fornire una base di comprensione mirata a sottolineare le peculiarità del
sistema che sono più rilevanti per quello che riguarda la programmazione.
-Dopo una introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
+Dopo un'introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
unix passeremo ad illustrare alcuni dei concetti base dell'architettura di
GNU/Linux (che sono comunque comuni a tutti i sistemi \textit{unix-like}) ed
introdurremo alcuni degli standard principali a cui viene fatto riferimento.
Una parte del kernel, lo \textit{scheduler}, si occupa di stabilire, ad
intervalli fissi e sulla base di un opportuno calcolo delle priorità, quale
``processo'' deve essere posto in esecuzione (il cosiddetto
-\textit{prehemptive scheduling}). Questo verrà comunque eseguito in modalità
+\textit{preemptive scheduling}). Questo verrà comunque eseguito in modalità
protetta; quando necessario il processo potrà accedere alle risorse hardware
soltanto attraverso delle opportune chiamate al sistema che restituiranno il
controllo al kernel.
il lavoro di accesso e gestione a basso livello è effettuato dal kernel).
-\section{User space e kernel space}
+\subsection{User space e kernel space}
\label{sec:intro_user_kernel_space}
Uno dei concetti fondamentali su cui si basa l'architettura dei sistemi unix è
quello della distinzione fra il cosiddetto \textit{user space}, che
contraddistingue l'ambiente in cui vengono eseguiti i programmi, e il
\textit{kernel space}, che è l'ambiente in cui viene eseguito il kernel. Ogni
-programma vede se stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU e
+programma vede sé stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU e
della memoria ed è, salvo i meccanismi di comunicazione previsti
dall'architettura, completamente ignaro del fatto che altri programmi possono
essere messi in esecuzione dal kernel.
Come accennato le interfacce con cui i programmi possono accedere all'hardware
vanno sotto il nome di chiamate al sistema (le cosiddette \textit{system
call}), si tratta di un insieme di funzioni, che un programma può chiamare,
-per le quali viene generata una interruzione processo ed il controllo passa
-dal programma al kernel. Sarà poi quest'ultimo che (oltre a compiere una serie
-di operazioni interne come la gestione del multitasking e l'allocazione della
+per le quali viene generata un'interruzione processo ed il controllo passa dal
+programma al kernel. Sarà poi quest'ultimo che (oltre a compiere una serie di
+operazioni interne come la gestione del multitasking e l'allocazione della
memoria) eseguirà la funzione richiesta in \textit{kernel space} restituendo i
risultati al chiamante.
Ad ogni utente è dato un nome \textit{username}, che è quello che viene
richiesto all'ingresso nel sistema dalla procedura di \textit{login}. Questa
-procedura si incarica di verificare la identità dell'utente, in genere
+procedura si incarica di verificare l'identità dell'utente, in genere
attraverso la richiesta di una parola d'ordine, anche se sono possibili
-meccanismi diversi\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
+meccanismi diversi.\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
(\textit{Pluggable Autentication Methods}) è possibile astrarre
completamente i meccanismi di autenticazione e sostituire ad esempio l'uso
- delle password con meccanismi di identificazione biometrica}.
+ delle password con meccanismi di identificazione biometrica.}
Eseguita la procedura di riconoscimento in genere il sistema manda in
esecuzione un programma di interfaccia (che può essere la \textit{shell} su
-terminale o una interfaccia grafica) che mette a disposizione dell'utente un
+terminale o un'interfaccia grafica) che mette a disposizione dell'utente un
meccanismo con cui questo può impartire comandi o eseguire altri programmi.
Ogni utente appartiene anche ad almeno un gruppo (il cosiddetto
definendo gruppi di lavoro, di accesso a determinate risorse, etc.
L'utente e il gruppo sono identificati da due numeri (la cui corrispondenza ad
-un nome espresso in caratteri è inserita nei due files \file{/etc/passwd} e
+un nome espresso in caratteri è inserita nei due file \file{/etc/passwd} e
\file{/etc/groups}). Questi numeri sono l'\textit{user identifier}, detto in
breve \acr{uid}, e il \textit{group identifier}, detto in breve \acr{gid}, che
sono quelli che poi vengono usati dal kernel per identificare l'utente.
\acr{uid} è zero. Esso identifica l'amministratore del sistema, che deve
essere in grado di fare qualunque operazione; per l'utente \textit{root}
infatti i meccanismi di controllo descritti in precedenza sono
-disattivati\footnote{i controlli infatti vengono sempre eseguiti da un codice
- del tipo \texttt{if (uid) \{ ... \}}}.
+disattivati.\footnote{i controlli infatti vengono sempre eseguiti da un codice
+ del tipo \texttt{if (uid) \{ ... \}}}
\section{Gli standard di unix e GNU/Linux}
Lo standard ANSI C è stato definito nel 1989 dall'\textit{American National
Standard Institute}, come standard del linguaggio C ed è stato
-successivamente adottatto dalla \textit{International Standard Organisation}
+successivamente adottato dalla \textit{International Standard Organisation}
come standard internazionale con la sigla ISO/IEC 9899:1990, e va anche sotto
il nome di standard ISO C.
Per questo motivo, anche se lo standard non ha alcun riferimento ad un sistema
di tipo unix, GNU/Linux (per essere precisi le glibc), come molti unix
moderni, provvede la compatibilità con questo standard, fornendo le funzioni
-di libreria da esso previste. Queste sono dichiarate in quindici header files
+di libreria da esso previste. Queste sono dichiarate in quindici header file
(anch'essi provvisti dalla \acr{glibc}), uno per ciascuna delle quindici aree
in cui è stata suddivisa una libreria standard. In \ntab\ si sono riportati
questi header, insieme a quelli definiti negli altri standard descritti nelle
In realtà \acr{glibc} ed i relativi header file definiscono un insieme di
funzionalità in cui sono incluse come sottoinsieme anche quelle previste dallo
standard ANSI C. È possibile ottenere una conformità stretta allo standard
-(scartando le funzionalità adizionali) usando il \cmd{gcc} con l'opzione
+(scartando le funzionalità addizionali) usando il \cmd{gcc} con l'opzione
\cmd{-ansi}. Questa opzione istruisce il compilatore a definire nei vari
header file soltanto le funzionalità previste dallo standard ANSI C e a non
usare le varie estensioni al linguaggio e al preprocessore da esso supportate.
\label{sec:intro_posix}
Uno standard più attinente al sistema nel suo complesso (e che concerne sia il
-kernel che le librerie e` lo standard POSIX. Esso prende origine dallo
-standard ANSI C, che contiene come sottoinsieme, prevedendo ulteriori capacità
-per le funzioni in esso definite, ed aggiungendone di nuove. Le estensioni
-principali sono
+kernel che le librerie è lo standard POSIX. Esso prende origine dallo standard
+ANSI C, che contiene come sottoinsieme, prevedendo ulteriori capacità per le
+funzioni in esso definite, ed aggiungendone di nuove.
In realtà POSIX è una famiglia di standard diversi, il cui nome, suggerito da
Richard Stallman, sta per \textit{Portable Operating System Interface}, ma la
-X finale denuncia la sua stretta relazione con i sistemi unix. Esso nasce dal
+X finale denuncia la sua stretta relazione con i sistemi Unix. Esso nasce dal
lavoro dell'IEEE (\textit{Institute of Electrical and Electronics Engeneers})
che ne produsse una prima versione, nota come IEEE 1003.1-1988, mirante a
standardizzare l'interfaccia con il sistema operativo.
Ma gli standard POSIX non si limitano alla standardizzazione delle funzioni di
libreria, e in seguito sono stati prodotti anche altri standard per la shell e
-le utilities di sistema (1003.2), per le estensioni realtime e per i thread
+le utility di sistema (1003.2), per le estensioni realtime e per i thread
(1003.1d e 1003.1c) e vari altri.
-Benché lo standard POSIX sia basato sui sistemi unix esso definisce comunque
-una interfaccia e non fa riferimento ad una specifica implementazione (ad
-esempio esiste anche una implementazione di questo standard pure sotto Windows
-NT). Lo standard si è evoluto nel tempo ed una versione più aggiornata (quella
-che viene normalmente denominata POSIX.1) è stata rilasciata come standard
-internazionale con la sigla ISO/IEC 9945-1:1996.
+Benché lo standard POSIX sia basato sui sistemi Unix esso definisce comunque
+un'interfaccia e non fa riferimento ad una specifica implementazione (ad
+esempio esiste un'implementazione di questo standard anche sotto Windows NT).
+Lo standard si è evoluto nel tempo ed una versione più aggiornata (quella che
+viene normalmente denominata POSIX.1) è stata rilasciata come standard
+internazionale con la sigla ISO/IEC 9945-1:1996.
Le \acr{glibc} implementano tutte le funzioni definite nello standard POSIX.1,
e Linux;
\label{sec:intro_xopen}
Il consorzio X/Open nacque nel 1984 come consorzio di venditori di sistemi
-unix per giungere ad una armonizzazione dele varie implementazioni di unix.
-Per far questo iniziò a pubblicare una serie di documentazioni e specifiche
-sotto il nome di \textit{X/Open Portability Guide} (che chiameremo XPGn).
+unix per giungere ad un'armonizzazione delle varie implementazioni. Per far
+questo iniziò a pubblicare una serie di documentazioni e specifiche sotto il
+nome di \textit{X/Open Portability Guide} (a cui di norma si fa riferimento
+con l'abbreviazione XPGn).
-
-Nel 1989 produsse una terza versione della sua guida particolarmente
-voluminosa (la \textit{X/Open Portability Guide, Issue 3}), che venne presa
-come riferimento da vari produttori, e al cui interno definiva una ulteriore
-standardizzazione dell'interfaccia ad un sistema unix.
+Nel 1989 produsse una terza versione di questa guida particolarmente
+voluminosa (la \textit{X/Open Portability Guide, Issue 3}), contenente
+un'ulteriore standardizzazione dell'interfaccia sistema unix, che venne presa
+come riferimento da vari produttori.
Questo standard, detto anche XPG3 dal nome della suddetta guida, è sempre
basato sullo standard POSIX.1, ma prevede una serie di funzionalità aggiuntive
fra cui le specifiche delle API per l'interfaccia grafica (X11).
-Nel 1992 lo standard venne rivisto con una nuova versione della guida (XPG4)
-che aggiungeva l'interfaccia XTI (\textit{X transport Interface}) mirante a
-soppiantare (senza molto successo) quella l'interfaccia dei socket derivata da
-BSD.
+Nel 1992 lo standard venne rivisto con una nuova versione della guida, la
+Issue 4 (da cui la sigla XPG4) che aggiungeva l'interfaccia XTI (\textit{X
+ Transport Interface}) mirante a soppiantare (senza molto successo)
+l'interfaccia dei socket derivata da BSD. Una seconda versione della guida fu
+rilasciata nel 1994, questa è nota con il nome di Spec 1170 (dal numero delle
+interfacce, header e comandi definiti).
+
+Nel 1993 il marchio Unix passò di proprietà dalla Novell (che a sua volta lo
+aveva comprato dalla AT\&T) al consorzio X/Open che iniziò a pubblicare le sue
+specifiche sotto il nome di \textit{Single UNIX Specification}, l'ultima
+versione di Spec 1170 diventò così la prima versione delle \textit{Single UNIX
+ Specification}, SUSv2, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
\subsection{Gli standard UNIX -- Open Group}
\label{sec:intro_opengroup}
-Nel 1993 il marchio Unix passò di proprietà dalla Novell (che a sua volta lo
-aveva comprato dalla AT\&T) al consorzio X/Open, che iniziò a pubblicare le
-sue specifiche sotto il nome di \textit{Single UNIX Specification},
-
-
-\subsection{Il comportamento standard del \cmd{gcc}}
-\label{sec:intro_gcc}
+Nel 1996 la fusione del consorzio X/Open con la Open Software Foundation (nata
+da un gruppo di aziende concorrenti rispetto ai fondatori di X/Open) portò
+alla costituzione dell'Open Group, un consorzio internazionale che raccoglie
+produttori, utenti industriali, entità accademiche e governative.
+Attualmente il consorzio è detentore del marchio depositato Unix, e prosegue
+il lavoro di standardizzazione delle varie implementazioni, rilasciando
+periodicamente nuove specifiche e strumenti per la verifica della conformità
+alle stesse.
+Nel 1997 fu annunciata la seconda versione delle \textit{Single UNIX
+ Specification}, nota con la sigla SUSv2, in queste versione le interfacce
+specificate salgono a 1434 (e 3030 se si considerano le stazioni di lavoro
+grafiche, per le quali sono inserite pure le interfacce usate da CDE che
+richiede sia X11 che Motif). La conformità a questa versione permette l'uso
+del nome \textit{Unix 98}, usato spesso anche per riferirsi allo standard.
\subsection{Lo ``standard'' BSD}
\label{sec:intro_bsd}
-Lo sviluppo di BSD inziò quando la fine della collaborazione fra l'Università
-di Berkley e la AT/T, generò una delle prime e più importanti fratture del
+Lo sviluppo di BSD iniziò quando la fine della collaborazione fra l'Università
+di Berkley e la AT/T generò una delle prime e più importanti fratture del
mondo Unix. L'Università di Berkley proseguì nello sviluppo della base di
codice di cui disponeva, e che presentava parecchie migliorie rispetto alle
allora versioni disponibili, fino ad arrivare al rilascio di una versione
completa di unix, chiamata appunto BSD, del tutto indipendente dal codice
della AT/T.
-Benchè non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di unix
-dell'Università di Berkley, ha provveduto nel tempo una serie di estenzioni e
-di API grande rilievo, come il link simbolici (vedi \secref{sec:file_symlink},
-la funzione \func{select}, i socket.
+Benchè BSD non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di unix
+dell'Università di Berkley, ha provveduto nel tempo una serie di estensioni e
+di API grande rilievo, come il link simbolici, la funzione \code{select}, i
+socket.
-Queste estensioni sono state via via aggiunte al sistema nelle varie release
+Queste estensioni sono state via via aggiunte al sistema nelle varie versioni
del sistema (BSD 4.2, BSD 4.3 e BSD 4.4) come pure in alcuni derivati
commerciali come SunOS. Le \acr{glibc} provvedono tutte queste estensioni che
sono state in gran parte incorporate negli standard successivi.
\subsection{Lo standard System V}
\label{sec:intro_sysv}
-
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-\subsection{Prototipi e puntatori}
-\label{sec:intro_function}
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-\subsection{Tipi di dati primitivi}
-\label{sec:intro_data_types}
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+Come noto Unix nasce nei laboratori della AT/T, che ne registrò il nome come
+marchio depositato, sviluppandone una serie di versioni diverse; nel 1983 la
+versione supportata ufficialmente venne rilasciata al pubblico con il nome di
+Unix System V. Negli anni successivi l'AT/T proseguì lo sviluppo rilasciando
+varie versioni con aggiunte e integrazioni; nel 1989 un accordo fra vari
+venditori (AT/T, Sun, HP, e altro) portò ad una versione che provvedeva
+un'unificazione dell interfacce comprendente Xenix e BSD, la System V release
+4.
+
+L'interfaccia di questa ultima release è descritta in un documento dal titolo
+\textit{System V Interface Description}, o SVID; spesso però si riferimento a
+questo standard con il nome della sua implementazione, usando la sigla SVr4.
+
+Anche questo costituisce un sovrainsieme delle interfacce definite dallo
+standard POSIX. Nel 1992 venne rilasciata una seconda versione del sistema:
+la SVr4.2. L'anno successivo la divisione della AT/T (già a suo tempo
+rinominata in Unix System Laboratories) venne acquistata dalla Novell, che poi
+trasferì il marchio Unix al consorzio X/Open; l'ultima versione di System V fu
+la SVr4.2MP rilasciata nel Dicembre 93.
+
+Le \acr{glibc} implementano le principali funzionalità richieste da SVID che
+non sono già incluse negli standard POSIX ed ANSI C, per compatibilità con lo
+Unix System V e con altri Unix (come SunOS) che le includono. Tuttavia le
+funzionalità più oscure e meno utilizzate (che non sono presenti neanche in
+System V) sono state tralasciate.
+
+Le funzionalità implementate sono principalmente il meccanismo di
+intercomunicazione fra i processi e la memoria condivisa (il cosiddetto System
+V IPC, che vedremo in \secref{sec:ipc_sysv}) le funzioni della famiglia
+\func{hsearch} e \func{drand48}, \func{fmtmsg} e svariate funzioni
+matematiche.
+
+
+\subsection{Il comportamento standard del \cmd{gcc} e delle \acr{glibc}}
+\label{sec:intro_gcc_glibc_std}
+
+In Linux gli standard appena descritti sono ottenibili sia attraverso l'uso di
+opzioni del compilatore (il \cmd{gcc}) che definendo opportune costanti prima
+della inclusione dei file degli header.
+
+Se si vuole che i programmi seguano una stretta attinenza allo standard ANSI C
+si può usare l'opzione \cmd{-ansi} del compilatore, e non sarà riconosciuta
+nessuna funzione non riconosciuta dalle specifiche standard ISO per il C.
+
+Per attivare le varie opzioni è possibile definire le macro di preprocessore,
+che controllano le funzionalità che le \acr{glibc} possono mettere a
+disposizione: questo può essere fatto attraverso l'opzione \cmd{-D} del
+compilatore, ma è buona norma inserire gli opportuni \code{\#define} nei
+propri header file.
+
+Le macro disponibili per i vari standard sono le seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\macro{\_POSIX\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
+ tutte le funzionalità dello standard POSIX.1 (la versione IEEE Standard
+ 1003.1) insieme a tutte le funzionalità dello standard ISO C. Se viene anche
+ definita con un intero positivo la macro \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} lo stato
+ di questa non viene preso in considerazione.
+\item[\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE}] definendo questa macro ad un valore intero
+ positivo si controlla quale livello delle funzionalità specificate da POSIX
+ viene messa a disposizione; più alto è il valore maggiori sono le
+ funzionalità. Se è uguale a '1' vengono attivate le funzionalità specificate
+ nella edizione del 1990 (IEEE Standard 1003.1-1990), valori maggiori o
+ uguali a '2' attivano le funzionalità POSIX.2 specificate nell'edizione del
+ 1992 (IEEE Standard 1003.2-1992). Un valore maggiore o uguale a `199309L'
+ attiva le funzionalità POSIX.1b specificate nell'edizione del 1993 (IEEE
+ Standard 1003.1b-1993). Un valore maggiore o uguale a `199506L' attiva le
+ funzionalità POSIX.1 specificate nell'edizione del 1996 (ISO/IEC 9945-1:
+ 1996). Valori superiori abiliteranno ulteriori estensioni.
+\item[\macro{\_BSD\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità derivate da BSD4.3, insieme a quelle previste dagli standard
+ ISO C, POSIX.1 e POSIX.2. Alcune delle funzionalità previste da BSD sono
+ però in conflitto con le corrispondenti definite nello standard POSIX.1, in
+ questo caso le definizioni previste da BSD4.3 hanno la precedenza rispetto a
+ POSIX. A causa della natura dei conflitti con POSIX per ottenere una piena
+ compatibilità con BSD4.3 è necessario anche usare una libreria di
+ compatibilità, dato che alcune funzioni sono definite in modo diverso. In
+ questo caso occorre pertanto anche usare l'opzione \cmd{-lbsd-compat} con il
+ compilatore per indicargli di utilizzare le versioni nella libreria di
+ compatibilità prima di quelle normali.
+\item[\macro{\_SVID\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità derivate da SVID. Esse comprendono anche quelle definite negli
+ standard ISO C, POSIX.1, POSIX.2, and X/Open.
+\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità descritte nella \textit{X/Open Portability Guide}. Anche queste
+ sono un soprainsieme di quelle definite in POSIX.1 e POSIX.2 ed in effetti
+ sia \macro{\_POSIX\_SOURCE} che \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} vengono
+ automaticamente definite. Sono incluse anche ulteriori funzionalità
+ disponibili in BSD e SVID. Se il valore della macro è posto a 500 questo
+ include anche le nuove definizioni introdotte con la \textit{Single Unix
+ Specification, version 2}, cioè Unix98.
+\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}] definendo questa macro si attivano le
+ ulteriori funzionalità necessarie ad essere conformi al rilascio del marchio
+ \textit{X/Open Unix}.
+\item[\macro{\_ISOC99\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità previste per la revisione delle librerie standard del C
+ denominato ISO C99. Dato che lo standard non è ancora adottato in maniera
+ ampia queste non sono abilitate automaticamente, ma le \acr{glibc} hanno già
+ un'implementazione completa che può essere attivata definendo questa macro.
+\item[\macro{\_LARGEFILE\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità per il supporto dei file di grandi dimensioni (il \textit{Large
+ File Support} o LFS) con indici e dimensioni a 64 bit.
+\item[\macro{\_GNU\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano tutte le
+ funzionalità disponibili: ISO C89, ISO C99, POSIX.1, POSIX.2, BSD, SVID,
+ X/Open, LFS più le estensioni specifiche GNU. Nel caso in cui BSD e POSIX
+ confliggano viene data la precedenza a POSIX.
+\end{basedescript}
+
+In particolare è da sottolineare che le \acr{glibc} supportano alcune
+estensioni specifiche GNU, che non sono comprese in nessuno degli
+standard citati. Per poterle utilizzare esse devono essere attivate
+esplicitamente definendo la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di
+includere i vari header file.
+
+
+\subsection{Gli standard di Linux}
+\label{sec:intro_linux_std}
+
+Da fare (o cassare, a seconda del tempo e della voglia).
+
+
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End: