Sistemati gli indici.
[gapil.git] / intro.tex
1 \chapter{L'architettura del sistema}
2 \label{cha:intro_unix}
3
4 In questo primo capitolo sarà fatta un'introduzione ai concetti generali su
5 cui è basato un sistema operativo di tipo Unix come GNU/Linux, in questo modo
6 potremo fornire una base di comprensione mirata a sottolineare le peculiarità
7 del sistema che sono più rilevanti per quello che riguarda la programmazione.
8
9 Dopo un'introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
10 Unix passeremo ad illustrare alcuni dei concetti base dell'architettura di
11 GNU/Linux (che sono comunque comuni a tutti i sistemi \textit{unix-like}) ed
12 introdurremo alcuni degli standard principali a cui viene fatto riferimento.
13
14
15 \section{Una panoramica}
16 \label{sec:intro_unix_struct}
17
18 In questa prima sezione faremo una breve panoramica sull'architettura del
19 sistema.  Chi avesse già una conoscenza di questa materia può tranquillamente
20 saltare questa sezione.
21
22
23 \subsection{Concetti base}
24 \label{sec:intro_base_concept}
25
26 Il concetto base di un sistema unix-like è quello di un nucleo del sistema (il
27 cosiddetto \textit{kernel}, nel nostro caso Linux) a cui si demanda la
28 gestione delle risorse essenziali (la CPU, la memoria, le periferiche) mentre
29 tutto il resto, quindi anche la parte che prevede l'interazione con l'utente,
30 deve venire realizzato tramite programmi eseguiti dal kernel e che accedano
31 alle risorse hardware tramite delle richieste a quest'ultimo.
32
33 Fin dall'inizio uno Unix si presenta come un sistema operativo
34 \textit{multitasking}, cioè in grado di eseguire contemporaneamente più
35 programmi, e multiutente, in cui è possibile che più utenti siano connessi ad
36 una macchina eseguendo più programmi ``in contemporanea'' (in realtà, almeno
37 per macchine a processore singolo, i programmi vengono eseguiti singolarmente
38 a rotazione).
39
40 % Questa e` una distinzione essenziale da capire,
41 %specie nei confronti dei sistemi operativi successivi, nati per i personal
42 %computer (e quindi per un uso personale), sui quali l'hardware (allora
43 %limitato) non consentiva la realizzazione di un sistema evoluto come uno unix.
44
45 I kernel Unix più recenti, come Linux, sono realizzati sfruttando alcune
46 caratteristiche dei processori moderni come la gestione hardware della memoria
47 e la modalità protetta. In sostanza con i processori moderni si può
48 disabilitare temporaneamente l'uso di certe istruzioni e l'accesso a certe
49 zone di memoria fisica.  Quello che succede è che il kernel è il solo
50 programma ad essere eseguito in modalità privilegiata, con il completo accesso
51 all'hardware, mentre i programmi normali vengono eseguiti in modalità protetta
52 (e non possono accedere direttamente alle zone di memoria riservate o alle
53 porte di input/output).
54
55 Una parte del kernel, lo \textit{scheduler}, si occupa di stabilire, ad
56 intervalli fissi e sulla base di un opportuno calcolo delle priorità, quale
57 ``processo'' deve essere posto in esecuzione (il cosiddetto
58 \textit{preemptive scheduling}). Questo verrà comunque eseguito in modalità
59 protetta; quando necessario il processo potrà accedere alle risorse hardware
60 soltanto attraverso delle opportune chiamate al sistema che restituiranno il
61 controllo al kernel.
62
63 La memoria viene sempre gestita dal kernel attraverso il meccanismo della
64 \textsl{memoria virtuale}\index{memoria virtuale}, che consente di assegnare a
65 ciascun processo uno spazio di indirizzi ``virtuale'' (vedi
66 \secref{sec:proc_memory}) che il kernel stesso, con l'ausilio della unità di
67 gestione della memoria, si incaricherà di rimappare automaticamente sulla
68 memoria disponibile, salvando su disco quando necessario (nella cosiddetta
69 area di \textit{swap}) le pagine di memoria in eccedenza.
70
71 Le periferiche infine vengono viste in genere attraverso un'interfaccia
72 astratta che permette di trattarle come fossero file, secondo il concetto per
73 cui \textit{everything is a file}, su cui torneremo in dettaglio in
74 \capref{cha:file_intro}, (questo non è vero per le interfacce di rete, che
75 hanno un'interfaccia diversa, ma resta valido il concetto generale che tutto
76 il lavoro di accesso e gestione a basso livello è effettuato dal kernel).
77
78
79 \subsection{User space e kernel space}
80 \label{sec:intro_user_kernel_space}
81
82 Uno dei concetti fondamentali su cui si basa l'architettura dei sistemi Unix è
83 quello della distinzione fra il cosiddetto \textit{user space}, che
84 contraddistingue l'ambiente in cui vengono eseguiti i programmi, e il
85 \textit{kernel space}, che è l'ambiente in cui viene eseguito il kernel. Ogni
86 programma vede sé stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU e
87 della memoria ed è, salvo i meccanismi di comunicazione previsti
88 dall'architettura, completamente ignaro del fatto che altri programmi possono
89 essere messi in esecuzione dal kernel.
90
91 Per questa separazione non è possibile ad un singolo programma disturbare
92 l'azione di un altro programma o del sistema e questo è il principale motivo
93 della stabilità di un sistema unix-like nei confronti di altri sistemi in cui
94 i processi non hanno di questi limiti, o che vengono per vari motivi eseguiti
95 al livello del kernel.
96
97 Pertanto deve essere chiaro a chi programma in Unix che l'accesso diretto
98 all'hardware non può avvenire se non all'interno del kernel; al di fuori dal
99 kernel il programmatore deve usare le opportune interfacce che quest'ultimo
100 fornisce allo user space. 
101
102
103 \subsection{Il kernel e il sistema}
104 \label{sec:intro_kern_and_sys}
105
106 Per capire meglio la distinzione fra kernel space e user space si può prendere
107 in esame la procedura di avvio di un sistema unix-like; all'avvio il BIOS (o
108 in generale il software di avvio posto nelle EPROM) eseguirà la procedura di
109 avvio del sistema (il cosiddetto \textit{boot}), incaricandosi di caricare il
110 kernel in memoria e di farne partire l'esecuzione; quest'ultimo, dopo aver
111 inizializzato le periferiche, farà partire il primo processo, \cmd{init}, che
112 è quello che a sua volta farà partire tutti i processi successivi. Fra questi
113 ci sarà pure quello che si occupa di dialogare con la tastiera e lo schermo
114 della console, e quello che mette a disposizione dell'utente che si vuole
115 collegare, un terminale e la \textit{shell} da cui inviare i comandi.
116
117 E' da rimarcare come tutto ciò, che usualmente viene visto come parte del
118 sistema, non abbia in realtà niente a che fare con il kernel, ma sia
119 effettuato da opportuni programmi che vengono eseguiti, allo stesso modo di un
120 qualunque programma di scrittura o di disegno, in user space.
121
122 Questo significa, ad esempio, che il sistema di per sé non dispone di
123 primitive per tutta una serie di operazioni (come la copia di un file) che
124 altri sistemi (come Windows) hanno invece al loro interno. Pertanto buona
125 parte delle operazioni di normale amministrazione di un sistema, come quella
126 in esempio, sono implementate come normali programmi.
127
128 %Una delle caratteristiche base di unix \`e perci\`o che \`e possibile
129 %realizzare un sistema di permessi e controlli che evitano che i programmi
130 %eseguano accessi non autorizzati. 
131
132 Per questo motivo quando ci si riferisce al sistema nella sua interezza è
133 corretto parlare di un sistema GNU/Linux: da solo il kernel è assolutamente
134 inutile; quello che costruisce un sistema operativo utilizzabile è la presenza
135 di tutta una serie di librerie e programmi di utilità (che di norma sono
136 quelli realizzati dal progetto GNU della Free Softwae Foundation) che
137 permettono di eseguire le normali operazioni che ci si aspetta da un sistema
138 operativo.
139
140
141 \subsection{Chiamate al sistema e librerie di funzioni}
142 \label{sec:intro_syscall}
143
144 Come accennato le interfacce con cui i programmi possono accedere all'hardware
145 vanno sotto il nome di chiamate al sistema (le cosiddette \textit{system
146   call}), si tratta di un insieme di funzioni che un programma può chiamare, w
147 per le quali viene generata un'interruzione del processo ed il controllo passa
148 dal programma al kernel. Sarà poi quest'ultimo che (oltre a compiere una serie
149 di operazioni interne come la gestione del multitasking e l'allocazione della
150 memoria) eseguirà la funzione richiesta in \textit{kernel space} restituendo i
151 risultati al chiamante.
152
153 Ogni versione di Unix ha storicamente sempre avuto un certo numero di queste
154 chiamate, che sono riportate nella seconda sezione del \textsl{Manuale della
155   programmazione di Unix} (quella cui si accede con il comando \cmd{man 2
156   nome}) e inux non fa eccezione. Queste sono poi state codificate da vari
157 standard, che esamineremo brevemente in \secref{sec:intro_standard}.
158
159 Normalmente ciascuna di queste chiamate al sistema viene rimappata in
160 opportune funzioni con lo stesso nome definite dentro la Libreria Standard del
161 C, che, oltre alle interfacce alle system call, contiene anche tutta la serie
162 delle ulteriori funzioni definite dai vari standard, che sono comunemente
163 usate nella programmazione.
164
165 Questo è importante da capire perché programmare in Linux significa anzitutto
166 essere in grado di usare le varie interfacce contenute nella Libreria Standard
167 del C, in quanto né il kernel, né il linguaggio C, implementano direttamente
168 operazioni comuni come la allocazione dinamica della memoria, l'input/output
169 bufferizzato o la manipolazione delle stringhe, presenti in qualunque
170 programma.
171
172 Anche questo ci mostra in maniera evidente come nella stragrande magggioranza
173 dei casi,\footnote{esistono implementazioni diverse delle librerie del C, come
174   le \textit{libc5}, che non derivano dal progetto GNU, ma oggi sono, tranne
175   casi particolari, completamente soppiantate dalle \acr{glibc}.} quello che
176 si sta utilizzando è un sistema GNU/Linux, in quanto una parte essenziale del
177 sistema (senza la quale niente può funzionare) è la realizzazione fatta dalla
178 Free Software Foundation della suddetta libreria (la GNU Standard C Library,
179 detta in breve \textit{glibc}), in cui sono state implementate tutte le
180 funzioni essenziali definite negli standard POSIX e ANSI C, che vengono
181 utilizzate da qualunque programma.
182
183 Le funzioni di questa libreria sono quelle riportate dalla terza sezione del
184 Manuale di Programmazione di Unix (cioè accessibili con il comando \cmd{man 3
185   nome}) e sono costruite sulla base delle chiamate al sistema del kernel; è
186 importante avere presente questa distinzione, fondamentale dal punto di vista
187 dell'implementazione, anche se poi, nella realizzazione di normali programmi,
188 non si hanno differenze pratiche fra l'uso di una funzione di libreria e
189 quello di una chiamata al sistema.
190
191
192 \subsection{Un sistema multiutente}
193 \label{sec:intro_multiuser}
194
195 Linux, come gli altri kernel Unix, nasce fin dall'inizio come sistema
196 multiutente, cioè in grado di fare lavorare più persone in contemporanea. Per
197 questo esistono una serie di meccanismi di sicurezza, che non sono previsti in
198 sistemi operativi monoutente, e che occorre tenere presente.
199
200 Il concetto base è quello di utente (\textit{user}) del sistema, le cui
201 capacità rispetto a quello che può fare sono sottoposte a ben precisi limiti.
202 Sono così previsti una serie di meccanismi per identificare i singoli utenti
203 ed una serie di permessi e protezioni per impedire che utenti diversi possano
204 danneggiarsi a vicenda o danneggiare il sistema.
205
206 Ad ogni utente è dato un nome \textit{username}, che è quello che viene
207 richiesto all'ingresso nel sistema dalla procedura di \textit{login}. Questa
208 procedura si incarica di verificare l'identità dell'utente, in genere
209 attraverso la richiesta di una parola d'ordine, anche se sono possibili
210 meccanismi diversi.\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
211   (\textit{Pluggable Autentication Methods}) è possibile astrarre
212   completamente i meccanismi di autenticazione e sostituire ad esempio l'uso
213   delle password con meccanismi di identificazione biometrica.}
214
215 Eseguita la procedura di riconoscimento in genere il sistema manda in
216 esecuzione un programma di interfaccia (che può essere la \textit{shell} su
217 terminale o un'interfaccia grafica) che mette a disposizione dell'utente un
218 meccanismo con cui questo può impartire comandi o eseguire altri programmi.
219
220 Ogni utente appartiene anche ad almeno un gruppo (il cosiddetto
221 \textit{default group}), ma può essere associato ad altri gruppi (i
222 \textit{supplementary group}), questo permette di gestire i permessi di
223 accesso ai file e quindi anche alle periferiche, in maniera più flessibile,
224 definendo gruppi di lavoro, di accesso a determinate risorse, etc.
225
226 L'utente e il gruppo sono identificati da due numeri (la cui corrispondenza ad
227 un nome espresso in caratteri è inserita nei due file \file{/etc/passwd} e
228 \file{/etc/groups}). Questi numeri sono l'\textit{user identifier}, detto in
229 breve \acr{uid}, e il \textit{group identifier}, detto in breve \acr{gid}, che
230 sono quelli che poi vengono usati dal kernel per identificare l'utente.
231  
232 In questo modo il sistema è in grado di tenere traccia per ogni processo
233 dell'utente a cui appartiene ed impedire ad altri utenti di interferire con
234 esso. Inoltre con questo sistema viene anche garantita una forma base di
235 sicurezza interna in quanto anche l'accesso ai file (vedi
236 \secref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
237 identificazione.
238
239 Infine in ogni Unix è presente un utente speciale privilegiato, il cosiddetto
240 \textit{superuser}, il cui username è di norma \textit{root}, ed il cui
241 \acr{uid} è zero. Esso identifica l'amministratore del sistema, che deve
242 essere in grado di fare qualunque operazione; per l'utente \textit{root}
243 infatti i meccanismi di controllo descritti in precedenza sono
244 disattivati.\footnote{i controlli infatti vengono sempre eseguiti da un codice
245   del tipo \code{if (uid) \{ ... \}}}
246
247
248 \section{Gli standard}
249 \label{sec:intro_standard}
250
251 In questa sezione faremo una breve panoramica relativa ai vari standard che
252 nel tempo sono stati formalizzati da enti, associazioni, consorzi e
253 organizzazioni varie al riguardo del sistema o alle caratteristiche che si
254 sono stabilite come standard di fatto in quanto facenti parte di alcune
255 implementazioni molto diffuse come BSD o SVr4.
256
257 Ovviamente prenderemo in considerazione solo gli standard riguardanti
258 interfacce di programmazione e le altre caratteristiche di un sistema
259 unix-like (alcuni standardizzano pure i comandi base del sistema e la shell)
260 ed in particolare ci concentreremo sul come ed in che modo essi sono
261 supportati sia per quanto riguarda il kernel che le librerie del C (con una
262 particolare attenzione alle \acr{glibc}).
263
264
265 \subsection{Lo standard ANSI C}
266 \label{sec:intro_ansiC}
267
268 Lo standard ANSI C è stato definito nel 1989 dall'\textit{American National
269   Standard Institute}, come standard del linguaggio C ed è stato
270 successivamente adottato dalla \textit{International Standard Organisation}
271 come standard internazionale con la sigla ISO/IEC 9899:1990, e va anche sotto
272 il nome di standard ISO C.
273
274 Scopo dello standard è quello di garantire la portabilità dei programmi C fra
275 sistemi operativi diversi, ma oltre alla sintassi e alla semantica del
276 linguaggio C (operatori, parole chiave, tipi di dati) lo standard prevede
277 anche una libreria di funzioni che devono poter essere implementate su
278 qualunque sistema operativo.
279
280 Per questo motivo, anche se lo standard non ha alcun riferimento ad un sistema
281 di tipo Unix, GNU/Linux (per essere precisi le \acr{glibc}), come molti Unix
282 moderni, provvede la compatibilità con questo standard, fornendo le funzioni
283 di libreria da esso previste. Queste sono dichiarate in quindici header file
284 (anch'essi provvisti dalla \acr{glibc}), uno per ciascuna delle quindici aree
285 in cui è stata suddivisa una libreria standard. In (\ntab\ da fare) si sono
286 riportati questi header, insieme a quelli definiti negli altri standard
287 descritti nelle sezioni successive.
288
289 In realtà \acr{glibc} ed i relativi header file definiscono un insieme di
290 funzionalità in cui sono incluse come sottoinsieme anche quelle previste dallo
291 standard ANSI C. È possibile ottenere una conformità stretta allo standard
292 (scartando le funzionalità addizionali) usando il \cmd{gcc} con l'opzione
293 \cmd{-ansi}. Questa opzione istruisce il compilatore a definire nei vari
294 header file soltanto le funzionalità previste dallo standard ANSI C e a non
295 usare le varie estensioni al linguaggio e al preprocessore da esso supportate.
296
297
298 \subsection{Lo standard IEEE -- POSIX}
299 \label{sec:intro_posix}
300
301 Uno standard più attinente al sistema nel suo complesso (e che concerne sia il
302 kernel che le librerie) è lo standard POSIX. Esso prende origine dallo
303 standard ANSI C, che contiene come sottoinsieme, prevedendo ulteriori capacità
304 per le funzioni in esso definite, ed aggiungendone di nuove.
305
306 In realtà POSIX è una famiglia di standard diversi, il cui nome, suggerito da
307 Richard Stallman, sta per \textit{Portable Operating System Interface}, ma la
308 X finale denuncia la sua stretta relazione con i sistemi Unix. Esso nasce dal
309 lavoro dell'IEEE (\textit{Institute of Electrical and Electronics Engeneers})
310 che ne produsse una prima versione, nota come IEEE 1003.1-1988, mirante a
311 standardizzare l'interfaccia con il sistema operativo.
312
313 Ma gli standard POSIX non si limitano alla standardizzazione delle funzioni di
314 libreria, e in seguito sono stati prodotti anche altri standard per la shell e
315 i comandi di sistema (1003.2), per le estensioni realtime e per i thread
316 (1003.1d e 1003.1c) e vari altri.
317
318 Benché lo standard POSIX sia basato sui sistemi Unix esso definisce comunque
319 un'interfaccia di programmazione generica e non fa riferimento ad una
320 implementazione specifica (ad esempio esiste un'implementazione di questo
321 standard anche sotto Windows NT).  Lo standard si è evoluto nel tempo, ed una
322 versione più aggiornata (quella che viene normalmente denominata POSIX.1) è
323 stata rilasciata come standard internazionale con la sigla ISO/IEC
324 9945-1:1996.
325
326 Le \acr{glibc} implementano tutte le funzioni definite nello standard POSIX.1,
327 fornendo in più alcune ulteriori capacità (per funzioni di \textit{pattern
328   matching} e per la manipolazione delle \textit{regular expression}), che
329 usate dalla shell e dai comandi di sistema e che sono definite nello standard
330 POSIX.2.
331
332
333 \subsection{Lo standard X/Open -- XPG3}
334 \label{sec:intro_xopen}
335
336 Il consorzio X/Open nacque nel 1984 come consorzio di venditori di sistemi
337 Unix per giungere ad un'armonizzazione delle varie implementazioni.  Per far
338 questo iniziò a pubblicare una serie di documentazioni e specifiche sotto il
339 nome di \textit{X/Open Portability Guide} (a cui di norma si fa riferimento
340 con l'abbreviazione XPGn).
341
342 Nel 1989 produsse una terza versione di questa guida particolarmente
343 voluminosa (la \textit{X/Open Portability Guide, Issue 3}), contenente
344 un'ulteriore standardizzazione dell'interfaccia di sistema di Unix, che venne
345 presa come riferimento da vari produttori.
346
347 Questo standard, detto anche XPG3 dal nome della suddetta guida, è sempre
348 basato sullo standard POSIX.1, ma prevede una serie di funzionalità aggiuntive
349 fra cui le specifiche delle API per l'interfaccia grafica (X11).
350
351 Nel 1992 lo standard venne rivisto con una nuova versione della guida, la
352 Issue 4 (da cui la sigla XPG4) che aggiungeva l'interfaccia XTI (\textit{X
353   Transport Interface}) mirante a soppiantare (senza molto successo)
354 l'interfaccia dei socket derivata da BSD. Una seconda versione della guida fu
355 rilasciata nel 1994, questa è nota con il nome di Spec 1170 (dal numero delle
356 interfacce, header e comandi definiti). 
357
358 Nel 1993 il marchio Unix passò di proprietà dalla Novell (che a sua volta lo
359 aveva comprato dalla AT\&T) al consorzio X/Open che iniziò a pubblicare le sue
360 specifiche sotto il nome di \textit{Single UNIX Specification}, l'ultima
361 versione di Spec 1170 diventò così la prima versione delle \textit{Single UNIX
362   Specification}, SUSv1, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
363
364
365 \subsection{Gli standard Unix  -- Open Group}
366 \label{sec:intro_opengroup}
367
368 Nel 1996 la fusione del consorzio X/Open con la Open Software Foundation (nata
369 da un gruppo di aziende concorrenti rispetto ai fondatori di X/Open) portò
370 alla costituzione dell'Open Group, un consorzio internazionale che raccoglie
371 produttori, utenti industriali, entità accademiche e governative.
372
373 Attualmente il consorzio è detentore del marchio depositato Unix, e prosegue
374 il lavoro di standardizzazione delle varie implementazioni, rilasciando
375 periodicamente nuove specifiche e strumenti per la verifica della conformità
376 alle stesse.
377
378 Nel 1997 fu annunciata la seconda versione delle \textit{Single UNIX
379   Specification}, nota con la sigla SUSv2, in queste versione le interfacce
380 specificate salgono a 1434 (e 3030 se si considerano le stazioni di lavoro
381 grafiche, per le quali sono inserite pure le interfacce usate da CDE che
382 richiede sia X11 che Motif). La conformità a questa versione permette l'uso
383 del nome \textit{Unix 98}, usato spesso anche per riferirsi allo standard.
384
385
386 \subsection{Lo ``standard'' BSD}
387 \label{sec:intro_bsd}
388
389 Lo sviluppo di BSD iniziò quando la fine della collaborazione fra l'Università
390 di Berkley e la AT/T generò una delle prime e più importanti fratture del
391 mondo Unix.  L'Università di Berkley proseguì nello sviluppo della base di
392 codice di cui disponeva, e che presentava parecchie migliorie rispetto alle
393 allora versioni disponibili, fino ad arrivare al rilascio di una versione
394 completa di Unix, chiamata appunto BSD, del tutto indipendente dal codice
395 della AT/T.
396
397 Benché BSD non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di Unix
398 dell'Università di Berkley, ha provveduto nel tempo una serie di estensioni e
399 di API grande rilievo, come il link simbolici, la funzione \code{select}, i
400 socket.
401
402 Queste estensioni sono state via via aggiunte al sistema nelle varie versioni
403 del sistema (BSD 4.2, BSD 4.3 e BSD 4.4) come pure in alcuni derivati
404 commerciali come SunOS. Le \acr{glibc} provvedono tutte queste estensioni che
405 sono state in gran parte incorporate negli standard successivi.
406
407
408 \subsection{Lo standard System V}
409 \label{sec:intro_sysv}
410
411 Come noto Unix nasce nei laboratori della AT/T, che ne registrò il nome come
412 marchio depositato, sviluppandone una serie di versioni diverse; nel 1983 la
413 versione supportata ufficialmente venne rilasciata al pubblico con il nome di
414 Unix System V. Negli anni successivi l'AT/T proseguì lo sviluppo rilasciando
415 varie versioni con aggiunte e integrazioni; nel 1989 un accordo fra vari
416 venditori (AT/T, Sun, HP, e altro) portò ad una versione che provvedeva
417 un'unificazione dell interfacce comprendente Xenix e BSD, la System V release
418 4.
419
420 L'interfaccia di questa ultima release è descritta in un documento dal titolo
421 \textit{System V Interface Description}, o SVID; spesso però si riferimento a
422 questo standard con il nome della sua implementazione, usando la sigla SVr4.
423
424 Anche questo costituisce un sovrainsieme delle interfacce definite dallo
425 standard POSIX.  Nel 1992 venne rilasciata una seconda versione del sistema:
426 la SVr4.2. L'anno successivo la divisione della AT/T (già a suo tempo
427 rinominata in Unix System Laboratories) venne acquistata dalla Novell, che poi
428 trasferì il marchio Unix al consorzio X/Open; l'ultima versione di System V fu
429 la SVr4.2MP rilasciata nel Dicembre 93.
430
431 Le \acr{glibc} implementano le principali funzionalità richieste da SVID che
432 non sono già incluse negli standard POSIX ed ANSI C, per compatibilità con lo
433 Unix System V e con altri Unix (come SunOS) che le includono. Tuttavia le
434 funzionalità più oscure e meno utilizzate (che non sono presenti neanche in
435 System V) sono state tralasciate.
436
437 Le funzionalità implementate sono principalmente il meccanismo di
438 intercomunicazione fra i processi e la memoria condivisa (il cosiddetto System
439 V IPC, che vedremo in \secref{sec:ipc_sysv}) le funzioni della famiglia
440 \func{hsearch} e \func{drand48}, \func{fmtmsg} e svariate funzioni
441 matematiche.
442
443
444 \subsection{Il comportamento standard del \cmd{gcc} e delle \acr{glibc}}
445 \label{sec:intro_gcc_glibc_std}
446
447 In Linux grazie alle \acr{glibc} gli standard appena descritti sono ottenibili
448 sia attraverso l'uso di opzioni del compilatore (il \cmd{gcc}) che definendo
449 opportune costanti prima della inclusione dei file degli header.
450
451 Se si vuole che i programmi seguano una stretta attinenza allo standard ANSI C
452 si può usare l'opzione \cmd{-ansi} del compilatore, e non sarà riconosciuta
453 nessuna funzione non riconosciuta dalle specifiche standard ISO per il C.
454
455 Per attivare le varie opzioni è possibile definire le macro di preprocessore,
456 che controllano le funzionalità che le \acr{glibc} possono mettere a
457 disposizione: questo può essere fatto attraverso l'opzione \cmd{-D} del
458 compilatore, ma è buona norma inserire gli opportuni \code{\#define} nei
459 propri header file.
460
461 Le macro disponibili per i vari standard sono le seguenti:
462 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
463 \item[\macro{\_POSIX\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
464   tutte le funzionalità dello standard POSIX.1 (la versione IEEE Standard
465   1003.1) insieme a tutte le funzionalità dello standard ISO C. Se viene anche
466   definita con un intero positivo la macro \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} lo stato
467   di questa non viene preso in considerazione.
468 \item[\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE}] definendo questa macro ad un valore intero
469   positivo si controlla quale livello delle funzionalità specificate da POSIX
470   viene messa a disposizione; più alto è il valore maggiori sono le
471   funzionalità. Se è uguale a '1' vengono attivate le funzionalità specificate
472   nella edizione del 1990 (IEEE Standard 1003.1-1990), valori maggiori o
473   uguali a '2' attivano le funzionalità POSIX.2 specificate nell'edizione del
474   1992 (IEEE Standard 1003.2-1992). Un valore maggiore o uguale a `199309L'
475   attiva le funzionalità POSIX.1b specificate nell'edizione del 1993 (IEEE
476   Standard 1003.1b-1993).  Un valore maggiore o uguale a `199506L' attiva le
477   funzionalità POSIX.1 specificate nell'edizione del 1996 (ISO/IEC 9945-1:
478   1996). Valori superiori abiliteranno ulteriori estensioni.
479 \item[\macro{\_BSD\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
480   funzionalità derivate da BSD4.3, insieme a quelle previste dagli standard
481   ISO C, POSIX.1 e POSIX.2. Alcune delle funzionalità previste da BSD sono
482   però in conflitto con le corrispondenti definite nello standard POSIX.1, in
483   questo caso le definizioni previste da BSD4.3 hanno la precedenza rispetto a
484   POSIX.  A causa della natura dei conflitti con POSIX per ottenere una piena
485   compatibilità con BSD4.3 è necessario anche usare una libreria di
486   compatibilità, dato che alcune funzioni sono definite in modo diverso. In
487   questo caso occorre pertanto anche usare l'opzione \cmd{-lbsd-compat} con il
488   compilatore per indicargli di utilizzare le versioni nella libreria di
489   compatibilità prima di quelle normali.
490 \item[\macro{\_SVID\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
491   funzionalità derivate da SVID. Esse comprendono anche quelle definite negli
492   standard ISO C, POSIX.1, POSIX.2, and X/Open.
493 \item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
494   funzionalità descritte nella \textit{X/Open Portability Guide}. Anche queste
495   sono un soprainsieme di quelle definite in POSIX.1 e POSIX.2 ed in effetti
496   sia \macro{\_POSIX\_SOURCE} che \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} vengono
497   automaticamente definite. Sono incluse anche ulteriori funzionalità
498   disponibili in BSD e SVID. Se il valore della macro è posto a 500 questo
499   include anche le nuove definizioni introdotte con la \textit{Single UNIX
500     Specification, version 2}, cioè Unix98.
501 \item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}] definendo questa macro si attivano le
502   ulteriori funzionalità necessarie ad essere conformi al rilascio del marchio
503   \textit{X/Open Unix}.
504 \item[\macro{\_ISOC99\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
505   funzionalità previste per la revisione delle librerie standard del C
506   denominato ISO C99. Dato che lo standard non è ancora adottato in maniera
507   ampia queste non sono abilitate automaticamente, ma le \acr{glibc} hanno già
508   un'implementazione completa che può essere attivata definendo questa macro.
509 \item[\macro{\_LARGEFILE\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
510   funzionalità per il supporto dei file di grandi dimensioni (il \textit{Large
511     File Support} o LFS) con indici e dimensioni a 64 bit.
512 \item[\macro{\_GNU\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano tutte le
513   funzionalità disponibili: ISO C89, ISO C99, POSIX.1, POSIX.2, BSD, SVID,
514   X/Open, LFS più le estensioni specifiche GNU. Nel caso in cui BSD e POSIX
515   confliggano viene data la precedenza a POSIX.
516 \end{basedescript}
517
518 In particolare è da sottolineare che le \acr{glibc} supportano alcune
519 estensioni specifiche GNU, che non sono comprese in nessuno degli
520 standard citati. Per poterle utilizzare esse devono essere attivate
521 esplicitamente definendo la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di
522 includere i vari header file.
523
524
525 \subsection{Gli standard di GNU/Linux}
526 \label{sec:intro_linux_std}
527
528 Da fare (o cassare, a seconda del tempo e della voglia).
529
530
531
532 %%% Local Variables: 
533 %%% mode: latex
534 %%% TeX-master: "gapil"
535 %%% End: