blocchi di dati binari in maniera compatta e veloce; un primo caso di uso
tipico è quello in cui si salva un vettore (o un certo numero dei suoi
elementi) con una chiamata del tipo:
-\footnotesize
+%\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
int WriteVect(FILE *stream, double *vec, size_t nelem)
{
return nread;
}
\end{lstlisting}
-\normalsize
+%\normalsize
in questo caso devono essere specificate le dimensioni di ciascun
elemento ed il numero di quelli che si vogliono scrivere. Un secondo
caso è invece quello in cui si vuole trasferire su file una struttura;
si avrà allora una chiamata tipo:
-\footnotesize
+%\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
struct histogram {
int nbins;
return nread;
}
\end{lstlisting}
-\normalsize
+%\normalsize
in cui si specifica la dimensione dell'intera struttura ed un solo
elemento.
attraverso il valore di ritorno. È buona norma seguire questa pratica anche
nella programmazione normale.
-
Talvolta però è necessario che la funzione possa restituire indietro alla
funzione chiamante un valore relativo ad uno dei suoi parametri. Per far
questo si usa il cosiddetto \textit{value result argument}, si passa cioè,
dei medesimi occorrerà tenerne conto (ad esempio un \ctyp{char} verrà visto da
\macro{va\_arg} come \ctyp{int}).
-
Uno dei problemi che si devono affrontare con le funzioni con un numero
variabile di argomenti è che non esiste un modo generico che permetta di
stabilire quanti sono i parametri passati effettivamente in una chiamata.
in maniera statica (usando variabili di tipo \ctyp{static} o \ctyp{extern}), o
dinamicamente con una delle funzioni della famiglia \func{malloc}.
+
\subsection{Il controllo di flusso non locale}
\label{sec:proc_longjmp}
\code{goto}, che viene deprecato in favore dei costrutti della programmazione
strutturata, che rendono il codice più leggibile e mantenibile . Esiste però
un caso in cui l'uso di questa istruzione porta all'implementazione più
-efficiente e chiara anche dal punto di vista della struttura del programma,
+efficiente e chiara anche dal punto di vista della struttura del programma:
quello dell'uscita in caso di errore.
Il C però non consente di effettuare un salto ad una label definita in
-un'altra funzione, per cui se l'errore avviene in funzioni profondamente
-annidate occorre usare quello che viene chiamato un salto \textsl{non-locale};
-questo viene fatto usando salvando il contesto dello stack nel punto in cui si
-vuole tornare in caso di errore, e ripristinandolo quando l'occorrenza capita.
-
-La funzione che permette di salvare il contesto dello stack è \func{setjmp},
-il cui prototipo è:
-
+un'altra funzione, per cui se l'errore avviene in una funzione e la sua
+gestione ordinaria è in un'altra occorre usare quello che viene chiamato un
+\textsl{salto non-locale}. Il caso classico in cui si ha questa necessità,
+citato sia da \cite{APUE} che da da \cite{glibc}, è quello di un programma nel
+ccui corpo principale in cui viene letto un input del quale viene eseguita
+attraverso una serie di funzioni di analisi una scansione dei contenuti da cui
+ottenere le indicazioni per l'esecuzione di opportune operazioni.
+
+Dato che l'analisi può risultare molto complessa, ed opportunamente suddivisa
+in fasi diverse, la rilevazione di un errore nell'input può accadere
+all'interno di funzioni profondamente annidate l'una nell'altra. In questo
+caso si dovrebbe per ciascuna fase dover gestire tutta la casistica del
+passaggio all'indietro di tutti gli errori rilevabili dalle funzioni usate
+nelle fasi successive, mentre sarebbe molto più comodo poter tornare
+direttamente al ciclo di lettura principale, scartando l'input come
+errato.\footnote{a meno che, come precisa \cite{glibc}, alla chiusura di
+ ciascuna fase non siano associate operazioni di pulizia specifiche (come
+ deallocazioni, chiusure di file, ecc.), che non potrebbero essere eseguite
+ con un salto non-locale.}
+
+Tutto ciò può essere realizzato salvando il contesto dello stack nel punto in
+cui si vuole tornare in caso di errore, e ripristinandolo quando l'occorrenza
+capita. La funzione che permette di salvare il contesto dello stack è
+\func{setjmp}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{setjmp.h}
\funcdecl{void setjmp(jmp\_buf env)}
Salva il contesto dello stack in \param{env} per un successivo uso da parte
- di \func{longjmp}. Il contesto viene invalidato se la routine che ha
- chiamato \func{setjmp} ritorna.
-
+ di \func{longjmp}.
+
\bodydesc{La funzione ritorna zero quando è chiamata direttamente e un
valore diverso da zero quando ritorna da una chiamata di \func{longjmp}
che usa il contesto salvato in precedenza.}
\end{functions}
-
-Per poter effettuare un salto non locale si usa la funzione \func{longjmp}; il
-suo prototipo è:
+Quando si esegue la funzione il contesto viene salvato in appositi oggetti (di
+tipo \type{jmp\_buf}), passati come primo argomento alla funzione, in genere
+questi vengono definiti come variabili globali in modo da poter essere visti
+in tutte le funzioni del programma.
+
+Quando viene eseguita direttamente la funzione ritorna sempre zero, un valore
+diverso da zero viene restituito solo quando il ritorno è dovuto ad una
+chiamata di \func{longjmp} in un'altra parte del programa. Si tenga conto che
+il contesto salvato in \param{env} viene invalidato se la routine che ha
+chiamato \func{setjmp} ritorna, nel qual caso l'uso di \func{longjmp} può
+comportare conseguenze imprevedibili (e di norma fatali per il processo).
+
+Come accennato per effettuare un salto non-locale ad un punto precedentemente
+stabilito con \func{setjmp} si usa la funzione \func{longjmp}; il suo
+prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{setjmp.h}
\funcdecl{void longjmp(jmp\_buf env, int val)}
- Ripristina il contesto dello stack salvato dall'ultima chiamata di
- \func{setjmp} con l'argomento \param{env}. Il programma prosegue dal ritorno
- di \func{setjmp} con un valore \param{val}. Il valore di \param{val} deve
- essere diverso da zero, se viene specificato 0 sarà usato 1 al suo posto.
-
+ Ripristina il contesto dello stack salvato nell'ultima chiamata di
+ \func{setjmp} con l'argomento \param{env}.
+
\bodydesc{La funzione non ritorna.}
\end{functions}
+Dopo l'esecuzione della funzione programma prosegue dal codice successivo al
+ritorno della \func{setjmp} con cui si era salvato \param{env}, che restituirà
+il valore \param{val} invece di zero. Il valore di \param{val} specificato
+nella chiamata deve essere diverso da zero, se si è specificato 0 sarà
+comunque restituito 1 al suo posto.
+
+In sostanza un \func{longjmp} è analogo ad un \code{return}, solo che invece
+di ritornare alla riga succesiva della funzione chiamante, il programma
+ritorna alla posizione della relativa \func{setjmp}, ed il ritorno può essere
+effettuato anche attraverso diversi livelli di funzioni annidate.
+
+L'implementazione di queste funzioni comporta alcune restrizioni dato che esse
+interagiscono direttamente con la gestione dello stack ed il funzionamento del
+compilatore stesso. In particolare \func{setjmp} è implementata con una macro,
+pertanto non si può cercare di ottenerne l'indirizzo, ed inoltre delle
+chiamate a questa funzione sono sicure solo in uno dei seguenti casi:
+\begin{itemize}
+\item come espressione di controllo in un comando condizionale, di selezione
+ o di iterazione (come \code{if}, \code{switch} o \code{while}).
+\item come operando per un operatore di uguaglianza o confronto in una
+ espressione di controllo di un comando condizionale, di selezione o di
+ iterazione.
+\item come operando per l'operatore di negazione (\code{!}) in una espressione
+ di controllo di un comando condizionale, di selezione o di iterazione.
+\item come espressione a sé stante.
+\end{itemize}
+
+In generale, dato che l'unica differenza fra la chiamata diretta e quella
+ottenuta da un \func{longjmp}, è il valore di ritorno di \func{setjmp}, essa è
+usualmente chiamata all'interno di un comando \code{if}.
+
+Uno dei punti critici dei salti non-locali è quello del valore delle
+variabili, ed in particolare quello delle variabili automatiche della funzione
+a cui si ritorna. In generale le variabili globali e statiche mantengono i
+valori che avevano al momento della chiamata di \func{longjmp}, ma quelli
+delle variabili automatiche (o di quelle dichiarate \code{register}) sono in
+genere indeterminati.
+
+Quello che succede infatti è che i valori delle variabili che sono tenute in
+memoria manterranno il valore avuto al momento della chiamata di
+\func{longjmp}, mentre quelli tenuti nei registri del processore (che nella
+chiamata ad un'altra funzioni vengono salvati nel contesto nello stack)
+torneranno al valore avuto al momento della chiamata di \func{setjmp}; per
+questo quando si vuole avere un comportamento coerente si può bloccare
+l'ottimizzazione che porta le variabili nei registri dichiarandole tutte come
+\code{volatile}.
+
+
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
\func{exec} cancella ogni stack alternativo.
+Abbiamo visto in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
+\func{longjmp} per uscire da un manipolatore rientrando direttamente nel corpo
+del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un manipolatore il segnale
+che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
+modificarlo con \func{sigprocmask}.
+
+Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
+esce da un manipolatore usando questa funzione. Il comportamento dipende
+dall'implementazione; in particolare BSD ripristina la maschera dei segnali
+precedente l'invocazione, come per un normale ritorno, mentre SYSV no. Lo
+standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
+\func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
+caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
+\secref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
+
+Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
+\func{sigsetjmp} e \func{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei due
+comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{setjmp.h}
+
+ \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
+ dello stack per un salto non locale.
+
+ \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto non
+ locale su un precedente contesto.
+
+ \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
+ \func{longjmp} di \secref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
+ il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
+\end{functions}
+
+Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
+salvato il contesto dello stack per permettere il salto non locale; nel caso
+specifico essa è di tipo \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le
+analoghe di \secref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata
+anche la maschera dei segnali.
+
+Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
+diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
+ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
+parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
+\func{longjmp}.
+
In generale si dovrebbe fare uso di \func{sysconf} solo quando la relativa
macro non è definita, quindi con un codice analogo al seguente:
-\footnotesize
+%\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
get_child_max(void)
{
return val;
}
\end{lstlisting}
-\normalsize
+%\normalsize
ma in realtà in Linux queste macro sono comunque definite e indicando un
limite generico, per cui è sempre meglio usare i valori restituiti da
quest'ultima.
La funzione, che viene usata dal comando \cmd{uname}, restituisce le
informazioni richieste nella struttura \param{info}; anche questa struttura è
-definita in \file{sys/utsname.h} come:
-\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
-struct utsname {
- char sysname[_UTSNAME_LENGTH];
- char nodename[_UTSNAME_LENGTH];
- char release[_UTSNAME_LENGTH];
- char version[_UTSNAME_LENGTH];
- char machine[_UTSNAME_LENGTH];
-#ifdef _GNU_SOURCE
- char domainname[_UTSNAME_DOMAIN_LENGTH];
-#endif
-};
-\end{lstlisting}
-e le informazioni memorizzate nei suoi membri indicano rispettivamente:
+definita in \file{sys/utsname.h}, secondo quanto mostrato in
+\secref{fig:sys_utsname}, e le informazioni memorizzate nei suoi membri
+indicano rispettivamente:
\begin{itemize*}
\item il nome del sistema operativo;
\item il nome della release del kernel;
\item il nome della stazione;
\item il nome del domino.
\end{itemize*}
-(l'ultima informazione è stata aggiunta di recente e non è prevista dallo
-standard POSIX).
+l'ultima informazione è stata aggiunta di recente e non è prevista dallo
+standard POSIX, essa è accessibile, come mostrato in \figref{fig:sig_stack_t},
+solo definendo \macro{\_GNU\_SOURCE}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct utsname {
+ char sysname[];
+ char nodename[];
+ char release[];
+ char version[];
+ char machine[];
+#ifdef _GNU_SOURCE
+ char domainname[];
+#endif
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{utsname}.}
+ \label{fig:sys_utsname}
+\end{figure}
+
+In generale si tenga presente che le dimensioni delle stringe di una
+\var{utsname} non è specificata, e che esse sono sempre terminate con
+\macro{NULL}; il manuale delle \acr{glibc} indica due diverse dimensioni,
+\macro{\_UTSNAME\_LENGTH} per i campi standard e
+\macro{\_UTSNAME\_DOMAIN\_LENGTH} per quello specifico per il nome di dominio;
+altri sistemi usano nomi diversi come \macro{SYS\_NMLN} or \macro{\_SYS\_NMLN}
+or \macro{UTSLEN} che possono avere valori diversi; nel caso di Linux
+\func{uname} corrisponde in realtà a 3 system call diverse, le prime due usano
+delle lunghezze delle stringhe di 9 e 65 byte; la terza 65, restituisce anche
+l'ultimo campo con una lunghezza di 257 byte.
\section{Opzioni e configurazione del sistema}
accessibili i vari parametri a qualunque comando di shell e di permettere la
navigazione dell'albero dei valori.
-Alcune delle corrispondenze con i valori di \func{sysctl} sono riportate nei
-commenti in \file{linux/sysctl.h}, la informazione disponibile in
-\file{/proc/sys} è riportata inoltre nella documentazione inclusa nei sorgenti
-del kernel, nella directory \file{Documentation/sysctl}.
+Alcune delle corrispondenze dei file presentin \file{/proc/sys} con i valori
+di \func{sysctl} sono riportate nei commenti del codice che può essere trovato
+in \file{linux/sysctl.h},\footnote{indicando un file di definizioni si fa
+ riferimento alla directory standard dei file di include, che in ogni
+ distribuzione che si rispetti è \file{/usr/include}.} la informazione
+disponibile in \file{/proc/sys} è riportata inoltre nella documentazione
+inclusa nei sorgenti del kernel, nella directory \file{Documentation/sysctl}.
+
+Ma oltre alle informazioni ottenibili da \func{sysctl} dentro \file{proc}
+sono disponibili moltissime altre informazioni, fra cui ad esempio anche
+quelle fornite da \func{uname} (vedi \secref{sec:sys_config}) che sono
+mantenute nei file \file{ostype}, \file{hostname}, \file{osrelease},
+\file{version} e \file{domainname} di \file{/proc/kernel/}.
+
\subsection{La gestione delle proprietà dei filesystem}
valori riportati in \ntab.
\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
\centering
\begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
\hline
informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
\func{statfs} e \func{fstatfs}, i cui prototipi sono:
\begin{functions}
- \headdecl{sys/vfs.h} \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs
- *buf)} \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)} Restituisce in
- \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è posto il file
- specificato.
+ \headdecl{sys/vfs.h}
+ \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs *buf)}
+
+ \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)}
- \bodydesc{Li funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ Restituisce in \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è
+ posto il file specificato.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
\begin{errlist}
\item[\macro{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
-restituite una struttura \param{buf} definita come:
-\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+restituite una struttura \param{buf} di tipo \type{statfs} definita come in
+\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in
+esame sono settati a zero. I valori del campo \var{f\_type} sono definiti per
+i vari filesystem nei relativi file di header dei sorgenti del kernel da
+costanti del tipo \macro{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \macro{XXX} in genere è il
+nome del filesystem stesso.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
struct statfs {
long f_type; /* tipo di filesystem */
long f_bsize; /* dimensione ottimale dei blocchi di I/O */
long f_spare[6]; /* riservati per uso futuro */
};
\end{lstlisting}
-ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in esame sono settati a zero.
-I valori del campo \var{f\_type} sono definiti per i vari filesystem nei
-relativi file di header dei sorgenti del kernel da costanti del tipo
-\macro{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \macro{XXX} in genere è il nome del filesystem
-stesso.
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{statfs}.}
+ \label{fig:sys_statfs}
+\end{figure}
+
Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
file standard \file{/etc/fstab} e \file{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
oggi la maggior parte delle distribuzioni di Linux usa la libreria PAM (sigla
che sta \textit{Pluggable Authentication Method}) che permette di separare
completamente i meccanismi di gestione degli utenti (autenticazione,
-riconoscimeto, ecc.) dal
+riconoscimento, ecc.) dalle modalità in cui i relativi dati vengono mantenuti.
+In questo paragrafo ci limiteremo comunque alle funzioni classiche per la
+lettura delle informazioni relative a utenti e gruppi previste dallo standard
+POSIX.1, che fanno riferimento a quanto memorizzato nei due file appena
+citati, il cui formato è descritto dalle relative pagine del manuale (cioè
+\cmd{man 5 passwd} e \cmd{man 5 group}).
+Per leggere le informazioni relative ad un utente si possono usare due
+funzioni, \func{getpwuid} e \func{getpwnam}, i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{pwd.h}
+ \headdecl{sys/types.h}
+ \funcdecl{struct passwd *getpwuid(uid\_t uid)}
+
+ \funcdecl{struct passwd *getpwnam(const char *name)}
-Lo standard POSIX.1 definisce una serie di funzioni
+ Restituiscono le informazioni relative alll'utente specificato.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano il puntatore alla struttura contenente le
+ informazioni in caso di successo e \macro{NULL} in caso di errore, nel
+ qual caso \var{errno} viene settata ad \macro{ENOMEM}.}
+\end{functions}
+Le due funzioni forniscono le informazioni memorizzate nel database degli
+utenti (che nelle versioni più recenti possono essere ottenute attraverso PAM)
+relative all'utente specificato attraverso il suo \acr{uid} o il nome di
+login, restituendo un puntatore ad una struttura di tipo \type{passwd}, (la
+cui definizione è riportata in \figref{fig:sys_passwd_struct}), allocata
+staticamente.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct passwd {
+ char *pw_name; /* user name */
+ char *pw_passwd; /* user password */
+ uid_t pw_uid; /* user id */
+ gid_t pw_gid; /* group id */
+ char *pw_gecos; /* real name */
+ char *pw_dir; /* home directory */
+ char *pw_shell; /* shell program */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{passwd} contenente le informazioni relative ad un
+ utente del sistema.}
+ \label{fig:sys_passwd_struct}
+\end{figure}
+
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct group {
+ char *gr_name; /* group name */
+ char *gr_passwd; /* group password */
+ gid_t gr_gid; /* group id */
+ char **gr_mem; /* group members */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{passwd} contenente le informazioni relative ad un
+ utente del sistema.}
+ \label{fig:sys_passwd_struct}
+\end{figure}
\section{Limitazione ed uso delle risorse}
In questa sezione esamineremo le funzioni che permettono di esaminare e
controllare come le varie risorse del sistema (CPU, memoria, ecc.) vengono
-utilizzate dai processi, e le modalità con cui è possibile imporre dei limiti
-sul loro utilizzo.
+utilizzate dai singoli processi, e le modalità con cui è possibile imporre dei
+limiti sul loro utilizzo.
-
\subsection{Limiti sulle risorse}
\label{sec:sys_resource_limit}
\footnotesize
\centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
struct rusage {
struct timeval ru_utime; /* user time used */
struct timeval ru_stime; /* system time used */
projects / gapil.git / commitdiff