1072 mantenuti in un apposito buffer circolare e generati all'interno del kernel
1073 tramite la funzione \texttt{printk}, analoga alla \func{printf} usata in
1074 \textit{user space}.\footnote{una trattazione eccellente dell'argomento si
1075 trova nel quarto capitolo di \cite{LinDevDri}.}
1077 Come per i messaggi ordinari anche i messaggi del kernel hanno una priorità ma
1078 in questo caso non si può contare sulla coincidenza con le costanti di
1079 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} dato che il codice del kernel viene
1080 mantenuto in maniera indipendente dalle librerie del C. Per questo motivo le
1081 varie priorità usate dal kernel sono associate ad un valore numerico che viene
1082 tradotto in una stringa preposta ad ogni messaggio, secondo i valori che si
1083 sono riportati in fig.~\ref{fig:printk_priority}
1085 \begin{figure}[!htb]
1086 \footnotesize \centering
1087 \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
1088 \includestruct{listati/printk_prio.c}
1091 \caption{Definizione delle stringhe coi relativi valori numerici che
1092 indicano le priorità dei messaggi del kernel (ripresa da
1093 \file{include/linux/kernel.h}).}
1094 \label{fig:printk_priority}
1097 Dato che i messaggi generati da \texttt{printk} hanno un loro specifico
1098 formato tradizionalmente si usava un demone ausiliario, \cmd{klogd}, per
1099 leggerli, rimappare le loro priorità sui valori di
1100 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} ed inviarli al sistema del \textit{syslog}
1101 nella facility \const{LOG\_KERN}. Oggi i nuovi demoni più avanzati che
1102 realizzano il servizio (come \texttt{rsyslog} o \texttt{syslog-ng}) sono in
1103 grado di fare tutto questo da soli leggendoli direttamente senza necessità di
1106 Ma i messaggi del kernel non sono necessariamente connessi al sistema del
1107 \textit{syslog}; ad esempio possono anche essere letti direttamente dal buffer
1108 circolare con il comando \texttt{dmesg}. Inoltre è previsto che se superano
1109 una certa priorità essi vengano stampati direttamente sul terminale indicato
1110 come \textit{console} di sistema,\footnote{quello che viene indicato con il
1111 parametro di avvio \texttt{console} del kernel, si consulti al riguardo
1112 sez.~5.3.1 di \cite{AGL}.} in modo che sia possibile vederli anche in caso
1113 di blocco totale del sistema (nell'assunzione che la console sia collegata).
1115 In particolare la stampa dei messaggi sulla console è controllata dal
1116 contenuto del file \sysctlfile{kernel/printk} (o con l'equivalente parametro
1117 di \func{sysctl}) che prevede quattro valori numerici interi: il primo,
1118 \textit{console\_loglevel}, indica la priorità corrente oltre la quale vengono
1119 stampati i messaggi sulla console, il secondo,
1120 \textit{default\_message\_loglevel}, la priorità di default assegnata ai
1121 messaggi che non ne hanno impostata una, il terzo,
1122 \textit{minimum\_console\_level}, il valore minimo che si può assegnare al
1123 primo valore,\footnote{che può essere usato con una delle operazioni di
1124 gestione che vedremo a breve per ``\textsl{silenziare}'' il kernel.} ed il
1125 quarto, \textit{default\_console\_loglevel}, il valore di
1126 default.\footnote{anch'esso viene usato nelle operazioni di controllo per
1127 tornare ad un valore predefinito.}
1129 Per la lettura dei messaggi del kernel e la gestione del relativo buffer
1130 circolare esiste una apposita \textit{system call} chiamata anch'essa
1131 \texttt{syslog}, ma dato il conflitto di nomi questa viene rimappata su
1132 un'altra funzione di libreria, in particolare nelle \acr{glibc} essa viene
1133 invocata tramite la funzione \funcd{klogctl},\footnote{nelle \acr{libc4} e
1134 nelle \acr{libc5} la funzione invece era \code{SYS\_klog}.} il cui prototipo
1139 \fdecl{int klogctl(int op, char *buffer, int len)}
1140 \fdesc{Gestisce i messaggi di log del kernel.}
1143 {La funzione ritorna un intero positivo o nullo dipendente dall'operazione
1144 scelta in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno}
1145 assumerà uno dei valori:
1147 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{op} non ha un valore valido, o si
1148 sono specificati valori non validi per gli altri argomenti quando questi
1150 \item[\errcode{ENOSYS}] il supporto per \texttt{printk} non è stato compilato
1152 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi richiesti per l'operazione
1154 \item[\errcode{ERESTARTSYS}] l'operazione è stata interrotta da un segnale.
1159 La funzione prevede che si passi come primo argomento \param{op} un codice
1160 numerico che indica l'operazione richiesta, il secondo argomento deve essere,
1161 per le operazioni che compiono una lettura di dati, l'indirizzo del buffer su
1162 cui copiarli, ed il terzo quanti byte leggere. L'effettivo uso di questi due
1163 argomenti dipende comunque dall'operazione richiesta, ma essi devono essere
1164 comunque specificati, anche quando non servono, nel qual caso verranno
1165 semplicemente ignorati.
1170 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1172 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1175 \texttt{0} & apre il log (attualmente non fa niente), \param{buffer}
1176 e \param{len} sono ignorati.\\
1177 \texttt{1} & chiude il log (attualmente non fa niente), \param{buffer}
1178 e \param{len} sono ignorati.\\
1179 \texttt{2} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal log dei
1181 \texttt{3} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal buffer
1182 circolare dei messaggi.\\
1183 \texttt{4} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal buffer
1184 circolare dei messaggi e lo svuota.\\
1185 \texttt{5} & svuota il buffer circolare dei messaggi, \param{buffer}
1186 e \param{len} sono ignorati.\\
1187 \texttt{6} & disabilita la stampa dei messaggi sulla console, \param{buffer}
1188 e \param{len} sono ignorati.\\
1189 \texttt{7} & abilita la stampa dei messaggi sulla console, \param{buffer}
1190 e \param{len} sono ignorati.\\
1191 \texttt{8} & imposta a \param{len} il livello dei messaggi stampati sulla
1192 console, \param{buffer} è ignorato.\\
1193 \texttt{9} & ritorna il numero di byte da leggere presenti sul buffer di
1194 log, \param{buffer} e \param{len} sono ignorati (dal kernel
1196 \texttt{10}& ritorna la dimensione del buffer di log, \param{buffer}
1197 e \param{len} sono ignorati (dal kernel 2.6.6).\\
1200 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{op} di \func{klogctl}.}
1201 \label{tab:klogctl_operation}
1204 Si sono riportati in tab.~\ref{tab:klogctl_operation} i valori utilizzabili
1205 per \param{op}, con una breve spiegazione della relativa operazione e di come
1206 vengono usati gli altri due argomenti. Come si può notare la funzione è una
1207 sorta di interfaccia comune usata per eseguire operazioni completamente
1210 L'operazione corrispondente al valore 2 di \param{op} consente di leggere un
1211 messaggio dal cosiddetto \textit{log} del kernel. Eseguire questa operazione è
1212 equivalente ad eseguire una lettura dal file
1213 \procfile{/proc/kmsg},\footnote{in realtà è vero l'opposto, è questa funzione
1214 che viene eseguita quando si legge da questo file.} se non vi sono messaggi
1215 la funzione si blocca in attesa di dati e ritorna soltanto quando questi
1216 diventano disponibili. In tal caso verranno letti ed
1217 estratti\footnote{estratti in quanti i dati del \textit{log} del kernel si
1218 possono leggere una volta sola, se più processi eseguono l'operazione di
1219 lettura soltanto uno riceverà i dati, a meno che completata la propria
1220 operazione di lettura non restino altri messaggi pendenti che a questo punto
1221 potrebbero essere letti da un altro processo in attesa.} dal log \param{len}
1222 byte che verranno scritti su \param{buffer}; in questo caso il valore di
1223 ritorno di \func{klogctl} corrisponderà al numero di byte ottenuti.
1225 Se invece si usa l'operazione 3 i dati vengono letti dal buffer circolare
1226 usato da \texttt{printk}, che mantiene tutti i messaggi stampati dal kernel
1227 fino al limite delle sue dimensioni, in questo caso i messaggi possono essere
1228 letti più volte. Usando invece l'operazione 4 si richiede di cancellare il
1229 buffer dopo la lettura, che così risulterà vuoto ad una lettura
1230 successiva. Anche con queste operazioni \param{len} indica il numero di byte
1231 da leggere e \param{buffer} l'indirizzo dove leggerli, e la funzione ritorna
1232 il numero di byte effettivamente letti. L'operazione 5 esegue soltanto la
1233 cancellazione del buffer circolare, \param{len} e \param{buffer} sono ignorati
1234 e la funzione ritorna un valore nullo.
1236 Le operazioni corrispondenti ai valori 6, 7 ed 8 consentono di modificare la
1237 priorità oltre la quale i messaggi vengono stampati direttamente sulla
1238 \textit{console} e fanno riferimento ai parametri del kernel gestiti con le
1239 variabili contenute in \sysctlfile{kernel/printk} di cui abbiamo
1240 parlato prima, ed in particolare con 6 si imposta come corrente il valore
1241 minimo della terza variabile (\textit{minimum\_console\_level}), ottenendo
1242 l'effetto di ridurre al minimo i messaggi che arrivano in console, mentre con
1243 7 si ripristina il valore di default.\footnote{secondo la documentazione
1244 questo sarebbe quello indicato della quarta variabile,
1245 \textit{default\_console\_loglevel} in genere pari a 7, ma alcune prove con
1246 il programma \texttt{mydmesg} che si trova nei sorgenti allegati alla guida
1247 rivelano che l'unico effetto di questa operazione è riportare il valore a
1248 quello precedente se lo si è ridotto al minimo con l'operazione 6.} Per
1249 impostare direttamente un valore specifico infine si può usare 8, nel qual
1250 caso il valore numerico del livello da impostare deve essere specificato
1251 con \param{len}, che può assumere solo un valore fra 1 e 8.
1253 Infine le due operazioni 9 e 10 consentono di ottenere rispettivamente il
1254 numero di byte ancora non letti dal log del kernel, e la dimensione totale di
1255 questo. Per entrambe i dati sono restituiti come valore di ritorno, e gli
1256 argomento \param{buffer} e \param{len} sono ignorati.
1258 Si tenga presente che la modifica del livello minimo per cui i messaggi
1259 vengono stampati sulla console (operazioni 6, 7 e 8) e la cancellazione del
1260 buffer circolare di \texttt{printk} (operazioni 4 e 5) sono privilegiate; fino
1261 al kernel 2.6.30 era richiesta la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, a partire
1262 dal 2.6.38 detto privilegio è stato assegnato ad una capacità aggiuntiva,
1263 \const{CAP\_SYSLOG}. Tutto questo è stato fatto per evitare che processi
1264 eseguiti all'interno di un sistema di virtualizzazione ``\textsl{leggera}''
1265 (come i \textit{Linux Container} di LXC) che necessitano di
1266 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} per operare all'interno del proprio ambiente
1267 ristretto, potessero anche avere la capacità di influire sui log del kernel
1268 al di fuori di questo.
1274 \section{L'I/O su terminale}
1275 \label{sec:sess_terminal_io}
1277 Benché come ogni altro dispositivo i terminali siano accessibili come file,
1278 essi hanno assunto storicamente, essendo stati a lungo l'unico modo di
1279 accedere al sistema, una loro rilevanza specifica, che abbiamo già avuto modo
1280 di incontrare nella precedente sezione.
1282 Esamineremo qui le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali, che per la
1283 loro particolare natura presenta delle differenze rispetto ai normali file su
1284 disco e agli altri dispositivi.
1288 \subsection{L'architettura dell'I/O su terminale}
1289 \label{sec:term_io_design}
1291 I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si ricordi la
1292 classificazione di sez.~\ref{sec:file_file_types}). Un terminale ha infatti
1293 una caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo,
1294 è infatti destinato a gestire l'interazione con un utente e deve perciò essere
1295 in grado di fare da terminale di controllo per una sessione; tutto questo
1296 comporta la presenza di una serie di capacità specifiche.
1298 L'interfaccia per i terminali è una delle più oscure e complesse, essendosi
1299 stratificata dagli inizi dei sistemi Unix fino ad oggi. Questo comporta una
1300 grande quantità di opzioni e controlli relativi ad un insieme di
1301 caratteristiche (come ad esempio la velocità della linea) necessarie per
1302 dispositivi, come i terminali seriali, che al giorno d'oggi sono praticamente
1305 Storicamente i primi terminali erano appunto terminali di telescriventi
1306 (\textit{teletype}), da cui deriva sia il nome dell'interfaccia, \textit{TTY},
1307 che quello dei relativi file di dispositivo, che sono sempre della forma
1308 \texttt{/dev/tty*}.\footnote{ciò vale solo in parte per i terminali virtuali,
1309 essi infatti hanno due lati, un \textit{master}, che può assumere i nomi
1310 \file{/dev/pty[p-za-e][0-9a-f]} ed un corrispondente \textit{slave} con nome
1311 \file{/dev/tty[p-za-e][0-9a-f]}.} Oggi essi includono le porte seriali, le
1312 console virtuali dello schermo, i terminali virtuali che vengono creati come
1313 canali di comunicazione dal kernel e che di solito vengono associati alle
1314 connessioni di rete (ad esempio per trattare i dati inviati con \cmd{telnet} o
1317 L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali: si
1318 apre il relativo file di dispositivo, e si leggono e scrivono i dati con le
1319 usuali funzioni di lettura e scrittura. Così se apriamo una console virtuale
1320 avremo che \func{read} leggerà quanto immesso dalla tastiera, mentre
1321 \func{write} scriverà sullo schermo. In realtà questo è vero solo a grandi
1322 linee, perché non tiene conto delle caratteristiche specifiche dei terminali;
1323 una delle principali infatti è che essi prevedono due modalità di operazione,
1324 dette rispettivamente ``\textsl{modo canonico}'' e ``\textsl{modo non
1325 canonico}'', che hanno dei comportamenti nettamente
1326 diversi. \index{modo~canonico}\index{modo~non~canonico}
1328 % TODO: inserire qui il comportamento di read relativo all'errore EIO sulla
1329 % lettura in background???
1331 La modalità preimpostata all'apertura del terminale è quella canonica, in cui
1332 le operazioni di lettura vengono sempre effettuate assemblando i dati in una
1333 linea. Questo significa che eseguendo una \func{read} su un terminale in modo
1334 canonico la funzione si bloccherà, anche se si sono scritti dei caratteri,
1335 fintanto che non si preme il tasto di ritorno a capo: a questo punto la linea
1336 sarà completata e la funzione ritornerà leggendola per intero.
1338 Inoltre in modalità canonica alcuni dei caratteri che si scrivono sul
1339 terminale vengono interpretati direttamente dal kernel per compiere operazioni
1340 (come la generazione dei segnali associati al \textit{job control} illustrata
1341 in sez.~\ref{sec:sig_job_control}), e non saranno mai letti dal
1342 dispositivo. Quella canonica è di norma la modalità in cui opera la shell.
1344 Un terminale in modo non canonico invece non effettua nessun accorpamento dei
1345 dati in linee né li interpreta; esso viene di solito usato da quei programmi,
1346 come ad esempio gli editor, che necessitano di poter leggere un carattere alla
1347 volta e che gestiscono al loro interno l'interpretazione dei caratteri
1348 ricevuti impiegandoli opportunamente come comandi o come dati.
1350 \begin{figure}[!htb]
1351 \centering \includegraphics[width=12cm]{img/term_struct}
1352 \caption{Struttura interna generica del kernel per l'accesso ai dati di un
1354 \label{fig:term_struct}
1357 Per capire le caratteristiche dell'I/O sui terminali occorre esaminare le
1358 modalità con cui esso viene effettuato. L'accesso, come per tutti i
1359 dispositivi, viene gestito dal kernel, ma per tutti i terminali viene
1360 utilizzata una architettura generica che si è schematizzata in
1361 fig.~\ref{fig:term_struct}.
1363 Ad ogni terminale sono sempre associate due code
1364 per gestire l'input e l'output, che ne implementano una bufferizzazione
1365 all'interno del kernel che è completamente indipendente dalla eventuale
1366 ulteriore bufferizzazione fornita dall'interfaccia standard dei file.
1368 La coda di ingresso mantiene i caratteri che sono stati letti dal terminale ma
1369 non ancora letti da un processo, la sua dimensione è definita dal parametro di
1370 sistema \const{MAX\_INPUT} (si veda sez.~\ref{sec:sys_file_limits}), che ne
1371 specifica il limite minimo, in realtà la coda può essere più grande e cambiare
1372 dimensione dinamicamente.
1374 Se è stato abilitato il controllo di flusso in ingresso il kernel emette i
1375 caratteri di STOP e START per bloccare e sbloccare l'ingresso dei dati;
1376 altrimenti i caratteri immessi oltre le dimensioni massime vengono persi; in
1377 alcuni casi il kernel provvede ad inviare automaticamente un avviso (un
1378 carattere di BELL, che provoca un beep) sull'output quando si eccedono le
1379 dimensioni della coda.
1381 Se è abilitato la modalità canonica i caratteri in ingresso restano nella coda
1382 fintanto che non viene ricevuto un a capo; un altro parametro del sistema,
1383 \const{MAX\_CANON}, specifica la dimensione massima di una riga in modalità
1386 La coda di uscita è analoga a quella di ingresso e contiene i caratteri
1387 scritti dai processi ma non ancora inviati al terminale. Se è abilitato il
1388 controllo di flusso in uscita il kernel risponde ai caratteri di START e STOP
1389 inviati dal terminale. Le dimensioni della coda non sono specificate, ma non
1390 hanno molta importanza, in quanto qualora esse vengano eccedute il driver
1391 provvede automaticamente a bloccare la funzione chiamante.
1395 \subsection{La gestione delle caratteristiche di un terminale}
1396 \label{sec:term_attr}
1398 Data le loro peculiarità, fin dalla realizzazione dei primi sistemi unix-like
1399 si è posto il problema di come gestire le caratteristiche specifiche dei
1400 terminali. Storicamente i vari dialetti di Unix hanno utilizzato delle
1401 funzioni specifiche diverse fra loro, ma con la realizzazione dello standard
1402 POSIX.1-2001 è stata effettuata opportuna unificazione delle funzioni
1403 attinenti i terminali, sintetizzando le differenze fra BSD e System V in una
1404 unica interfaccia, che è quella adottata da Linux.
1406 Molte delle funzioni previste dallo standard POSIX.1-2001 prevedono come
1407 argomento un file descriptor, dato che in origine le relative operazioni
1408 venivano effettuate con delle opportune chiamate a \func{ioctl}. Ovviamente
1409 dette funzioni potranno essere usate correttamente soltanto con dei file
1410 descriptor che corrispondono ad un terminale, in caso contrario lo standard
1411 richiede che venga restituito un errore di \errcode{ENOTTY}.
1413 Per evitare l'errore, ed anche semplicemente per verificare se un file
1414 descriptor corrisponde ad un terminale, è disponibile la funzione
1415 \funcd{isatty}, il cui prototipo è:
1419 \fdecl{int isatty(int fd)}
1420 \fdesc{Controlla se un file è un terminale.}
1423 {La funzione ritorna $1$ se \param{fd} è connesso ad un terminale e $0$
1424 altrimenti, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1426 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido.
1427 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è associato a un terminale (non
1428 ottempera a POSIX.1-2001 che richiederebbe \errcode{ENOTTY}).
1433 Un'altra funzione per avere informazioni su un terminale è \funcd{ttyname},
1434 che permette di ottenere il nome del file di dispositivo del terminale
1435 associato ad un file descriptor; il suo prototipo è:
1439 \fdecl{char *ttyname(int fd)}
1440 \fdesc{Restituisce il nome del terminale associato ad un file descriptor.}
1443 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa contenente il nome del
1444 terminale in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso
1445 \var{errno} assumerà uno dei valori:
1447 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido.
1448 \item[\errcode{ENOTTY}] \param{fd} non è associato a un terminale.
1453 La funzione restituisce il puntatore alla stringa contenente il nome del file
1454 di dispositivo del terminale associato a \param{fd}, che però è allocata
1455 staticamente e può essere sovrascritta da successive chiamate. Per questo
1456 della funzione esiste anche una versione \index{funzioni!rientranti}
1457 rientrante, \funcd{ttyname\_r}, che non presenta il problema dell'uso di una
1458 zona di memoria statica; il suo prototipo è:
1462 \fdecl{int ttyname\_r(int fd, char *buff, size\_t len)}
1463 \fdesc{Restituisce il nome del terminale associato ad un file descriptor.}
1466 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1467 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1469 \item[\errcode{ERANGE}] la lunghezza del buffer \param{len} non è
1470 sufficiente per contenere la stringa restituita.
1472 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{ENOTTY} con lo stesso significato di
1476 La funzione prende due argomenti in più, il puntatore \param{buff} alla zona
1477 di memoria in cui l'utente vuole che il risultato venga scritto, che dovrà
1478 essere allocata in precedenza, e la relativa dimensione, \param{len}. Se la
1479 stringa che deve essere restituita, compreso lo zero di terminazione finale,
1480 eccede questa dimensione si avrà un errore.
1482 Una funzione funzione analoga alle precedenti prevista da POSIX.1, che
1483 restituisce il nome di un file di dispositivo, è \funcd{ctermid}, il cui
1488 \fdecl{char *ctermid(char *s)}
1489 \fdesc{Restituisce il nome del terminale di controllo del processo.}
1492 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa contenente il \textit{pathname}
1493 del terminale o \val{NULL} se non non riesce ad eseguire l'operazione, non
1494 sono previsti errori.}
1497 La funzione restituisce un puntatore al \textit{pathname} del file di
1498 dispositivo del terminale di controllo del processo chiamante. Se si passa
1499 come argomento \val{NULL} la funzione restituisce il puntatore ad una stringa
1500 statica che può essere sovrascritta da chiamate successive, e non è
1501 rientrante. Indicando invece un puntatore ad una zona di memoria già allocata
1502 la stringa sarà scritta su di essa, ma in questo caso il buffer preallocato
1503 deve avere una dimensione di almeno \const{L\_ctermid}
1504 caratteri.\footnote{\const{L\_ctermid} è una delle varie costanti del sistema,
1505 non trattata esplicitamente in sez.~\ref{sec:sys_characteristics}, che
1506 indica la dimensione che deve avere una stringa per poter contenere il nome
1509 Si tenga presente che il \textit{pathname} restituito dalla funzione potrebbe
1510 non identificare univocamente il terminale (ad esempio potrebbe essere
1511 \file{/dev/tty}), inoltre non è detto che il processo possa effettivamente
1512 essere in grado di aprire il terminale.
1514 I vari attributi associati ad un terminale vengono mantenuti per ciascuno di
1515 essi in una struttura \struct{termios} che viene usata dalle varie funzioni
1516 dell'interfaccia. In fig.~\ref{fig:term_termios} si sono riportati tutti i
1517 campi della definizione di questa struttura usata in Linux; di questi solo i
1518 primi cinque sono previsti dallo standard POSIX.1, ma le varie implementazioni
1519 ne aggiungono degli altri per mantenere ulteriori informazioni.\footnote{la
1520 definizione della struttura si trova in \file{bits/termios.h}, da non
1521 includere mai direttamente; Linux, seguendo l'esempio di BSD, aggiunge i due
1522 campi \var{c\_ispeed} e \var{c\_ospeed} per mantenere le velocità delle
1523 linee seriali, ed un campo ulteriore, \var{c\_line} per indicare la
1524 disciplina di linea.}
1526 \begin{figure}[!htb]
1527 \footnotesize \centering
1528 \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
1529 \includestruct{listati/termios.h}
1532 \caption{La struttura \structd{termios}, che identifica le proprietà di un
1534 \label{fig:term_termios}
1537 % per le definizioni dei dati vedi anche:
1538 % http://www.lafn.org/~dave/linux/termios.txt
1540 I primi quattro campi sono quattro flag che controllano il comportamento del
1541 terminale; essi sono realizzati come maschera binaria, pertanto il tipo
1542 \type{tcflag\_t} è di norma realizzato con un intero senza segno di lunghezza
1543 opportuna. I valori devono essere specificati bit per bit, avendo cura di non
1544 modificare i bit su cui non si interviene.
1549 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1551 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1554 \const{IGNBRK} & Ignora le condizioni di BREAK sull'input. Una
1555 \textit{condizione di BREAK} è definita nel contesto di
1556 una trasmissione seriale asincrona come una sequenza di
1557 bit nulli più lunga di un byte.\\
1558 \const{BRKINT} & Controlla la reazione ad un BREAK quando
1559 \const{IGNBRK} non è impostato. Se \const{BRKINT} è
1560 impostato il BREAK causa lo scarico delle code,
1561 e se il terminale è il terminale di controllo per un
1562 gruppo in foreground anche l'invio di \signal{SIGINT} ai
1563 processi di quest'ultimo. Se invece \const{BRKINT} non è
1564 impostato un BREAK viene letto come un carattere
1565 NUL, a meno che non sia impostato \const{PARMRK}
1566 nel qual caso viene letto come la sequenza di caratteri
1567 \texttt{0xFF 0x00 0x00}.\\
1568 \const{IGNPAR} & Ignora gli errori di parità, il carattere viene passato
1569 come ricevuto. Ha senso solo se si è impostato
1571 \const{PARMRK} & Controlla come vengono riportati gli errori di parità. Ha
1572 senso solo se \const{INPCK} è impostato e \const{IGNPAR}
1573 no. Se impostato inserisce una sequenza \texttt{0xFF
1574 0x00} prima di ogni carattere che presenta errori di
1575 parità, se non impostato un carattere con errori di
1576 parità viene letto come uno \texttt{0x00}. Se un
1577 carattere ha il valore \texttt{0xFF} e \const{ISTRIP}
1578 non è impostato, per evitare ambiguità esso viene sempre
1579 riportato come \texttt{0xFF 0xFF}.\\
1580 \const{INPCK} & Abilita il controllo di parità in ingresso. Se non viene
1581 impostato non viene fatto nessun controllo ed i caratteri
1582 vengono passati in input direttamente.\\
1583 \const{ISTRIP} & Se impostato i caratteri in input sono tagliati a sette
1584 bit mettendo a zero il bit più significativo, altrimenti
1585 vengono passati tutti gli otto bit.\\
1586 \const{INLCR} & Se impostato in ingresso il carattere di a capo
1587 (\verb|'\n'|) viene automaticamente trasformato in un
1588 ritorno carrello (\verb|'\r'|).\\
1589 \const{IGNCR} & Se impostato il carattere di ritorno carrello
1590 (\textit{carriage return}, \verb|'\r'|) viene scartato
1591 dall'input. Può essere utile per i terminali che inviano
1592 entrambi i caratteri di ritorno carrello e a capo
1593 (\textit{newline}, \verb|'\n'|).\\
1594 \const{ICRNL} & Se impostato un carattere di ritorno carrello
1595 (\verb|'\r'|) sul terminale viene automaticamente
1596 trasformato in un a capo (\verb|'\n'|) sulla coda di
1598 \const{IUCLC} & Se impostato trasforma i caratteri maiuscoli dal
1599 terminale in minuscoli sull'ingresso (opzione non
1601 \const{IXON} & Se impostato attiva il controllo di flusso in uscita con i
1602 caratteri di START e STOP. se si riceve
1603 uno STOP l'output viene bloccato, e viene fatto
1604 ripartire solo da uno START, e questi due
1605 caratteri non vengono passati alla coda di input. Se non
1606 impostato i due caratteri sono passati alla coda di input
1607 insieme agli altri.\\
1608 \const{IXANY} & Se impostato con il controllo di flusso permette a
1609 qualunque carattere di far ripartire l'output bloccato da
1610 un carattere di STOP.\\
1611 \const{IXOFF} & Se impostato abilita il controllo di flusso in
1612 ingresso. Il computer emette un carattere di STOP per
1613 bloccare l'input dal terminale e lo sblocca con il
1615 \const{IMAXBEL}& Se impostato fa suonare il cicalino se si riempie la cosa
1616 di ingresso; in Linux non è implementato e il kernel si
1617 comporta cose se fosse sempre impostato (è una estensione
1619 \const{IUTF8} & Indica che l'input è in UTF-8, cosa che consente di
1620 utilizzare la cancellazione dei caratteri in maniera
1621 corretta (dal kernel 2.6.4 e non previsto in POSIX).\\
1624 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1625 \var{c\_iflag} delle modalità di input di un terminale.}
1626 \label{tab:sess_termios_iflag}
1629 Il primo flag, mantenuto nel campo \var{c\_iflag}, è detto \textsl{flag di
1630 input} e controlla le modalità di funzionamento dell'input dei caratteri sul
1631 terminale, come il controllo di parità, il controllo di flusso, la gestione
1632 dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro significato e delle
1633 costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1634 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}.
1636 Si noti come alcuni di questi flag (come quelli per la gestione del flusso)
1637 fanno riferimento a delle caratteristiche che ormai sono completamente
1638 obsolete; la maggior parte inoltre è tipica di terminali seriali, e non ha
1639 alcun effetto su dispositivi diversi come le console virtuali o gli
1640 pseudo-terminali usati nelle connessioni di rete.
1642 Il secondo flag, mantenuto nel campo \var{c\_oflag}, è detto \textsl{flag di
1643 output} e controlla le modalità di funzionamento dell'output dei caratteri,
1644 come l'impacchettamento dei caratteri sullo schermo, la traslazione degli a
1645 capo, la conversione dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro
1646 significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1647 tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}, di questi solo \const{OPOST} era previsto
1648 da POSIX.1, buona parte degli altri sono stati aggiunti in POSIX.1-2001,
1649 quelli ancora assenti sono stati indicati esplicitamente.
1654 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1656 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1659 \const{OPOST} & Se impostato i caratteri vengono convertiti opportunamente
1660 (in maniera dipendente dall'implementazione) per la
1661 visualizzazione sul terminale, ad esempio al
1662 carattere di a capo (NL) può venire aggiunto un ritorno
1664 \const{OLCUC} & Se impostato trasforma i caratteri minuscoli in ingresso
1665 in caratteri maiuscoli sull'uscita (non previsto da
1667 \const{ONLCR} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1668 capo (NL) in un carattere di ritorno carrello (CR).\\
1669 \const{OCRNL} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1670 capo (NL) nella coppia di caratteri ritorno carrello, a
1672 \const{ONOCR} & Se impostato converte il carattere di ritorno carrello
1673 (CR) nella coppia di caratteri CR-NL.\\
1674 \const{ONLRET}& Se impostato rimuove dall'output il carattere di ritorno
1676 \const{OFILL} & Se impostato in caso di ritardo sulla linea invia dei
1677 caratteri di riempimento invece di attendere.\\
1678 \const{OFDEL} & Se impostato il carattere di riempimento è DEL
1679 (\texttt{0x3F}), invece che NUL (\texttt{0x00}), (non
1680 previsto da POSIX e non implementato su Linux).\\
1681 \const{NLDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1682 carattere di a capo (NL), i valori possibili sono
1683 \val{NL0} o \val{NL1}.\\
1684 \const{CRDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1685 carattere ritorno carrello (CR), i valori possibili sono
1686 \val{CR0}, \val{CR1}, \val{CR2} o \val{CR3}.\\
1687 \const{TABDLY}& Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1688 carattere di tabulazione, i valori possibili sono
1689 \val{TAB0}, \val{TAB1}, \val{TAB2} o \val{TAB3}.\\
1690 \const{BSDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1691 carattere di ritorno indietro (\textit{backspace}), i
1692 valori possibili sono \val{BS0} o \val{BS1}.\\
1693 \const{VTDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1694 carattere di tabulazione verticale, i valori possibili sono
1695 \val{VT0} o \val{VT1}.\\
1696 \const{FFDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1697 carattere di pagina nuova (\textit{form feed}), i valori
1698 possibili sono \val{FF0} o \val{FF1}.\\
1701 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1702 \var{c\_oflag} delle modalità di output di un terminale.}
1703 \label{tab:sess_termios_oflag}
1706 Si noti come alcuni dei valori riportati in tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}
1707 fanno riferimento a delle maschere di bit; essi infatti vengono utilizzati per
1708 impostare alcuni valori numerici relativi ai ritardi nell'output di alcuni
1709 caratteri: una caratteristica originaria dei primi terminali su telescrivente,
1710 che avevano bisogno di tempistiche diverse per spostare il carrello in
1711 risposta ai caratteri speciali, e che oggi sono completamente in disuso.
1713 Si tenga presente inoltre che nel caso delle maschere il valore da inserire in
1714 \var{c\_oflag} deve essere fornito avendo cura di cancellare prima tutti i bit
1715 della maschera, i valori da immettere infatti (quelli riportati nella
1716 spiegazione corrispondente) sono numerici e non per bit, per cui possono
1717 sovrapporsi fra di loro. Occorrerà perciò utilizzare un codice del tipo:
1719 \includecodesnip{listati/oflag.c}
1721 \noindent che prima cancella i bit della maschera in questione e poi imposta
1728 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1730 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1733 \const{CBAUD} & Maschera dei bit (4+1) usati per impostare della velocità
1734 della linea (il \textit{baud rate}) in ingresso; non è
1735 presente in POSIX ed in Linux non è implementato in
1736 quanto viene usato un apposito campo di
1738 \const{CBAUDEX}& Bit aggiuntivo per l'impostazione della velocità della
1739 linea, non è presente in POSIX e per le stesse
1740 motivazioni del precedente non è implementato in Linux.\\
1741 \const{CSIZE} & Maschera per i bit usati per specificare la dimensione
1742 del carattere inviato lungo la linea di trasmissione, i
1743 valore ne indica la lunghezza (in bit), ed i valori
1744 possibili sono \val{CS5}, \val{CS6}, \val{CS7} e \val{CS8}
1745 corrispondenti ad un analogo numero di bit.\\
1746 \const{CSTOPB} & Se impostato vengono usati due bit di stop sulla linea
1747 seriale, se non impostato ne viene usato soltanto uno.\\
1748 \const{CREAD} & Se è impostato si può leggere l'input del terminale,
1749 altrimenti i caratteri in ingresso vengono scartati
1751 \const{PARENB} & Se impostato abilita la generazione il controllo di
1752 parità. La reazione in caso di errori dipende dai
1753 relativi valori per \var{c\_iflag}, riportati in
1754 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}. Se non è impostato i
1755 bit di parità non vengono generati e i caratteri non
1756 vengono controllati.\\
1757 \const{PARODD} & Ha senso solo se è attivo anche \const{PARENB}. Se
1758 impostato viene usata una parità è dispari, altrimenti
1759 viene usata una parità pari.\\
1760 \const{HUPCL} & Se è impostato viene distaccata la connessione del
1761 modem quando l'ultimo dei processi che ha ancora un file
1762 aperto sul terminale lo chiude o esce.\\
1763 \const{LOBLK} & Se impostato blocca l'output su un strato di shell non
1764 corrente, non è presente in POSIX e non è implementato
1766 \const{CLOCAL} & Se impostato indica che il terminale è connesso in locale
1767 e che le linee di controllo del modem devono essere
1768 ignorate. Se non impostato effettuando una chiamata ad
1769 \func{open} senza aver specificato il flag di
1770 \const{O\_NONBLOCK} si bloccherà il processo finché
1771 non si è stabilita una connessione con il modem; inoltre
1772 se viene rilevata una disconnessione viene inviato un
1773 segnale di \signal{SIGHUP} al processo di controllo del
1774 terminale. La lettura su un terminale sconnesso comporta
1775 una condizione di \textit{end of file} e la scrittura un
1776 errore di \errcode{EIO}.\\
1777 \const{CIBAUD} & Maschera dei bit della velocità della linea in
1778 ingresso; analogo a \const{CBAUD}, non è previsto da
1779 POSIX e non è implementato in Linux dato che è
1780 mantenuto in un apposito campo di \struct{termios}.\\
1781 \const{CMSPAR} & imposta un bit di parità costante: se \const{PARODD} è
1782 impostato la parità è sempre 1 (\textit{MARK}) se non è
1783 impostato la parità è sempre 0 (\textit{SPACE}), non è
1784 previsto da POSIX.\\
1785 % vedi: http://www.lothosoft.ch/thomas/libmip/markspaceparity.php
1786 \const{CRTSCTS}& Abilita il controllo di flusso hardware sulla seriale,
1787 attraverso l'utilizzo delle dei due fili di RTS e CTS.\\
1790 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1791 \var{c\_cflag} delle modalità di controllo di un terminale.}
1792 \label{tab:sess_termios_cflag}
1795 Il terzo flag, mantenuto nel campo \var{c\_cflag}, è detto \textsl{flag di
1796 controllo} ed è legato al funzionamento delle linee seriali, permettendo di
1797 impostarne varie caratteristiche, come il numero di bit di stop, le
1798 impostazioni della parità, il funzionamento del controllo di flusso; esso ha
1799 senso solo per i terminali connessi a linee seriali. Un elenco dei vari bit,
1800 del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato
1801 in tab.~\ref{tab:sess_termios_cflag}.
1803 I valori previsti per questo flag sono molto specifici, e completamente
1804 attinenti al controllo delle modalità operative di un terminale che opera
1805 attraverso una linea seriale; essi pertanto non hanno nessuna rilevanza per i
1806 terminali che usano un'altra interfaccia fisica, come le console virtuali e
1807 gli pseudo-terminali usati dalle connessioni di rete.
1809 Inoltre alcuni valori di questi flag sono previsti solo per quelle
1810 implementazioni (lo standard POSIX non specifica nulla riguardo
1811 l'implementazione, ma solo delle funzioni di lettura e scrittura) che
1812 mantengono le velocità delle linee seriali all'interno dei flag; come
1813 accennato in Linux questo viene fatto (seguendo l'esempio di BSD) attraverso
1814 due campi aggiuntivi, \var{c\_ispeed} e \var{c\_ospeed}, nella struttura
1815 \struct{termios} (mostrati in fig.~\ref{fig:term_termios}).
1820 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1822 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1825 \const{ISIG} & Se impostato abilita il riconoscimento dei caratteri
1826 INTR, QUIT, e SUSP generando il relativo segnale.\\
1827 \const{ICANON} & Se impostato il terminale opera in modalità canonica,
1828 altrimenti opera in modalità non canonica.\\
1829 \const{XCASE} & Se impostato il terminale funziona solo con le
1830 maiuscole. L'input è convertito in minuscole tranne per i
1831 caratteri preceduti da una ``\texttt{\bslash}''. In output
1832 le maiuscole sono precedute da una ``\texttt{\bslash}'' e
1833 le minuscole convertite in maiuscole. Non è presente in
1835 \const{ECHO} & Se è impostato viene attivato l'eco dei caratteri in
1836 input sull'output del terminale.\\
1837 \const{ECHOE} & Se è impostato l'eco mostra la cancellazione di un
1838 carattere in input (in reazione al carattere ERASE)
1839 cancellando l'ultimo carattere della riga corrente dallo
1840 schermo; altrimenti il carattere è rimandato in eco per
1841 mostrare quanto accaduto (usato per i terminali con
1842 l'uscita su una stampante).\\
1843 \const{ECHOK} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1844 del carattere KILL, andando a capo dopo aver visualizzato
1845 lo stesso, altrimenti viene solo mostrato il carattere e
1846 sta all'utente ricordare che l'input precedente è stato
1848 \const{ECHONL} & Se impostato viene effettuato l'eco di un a
1849 capo (\verb|\n|) anche se non è stato impostato
1851 \const{ECHOCTL}& Se impostato insieme ad \const{ECHO} i caratteri di
1852 controllo ASCII (tranne TAB, NL, START, e STOP) sono
1853 mostrati nella forma che prepone un ``\texttt{\circonf}''
1854 alla lettera ottenuta sommando \texttt{0x40} al valore del
1855 carattere (di solito questi si possono ottenere anche
1856 direttamente premendo il tasto \texttt{ctrl} più la
1857 relativa lettera). Non è presente in POSIX.\\
1858 \const{ECHOPRT}& Se impostato abilita la visualizzazione del carattere di
1859 cancellazione in una modalità adatta ai terminali con
1860 l'uscita su stampante; l'invio del carattere di ERASE
1861 comporta la stampa di un ``\texttt{|}'' seguito dal
1862 carattere cancellato, e così via in caso di successive
1863 cancellazioni, quando si riprende ad immettere carattere
1864 normali prima verrà stampata una ``\texttt{/}''. Non è
1865 presente in POSIX.\\
1866 \const{ECHOKE} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1867 del carattere KILL cancellando i caratteri precedenti
1868 nella linea secondo le modalità specificate dai valori di
1869 \const{ECHOE} e \const{ECHOPRT}. Non è presente in
1871 \const{DEFECHO}& Se impostato effettua l'eco solo se c'è un processo in
1872 lettura. Non è presente in POSIX e non è supportato da
1874 \const{FLUSHO} & Effettua la cancellazione della coda di uscita. Viene
1875 attivato dal carattere DISCARD. Non è presente in POSIX e
1876 non è supportato da Linux.\\
1877 \const{NOFLSH} & Se impostato disabilita lo scarico delle code di ingresso
1878 e uscita quando vengono emessi i segnali \signal{SIGINT},
1879 \signal{SIGQUIT} e \signal{SIGSUSP}.\\
1880 \const{TOSTOP} & Se abilitato, con il supporto per il job control presente,
1881 genera il segnale \signal{SIGTTOU} per un processo in
1882 background che cerca di scrivere sul terminale.\\
1883 \const{PENDIN} & Indica che la linea deve essere ristampata, viene
1884 attivato dal carattere REPRINT e resta attivo fino alla
1885 fine della ristampa. Non è presente in POSIX e
1886 non è supportato in Linux.\\
1887 \const{IEXTEN} & Abilita alcune estensioni previste dalla
1888 implementazione. Deve essere impostato perché caratteri
1889 speciali come EOL2, LNEXT, REPRINT e WERASE possano
1890 essere interpretati.\\
1893 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1894 \var{c\_lflag} delle modalità locali di un terminale.}
1895 \label{tab:sess_termios_lflag}
1898 Il quarto flag, mantenuto nel campo \var{c\_lflag}, è detto \textsl{flag
1899 locale}, e serve per controllare il funzionamento dell'interfaccia fra il
1900 driver e l'utente, come abilitare l'eco, gestire i caratteri di controllo e
1901 l'emissione dei segnali, impostare modo canonico o non canonico. Un elenco dei
1902 vari bit, del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è
1903 riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_lflag}. Con i terminali odierni
1904 l'unico flag con cui probabilmente si può avere a che fare è questo, in quanto
1905 è con questo che si impostano le caratteristiche generiche comuni a tutti i
1908 Si tenga presente che i flag che riguardano le modalità di eco dei caratteri
1909 (\const{ECHOE}, \const{ECHOPRT}, \const{ECHOK}, \const{ECHOKE},
1910 \const{ECHONL}) controllano solo il comportamento della visualizzazione, il
1911 riconoscimento dei vari caratteri dipende dalla modalità di operazione, ed
1912 avviene solo in modo canonico, pertanto questi flag non hanno significato se
1913 non è impostato \const{ICANON}.
1915 Oltre ai vari flag per gestire le varie caratteristiche dei terminali,
1916 \struct{termios} contiene pure il campo \var{c\_cc} che viene usato per
1917 impostare i caratteri speciali associati alle varie funzioni di controllo. Il
1918 numero di questi caratteri speciali è indicato dalla costante \const{NCCS},
1919 POSIX ne specifica almeno 11, ma molte implementazioni ne definiscono molti
1920 altri.\footnote{in Linux il valore della costante è 32, anche se i caratteri
1921 effettivamente definiti sono solo 17.}
1926 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{9cm}|}
1928 \textbf{Indice} & \textbf{Valore}&\textbf{Codice} & \textbf{Funzione}\\
1931 \const{VINTR} &\texttt{0x03}&(\texttt{C-c})& Carattere di interrupt,
1932 provoca l'emissione di
1934 \const{VQUIT} &\texttt{0x1C}&(\texttt{C-\bslash})& Carattere di uscita,
1935 provoca l'emissione di
1937 \const{VERASE}&\texttt{0x7f}&DEL,\texttt{C-?}& Carattere di ERASE, cancella
1939 precedente nella linea.\\
1940 \const{VKILL} &\texttt{0x15}&(\texttt{C-u})& Carattere di KILL, cancella
1942 \const{VEOF} &\texttt{0x04}&(\texttt{C-d})& Carattere di
1943 \textit{end-of-file}. Causa
1944 l'invio del contenuto del
1945 buffer di ingresso al
1946 processo in lettura anche se
1947 non è ancora stato ricevuto
1948 un a capo. Se è il primo
1949 carattere immesso comporta il
1950 ritorno di \func{read} con
1951 zero caratteri, cioè la
1953 \textit{end-of-file}.\\
1954 \const{VMIN} & --- & --- & Numero minimo di caratteri per una
1955 lettura in modo non canonico.\\
1956 \const{VEOL} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di fine riga. Agisce come
1957 un a capo, ma non viene scartato ed
1958 è letto come l'ultimo carattere
1960 \const{VTIME} & --- & --- & Timeout, in decimi di secondo, per
1961 una lettura in modo non canonico.\\
1962 \const{VEOL2} &\texttt{0x00}& NUL & Ulteriore carattere di fine
1963 riga. Ha lo stesso effetto di
1964 \const{VEOL} ma può essere un
1965 carattere diverso. \\
1966 \const{VSWTC} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di switch. Non supportato
1968 \const{VSTART}&\texttt{0x17}&(\texttt{C-q})& Carattere di START. Riavvia un
1969 output bloccato da uno STOP.\\
1970 \const{VSTOP} &\texttt{0x19}&(\texttt{C-s})& Carattere di STOP. Blocca
1971 l'output fintanto che non
1972 viene premuto un carattere di
1974 \const{VSUSP} &\texttt{0x1A}&(\texttt{C-z})& Carattere di
1975 sospensione. Invia il segnale
1977 \const{VDSUSP}&\texttt{0x19}&(\texttt{C-y})& Carattere di sospensione
1978 ritardata. Invia il segnale
1979 \signal{SIGTSTP} quando il
1980 carattere viene letto dal
1981 programma, (non presente in
1982 POSIX e non riconosciuto in
1984 \const{VLNEXT}&\texttt{0x16}&(\texttt{C-v})& Carattere di escape, serve a
1985 quotare il carattere
1986 successivo che non viene
1987 interpretato ma passato
1988 direttamente all'output.\\
1989 \const{VWERASE}&\texttt{0x17}&(\texttt{C-w})&Cancellazione di una
1991 \const{VREPRINT}&\texttt{0x12}&(\texttt{C-r})& Ristampa i caratteri non
1992 ancora letti (non presente in
1994 \const{VDISCARD}&\texttt{0x0F}&(\texttt{C-o})& Non riconosciuto in Linux.\\
1995 \const{VSTATUS} &\texttt{0x13}&(\texttt{C-t})& Non riconosciuto in Linux.\\
1998 \caption{Valori dei caratteri di controllo mantenuti nel campo \var{c\_cc}
1999 della struttura \struct{termios}.}
2000 \label{tab:sess_termios_cc}
2004 A ciascuna di queste funzioni di controllo corrisponde un elemento del vettore
2005 \var{c\_cc} che specifica quale è il carattere speciale associato; per
2006 portabilità invece di essere indicati con la loro posizione numerica nel
2007 vettore, i vari elementi vengono indicizzati attraverso delle opportune
2008 costanti, il cui nome corrisponde all'azione ad essi associata. Un elenco
2009 completo dei caratteri di controllo, con le costanti e delle funzionalità
2010 associate è riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc}, usando quelle
2011 definizioni diventa possibile assegnare un nuovo carattere di controllo con un
2013 \includecodesnip{listati/value_c_cc.c}
2015 La maggior parte di questi caratteri (tutti tranne \const{VTIME} e
2016 \const{VMIN}) hanno effetto solo quando il terminale viene utilizzato in modo
2017 canonico; per alcuni devono essere soddisfatte ulteriori richieste, ad esempio
2018 \const{VINTR}, \const{VSUSP}, e \const{VQUIT} richiedono sia impostato
2019 \const{ISIG}; \const{VSTART} e \const{VSTOP} richiedono sia impostato
2020 \const{IXON}; \const{VLNEXT}, \const{VWERASE}, \const{VREPRINT} richiedono sia
2021 impostato \const{IEXTEN}. In ogni caso quando vengono attivati i caratteri
2022 vengono interpretati e non sono passati sulla coda di ingresso.
2024 Per leggere ed scrivere tutte le varie impostazioni dei terminali viste finora
2025 lo standard POSIX prevede due funzioni che utilizzano come argomento un
2026 puntatore ad una struttura \struct{termios} che sarà quella in cui andranno
2027 immagazzinate le impostazioni. Le funzioni sono \funcd{tcgetattr} e
2028 \funcd{tcsetattr} ed il loro prototipo è:
2034 \fdecl{int tcgetattr(int fd, struct termios *termios\_p)}
2035 \fdesc{Legge il valore delle impostazioni di un terminale.}
2036 \fdecl{int tcsetattr(int fd, int optional\_actions, struct termios *termios\_p)}
2037 \fdesc{Scrive le impostazioni di un terminale.}
2040 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2041 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2043 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta.
2045 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{ENOTTY} ed \errval{EINVAL} nel loro
2046 significato generico.}
2050 Le funzioni operano sul terminale cui fa riferimento il file descriptor
2051 \param{fd} utilizzando la struttura indicata dal puntatore \param{termios\_p}
2052 per lo scambio dei dati. Si tenga presente che le impostazioni sono associate
2053 al terminale e non al file descriptor; questo significa che se si è cambiata
2054 una impostazione un qualunque altro processo che apra lo stesso terminale, od
2055 un qualunque altro file descriptor che vi faccia riferimento, vedrà le nuove
2056 impostazioni pur non avendo nulla a che fare con il file descriptor che si è
2057 usato per effettuare i cambiamenti.
2059 Questo significa che non è possibile usare file descriptor diversi per
2060 utilizzare automaticamente il terminale in modalità diverse, se esiste una
2061 necessità di accesso differenziato di questo tipo occorrerà cambiare
2062 esplicitamente la modalità tutte le volte che si passa da un file descriptor
2065 La funzione \func{tcgetattr} legge i valori correnti delle impostazioni di un
2066 terminale qualunque nella struttura puntata da \param{termios\_p};
2067 \func{tcsetattr} invece effettua la scrittura delle impostazioni e quando
2068 viene invocata sul proprio terminale di controllo può essere eseguita con
2069 successo solo da un processo in foreground. Se invocata da un processo in
2070 background infatti tutto il gruppo riceverà un segnale di \signal{SIGTTOU} come
2071 se si fosse tentata una scrittura, a meno che il processo chiamante non abbia
2072 \signal{SIGTTOU} ignorato o bloccato, nel qual caso l'operazione sarà eseguita.
2074 La funzione \func{tcsetattr} prevede tre diverse modalità di funzionamento,
2075 specificabili attraverso l'argomento \param{optional\_actions}, che permette
2076 di stabilire come viene eseguito il cambiamento delle impostazioni del
2077 terminale, i valori possibili sono riportati in
2078 tab.~\ref{tab:sess_tcsetattr_option}; di norma (come fatto per le due funzioni
2079 di esempio) si usa sempre \const{TCSANOW}, le altre opzioni possono essere
2080 utili qualora si cambino i parametri di output.
2085 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2087 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
2090 \const{TCSANOW} & Esegue i cambiamenti in maniera immediata.\\
2091 \const{TCSADRAIN}& I cambiamenti vengono eseguiti dopo aver atteso che
2092 tutto l'output presente sulle code è stato scritto.\\
2093 \const{TCSAFLUSH}& È identico a \const{TCSADRAIN}, ma in più scarta
2094 tutti i dati presenti sulla coda di input.\\
2097 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{optional\_actions} della
2098 funzione \func{tcsetattr}.}
2099 \label{tab:sess_tcsetattr_option}
2102 Occorre infine tenere presente che \func{tcsetattr} ritorna con successo anche
2103 se soltanto uno dei cambiamenti richiesti è stato eseguito. Pertanto se si
2104 effettuano più cambiamenti è buona norma controllare con una ulteriore
2105 chiamata a \func{tcgetattr} che essi siano stati eseguiti tutti quanti.
2107 \begin{figure}[!htbp]
2108 \footnotesize \centering
2109 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2110 \includecodesample{listati/SetTermAttr.c}
2113 \caption{Codice della funzione \func{SetTermAttr} che permette di
2114 impostare uno dei flag di controllo locale del terminale.}
2115 \label{fig:term_set_attr}
2118 Come già accennato per i cambiamenti effettuati ai vari flag di controllo
2119 occorre che i valori di ciascun bit siano specificati avendo cura di mantenere
2120 intatti gli altri; per questo motivo in generale si deve prima leggere il
2121 valore corrente delle impostazioni con \func{tcgetattr} per poi modificare i
2124 In fig.~\ref{fig:term_set_attr} e fig.~\ref{fig:term_unset_attr} si è
2125 riportato rispettivamente il codice delle due funzioni \func{SetTermAttr} e
2126 \func{UnSetTermAttr}, che possono essere usate per impostare o rimuovere, con
2127 le dovute precauzioni, un qualunque bit di \var{c\_lflag}. Il codice completo
2128 di entrambe le funzioni può essere trovato nel file \file{SetTermAttr.c} dei
2129 sorgenti allegati alla guida.
2131 La funzione \func{SetTermAttr} provvede ad impostare il bit specificato
2132 dall'argomento \param{flag}; prima si leggono i valori correnti
2133 (\texttt{\small 8}) con \func{tcgetattr}, uscendo con un messaggio in caso di
2134 errore (\texttt{\small 9--10}), poi si provvede a impostare solo i bit
2135 richiesti (possono essere più di uno) con un OR binario (\texttt{\small 12});
2136 infine si scrive il nuovo valore modificato con \func{tcsetattr}
2137 (\texttt{\small 13}), notificando un eventuale errore (\texttt{\small 14-15})
2138 o uscendo normalmente.
2140 \begin{figure}[!htbp]
2141 \footnotesize \centering
2142 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2143 \includecodesample{listati/UnSetTermAttr.c}
2146 \caption{Codice della funzione \func{UnSetTermAttr} che permette di
2147 rimuovere uno dei flag di controllo locale del terminale.}
2148 \label{fig:term_unset_attr}
2151 La seconda funzione, \func{UnSetTermAttr}, è assolutamente identica alla
2152 prima, solo che in questo caso (\texttt{\small 9}) si rimuovono i bit
2153 specificati dall'argomento \param{flag} usando un AND binario del valore
2156 Al contrario di tutte le altre caratteristiche dei terminali, che possono
2157 essere impostate esplicitamente utilizzando gli opportuni campi di
2158 \struct{termios}, per le velocità della linea (il cosiddetto \textit{baud
2159 rate}) non è prevista una implementazione standardizzata, per cui anche se
2160 in Linux sono mantenute in due campi dedicati nella struttura, questi non
2161 devono essere acceduti direttamente ma solo attraverso le apposite funzioni di
2162 interfaccia provviste da POSIX.1.
2164 Lo standard prevede due funzioni per scrivere la velocità delle linee seriali,
2165 \funcd{cfsetispeed} per la velocità della linea di ingresso e
2166 \funcd{cfsetospeed} per la velocità della linea di uscita; i loro prototipi
2172 \fdecl{int cfsetispeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2173 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali in ingresso.}
2174 \fdecl{int cfsetospeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2175 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali in uscita.}
2178 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, che
2179 avviene solo quando il valore specificato non è valido.}
2182 Si noti che le funzioni si limitano a scrivere opportunamente il valore della
2183 velocità prescelta \param{speed} all'interno della struttura puntata da
2184 \param{termios\_p}; per effettuare l'impostazione effettiva occorrerà poi
2185 chiamare \func{tcsetattr}.
2187 Si tenga presente che per le linee seriali solo alcuni valori di velocità sono
2188 validi; questi possono essere specificati direttamente (le \acr{glibc}
2189 prevedono che i valori siano indicati in bit per secondo), ma in generale
2190 altre versioni di librerie possono utilizzare dei valori diversi. Per questo
2191 POSIX.1 prevede una serie di costanti che però servono solo per specificare le
2192 velocità tipiche delle linee seriali:
2194 B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200
2195 B300 B600 B1200 B1800 B2400 B4800 B9600
2196 B19200 B38400 B57600 B115200 B230400 B460800
2199 Un terminale può utilizzare solo alcune delle velocità possibili, le funzioni
2200 però non controllano se il valore specificato è valido, dato che non possono
2201 sapere a quale terminale le velocità saranno applicate; sarà l'esecuzione di
2202 \func{tcsetattr} a fallire quando si cercherà di eseguire l'impostazione.
2204 Di norma il valore ha senso solo per i terminali seriali dove indica appunto
2205 la velocità della linea di trasmissione; se questa non corrisponde a quella
2206 del terminale quest'ultimo non potrà funzionare: quando il terminale non è
2207 seriale il valore non influisce sulla velocità di trasmissione dei dati.
2209 In generale impostare un valore nullo (\val{B0}) sulla linea di output fa si
2210 che il modem non asserisca più le linee di controllo, interrompendo di fatto
2211 la connessione, qualora invece si utilizzi questo valore per la linea di input
2212 l'effetto sarà quello di rendere la sua velocità identica a quella della linea
2215 Dato che in genere si imposta sempre la stessa velocità sulle linee di uscita
2216 e di ingresso è supportata anche la funzione \funcd{cfsetspeed}, una
2217 estensione di BSD (la funzione origina da 4.4BSD e richiede sia definita la
2218 macro \macro{\_BSD\_SOURCE}) il cui prototipo è:
2223 \fdecl{int cfsetspeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2224 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali.}
2227 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, che avviene
2228 solo quando il valore specificato non è valido.}
2231 \noindent la funzione è identica alle due precedenti ma imposta la stessa
2232 velocità sia per la linea di ingresso che per quella di uscita.
2234 Analogamente a quanto avviene per l'impostazione, le velocità possono essere
2235 lette da una struttura \struct{termios} utilizzando altre due funzioni,
2236 \funcd{cfgetispeed} e \funcd{cfgetospeed}, i cui prototipi sono:
2241 \fdecl{speed\_t cfgetispeed(struct termios *termios\_p)}
2242 \fdesc{Legge la velocità delle linee seriali in ingresso.}
2243 \fdecl{speed\_t cfgetospeed(struct termios *termios\_p)}
2244 \fdesc{Legge la velocità delle linee seriali in uscita.}
2247 {Le funzioni ritornano la velocità della linea, non sono previste condizioni
2251 Anche in questo caso le due funzioni estraggono i valori della velocità della
2252 linea da una struttura, il cui indirizzo è specificato dall'argomento
2253 \param{termios\_p} che deve essere stata letta in precedenza con
2256 Infine sempre da BSD è stata ripresa una funzione che consente di impostare il
2257 terminale in una modalità analoga alla cosiddetta modalità ``\textit{raw}'' di
2258 System V, in cui i dati in input vengono resi disponibili un carattere alla
2259 volta, e l'eco e tutte le interpretazioni dei caratteri in entrata e uscita
2260 sono disabilitate. La funzione è \funcd{cfmakeraw} ed il suo prototipo è:
2265 \fdecl{void cfmakeraw(struct termios *termios\_p)}
2266 \fdesc{Imposta il terminale in modalità ``\textit{raw}''.}
2269 {La funzione imposta solo i valori in \param{termios\_p}, e non
2270 sono previste condizioni di errore.}
2273 Anche in questo caso la funzione si limita a preparare i valori che poi
2274 saranno impostato con una successiva chiamata a \func{tcsetattr}, in sostanza
2275 la funzione è equivalente a:
2276 \includecodesnip{listati/cfmakeraw.c}
2279 \subsection{La gestione della disciplina di linea.}
2280 \label{sec:term_line_discipline}
2282 Come illustrato dalla struttura riportata in fig.~\ref{fig:term_struct} tutti
2283 i terminali hanno un insieme di funzionalità comuni, che prevedono la presenza
2284 di code di ingresso ed uscita; in generale si fa riferimento a queste
2285 funzionalità con il nome di \textsl{disciplina di
2286 linea}.\index{disciplina~di~linea} Lo standard POSIX prevede alcune funzioni
2287 che permettono di intervenire direttamente sulla gestione della disciplina di
2288 linea e sull'interazione fra i dati in ingresso ed uscita e le relative code.
2290 In generale tutte queste funzioni vengono considerate, dal punto di vista
2291 dell'accesso al terminale, come delle funzioni di scrittura, pertanto se usate
2292 da processi in background sul loro terminale di controllo provocano
2293 l'emissione di \signal{SIGTTOU}, come illustrato in
2294 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}, con la stessa eccezione, già vista per
2295 \func{tcsetattr}, che quest'ultimo sia bloccato o ignorato dal processo
2298 Una prima funzione, che è efficace solo in caso di terminali seriali
2299 asincroni, e non fa niente per tutti gli altri terminali, è
2300 \funcd{tcsendbreak}; il suo prototipo è:
2305 \fdecl{int tcsendbreak(int fd, int duration)}
2306 \fdesc{Genera una condizione di \textit{break}.}
2310 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2311 caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}
2312 nel loro significato generico.}
2315 La funzione invia un flusso di bit nulli, che genera una condizione di
2316 \textit{break}, sul terminale associato a \param{fd}. Un valore nullo
2317 di \param{duration} implica una durata del flusso fra 0.25 e 0.5 secondi, un
2318 valore diverso da zero implica una durata pari a \code{duration*T} dove
2319 \code{T} è un valore compreso fra 0.25 e 0.5 secondi. Lo standard POSIX
2320 specifica il comportamento solo nel caso si sia impostato un valore nullo
2321 per \param{duration}, il comportamento negli altri casi può dipendere
2322 dall'implementazione.
2324 Le altre funzioni previste dallo standard POSIX servono a controllare il
2325 comportamento dell'interazione fra le code associate al terminale e l'utente;
2326 la prima di queste è \funcd{tcdrain}, il cui prototipo è:
2332 \fdecl{int tcdrain(int fd)}
2333 \fdesc{Attende lo svuotamento della coda di uscita.}
2336 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2337 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2340 La funzione blocca il processo fino a che tutto l'output presente sulla coda
2341 di uscita non è stato trasmesso al terminale associato ad \param{fd}. % La
2342 % funzione è un punto di cancellazione per i
2343 % programmi multi-thread, in tal caso le
2344 % chiamate devono essere protette con dei
2345 % gestori di cancellazione.
2347 Una seconda funzione, \funcd{tcflush}, permette svuotare immediatamente le code
2348 di cancellando tutti i dati presenti al loro interno; il suo prototipo è:
2353 \fdecl{int tcflush(int fd, int queue)}
2354 \fdesc{Cancella i dati presenti nelle code di ingresso o di uscita.} }
2356 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2357 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2360 La funzione agisce sul terminale associato a \param{fd}, l'argomento
2361 \param{queue} permette di specificare su quale coda (ingresso, uscita o
2362 entrambe), operare. Esso può prendere i valori riportati in
2363 tab.~\ref{tab:sess_tcflush_queue}, nel caso si specifichi la coda di ingresso
2364 cancellerà i dati ricevuti ma non ancora letti, nel caso si specifichi la coda
2365 di uscita cancellerà i dati scritti ma non ancora trasmessi.
2370 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2372 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
2375 \const{TCIFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di ingresso.\\
2376 \const{TCOFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di uscita. \\
2377 \const{TCIOFLUSH}& Cancella i dati su entrambe le code.\\
2380 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{queue} della
2381 funzione \func{tcflush}.}
2382 \label{tab:sess_tcflush_queue}
2386 L'ultima funzione dell'interfaccia che interviene sulla disciplina di linea è
2387 \funcd{tcflow}, che viene usata per sospendere la trasmissione e la ricezione
2388 dei dati sul terminale; il suo prototipo è:
2393 \fdecl{int tcflow(int fd, int action)}
2394 \fdesc{Sospende e riavvia il flusso dei dati sul terminale.}
2397 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2398 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2401 La funzione permette di controllare (interrompendo e facendo riprendere) il
2402 flusso dei dati fra il terminale ed il sistema sia in ingresso che in uscita.
2403 Il comportamento della funzione è regolato dall'argomento \param{action}, i
2404 cui possibili valori, e relativa azione eseguita dalla funzione, sono
2405 riportati in tab.~\ref{tab:sess_tcflow_action}.
2410 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2412 \textbf{Valore}& \textbf{Azione}\\
2415 \const{TCOOFF}& Sospende l'output.\\
2416 \const{TCOON} & Riprende un output precedentemente sospeso.\\
2417 \const{TCIOFF}& Il sistema trasmette un carattere di STOP, che
2418 fa interrompere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2419 \const{TCION} & Il sistema trasmette un carattere di START, che
2420 fa riprendere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2423 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{action} della
2424 funzione \func{tcflow}.}
2425 \label{tab:sess_tcflow_action}
2430 \subsection{Operare in \textsl{modo non canonico}}
2431 \label{sec:term_non_canonical}
2433 Operare con un terminale in modo canonico è relativamente semplice; basta
2434 eseguire una lettura e la funzione ritornerà quando il terminale avrà
2435 completato una linea di input. Non è detto che la linea sia letta interamente
2436 (si può aver richiesto un numero inferiore di byte) ma in ogni caso nessun
2437 dato verrà perso, e il resto della linea sarà letto alla chiamata successiva.
2439 Inoltre in modo canonico la gestione dei dati in ingresso è di norma eseguita
2440 direttamente dal kernel, che si incarica (a seconda di quanto impostato con le
2441 funzioni viste nei paragrafi precedenti) di cancellare i caratteri, bloccare e
2442 riavviare il flusso dei dati, terminare la linea quando viene ricevuti uno dei
2443 vari caratteri di terminazione (NL, EOL, EOL2, EOF).
2445 In modo non canonico è invece compito del programma gestire tutto quanto, i
2446 caratteri NL, EOL, EOL2, EOF, ERASE, KILL, CR, REPRINT non vengono
2447 interpretati automaticamente ed inoltre, non dividendo più l'input in linee,
2448 il sistema non ha più un limite definito su quando ritornare i dati ad un
2449 processo. Per questo motivo abbiamo visto che in \var{c\_cc} sono previsti due
2450 caratteri speciali, MIN e TIME (specificati dagli indici \const{VMIN} e
2451 \const{VTIME} in \var{c\_cc}) che dicono al sistema di ritornare da una
2452 \func{read} quando è stata letta una determinata quantità di dati o è passato
2455 Come accennato nella relativa spiegazione in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc},
2456 TIME e MIN non sono in realtà caratteri ma valori numerici. Il comportamento
2457 del sistema per un terminale in modalità non canonica prevede quattro casi
2460 \item[MIN$>0$, TIME$>0$] In questo caso MIN stabilisce il numero minimo di
2461 caratteri desiderati e TIME un tempo di attesa, in decimi di secondo, fra un
2462 carattere e l'altro. Una \func{read} ritorna se vengono ricevuti almeno MIN
2463 caratteri prima della scadenza di TIME (MIN è solo un limite inferiore, se
2464 la funzione ha richiesto un numero maggiore di caratteri ne possono essere
2465 restituiti di più); se invece TIME scade vengono restituiti i byte ricevuti
2466 fino ad allora (un carattere viene sempre letto, dato che il timer inizia a
2467 scorrere solo dopo la ricezione del primo carattere).
2468 \item[MIN$>0$, TIME$=0$] Una \func{read} ritorna solo dopo che sono stati
2469 ricevuti almeno MIN caratteri. Questo significa che una \func{read} può
2470 bloccarsi indefinitamente.
2471 \item[MIN$=0$, TIME$>0$] In questo caso TIME indica un tempo di attesa dalla
2472 chiamata di \func{read}, la funzione ritorna non appena viene ricevuto un
2473 carattere o scade il tempo. Si noti che è possibile che \func{read} ritorni
2474 con un valore nullo.
2475 \item[MIN$=0$, TIME$=0$] In questo caso una \func{read} ritorna immediatamente
2476 restituendo tutti i caratteri ricevuti. Anche in questo caso può ritornare
2477 con un valore nullo.
2482 \section{La gestione dei terminali virtuali}
2483 \label{sec:sess_virtual_terminal}
2486 % TODO terminali virtuali
2487 % Qui c'è da mettere tutta la parte sui terminali virtuali, e la gestione
2493 \subsection{I terminali virtuali}
2494 \label{sec:sess_pty}
2496 Qui vanno spiegati i terminali virtuali, \file{/dev/pty} e compagnia.
2500 \subsection{Allocazione dei terminali virtuali}
2501 \label{sec:sess_openpty}
2503 Qui vanno le cose su \func{openpty} e compagnia.
2505 % TODO le ioctl dei terminali (man tty_ioctl)
2506 % e http://www.net-security.org/article.php?id=83
2507 % TODO trattare \func{posix\_openpt}
2510 % TODO materiale sulle seriali
2511 % vedi http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html
2512 % TODO materiale generico sul layer TTY
2513 % vedi http://www.linusakesson.net/programming/tty/index.php
2515 % LocalWords: kernel multitasking job control BSD POSIX shell sez group
2516 % LocalWords: foreground process bg fg waitpid WUNTRACED pgrp session sched
2517 % LocalWords: struct pgid sid pid ps getpgid getpgrp unistd void errno int
2518 % LocalWords: ESRCH getsid glibc system call XOPEN SOURCE EPERM setpgrp EACCES
2519 % LocalWords: setpgid exec EINVAL did fork race condition setsid tty ioctl
2520 % LocalWords: NOCTTY TIOCSCTTY error tcsetpgrp termios fd pgrpid descriptor VT
2521 % LocalWords: ENOTTY ENOSYS EBADF SIGTTIN SIGTTOU EIO tcgetpgrp crypt SIGTSTP
2522 % LocalWords: SIGINT SIGQUIT SIGTERM SIGHUP hungup kill orphaned SIGCONT exit
2523 % LocalWords: init Slackware run level inittab fig device getty TERM at execle
2524 % LocalWords: getpwnam chdir home chown chmod setuid setgid initgroups SIGCHLD
2525 % LocalWords: daemon like daemons NdT Stevens Programming FAQ filesystem umask
2526 % LocalWords: noclose syslog syslogd socket UDP klogd printk printf facility
2527 % LocalWords: priority log openlog const char ident option argv tab AUTH CRON
2528 % LocalWords: AUTHPRIV cron FTP KERN LOCAL LPR NEWS news USENET UUCP CONS CRIT
2529 % LocalWords: NDELAY NOWAIT ODELAY PERROR stderr format strerror EMERG ALERT
2530 % LocalWords: ERR WARNING NOTICE INFO DEBUG debug setlogmask mask UPTO za ssh
2531 % LocalWords: teletype telnet read write BELL beep CANON isatty desc ttyname
2532 % LocalWords: NULL ctermid stdio pathname buff size len ERANGE bits ispeed xFF
2533 % LocalWords: ospeed line tcflag INPCK IGNPAR PARMRK ISTRIP IGNBRK BREAK NUL
2534 % LocalWords: BRKINT IGNCR carriage return newline ICRNL INLCR IUCLC IXON NL
2535 % LocalWords: IXANY IXOFF IMAXBEL iflag OPOST CR OCRNL OLCUC ONLCR ONOCR OFILL
2536 % LocalWords: ONLRET OFDEL NLDLY CRDLY TABDLY BSDLY backspace BS VTDLY FFDLY
2537 % LocalWords: form feed FF oflag CLOCAL of HUPCL CREAD CSTOPB PARENB TIOCGPGRP
2538 % LocalWords: PARODD CSIZE CS CBAUD CBAUDEX CIBAUD CRTSCTS RTS CTS cflag ECHO
2539 % LocalWords: ICANON ECHOE ERASE ECHOPRT ECHOK ECHOKE ECHONL ECHOCTL ctrl ISIG
2540 % LocalWords: INTR QUIT SUSP IEXTEN EOL LNEXT REPRINT WERASE NOFLSH and TOSTOP
2541 % LocalWords: SIGSUSP XCASE DEFECHO FLUSHO DISCARD PENDIN lflag NCCS VINTR EOF
2542 % LocalWords: interrupt VQUIT VERASE VKILL VEOF VTIME VMIN VSWTC switch VSTART
2543 % LocalWords: VSTOP VSUSP VEOL VREPRINT VDISCARD VWERASE VLNEXT escape actions
2544 % LocalWords: tcgetattr tcsetattr EINTR TCSANOW TCSADRAIN TCSAFLUSH speed MIN
2545 % LocalWords: SetTermAttr UnSetTermAttr cfsetispeed cfsetospeed cfgetispeed ng
2546 % LocalWords: cfgetospeed quest'ultime tcsendbreak duration break tcdrain list
2547 % LocalWords: tcflush queue TCIFLUSH TCOFLUSH TCIOFLUSH tcflow action TCOOFF
2548 % LocalWords: TCOON TCIOFF TCION timer openpty Window nochdir embedded router
2549 % LocalWords: access point upstart systemd rsyslog vsyslog variadic src linux
2550 % LocalWords: closelog dmesg sysctl klogctl sys ERESTARTSYS ConsoleKit to CoPy
2551 % LocalWords: loglevel message libc klog mydmesg CAP ADMIN LXC pipelining UID
2552 % LocalWords: TIOCSPGRP GID IUTF UTF LOBLK NONBLOCK CMSPAR MARK VDSUSP VSTATUS
2553 % LocalWords: cfsetspeed raw cfmakeraw
2555 %%% Local Variables:
2557 %%% TeX-master: "gapil"