process.tex

   1 \chapter{L'interfaccia base con i processi}
   2 \label{cha:process_interface}
   3
   4 Come accennato nell'introduzione il processo è l'unità di base con cui un
   5 sistema unix alloca ed utilizza le risorse.  Questo capitolo tratterà
   6 l'interfaccia base fra il sistema e i processi, su come vengono passati i
   7 parametri, come viene gestita e allocata la memoria, su come un processo può
   8 richiedere servizi al sistema, su cosa deve fare quando ha finito la sua
   9 esecuzione.
  10
  11 In genere un programma viene eseguito quando un processo lo fa partire
  12 eseguendo una funzione della famiglia \texttt{exec}; torneremo su questo e
  13 sulla la creazione e gestione dei processi nel prossimo capitolo, in questo
  14 affronteremo l'avvio e il funzionamento di un programma dal punto di vista del
  15 programma posto in esecuzione.
  16
  17
  18 \section{La funzione \texttt{main}}
  19 \label{sec:proc_main}
  20
  21
  22
  23 \subsection{}
  24 \label{sec:proc_}
  25
  26
  27
  28 \subsection{La funzione \texttt{exit}}
  29 \label{sec:proc_exit}
  30
  31
  32 \section{La gestione della memoria}
  33 \label{sec:proc_mem_manag}
  34
  35
  36
  37 \section{Gestione di parametri e opzioni}
  38 \label{sec:parameter_options}
  39
  40 Il passaggio dei parametri e delle variabili di ambiente dalla riga di comando
  41 al singolo programma quando viene lanciato è effettuato attraverso le
  42 variabili \texttt{argc}, \texttt{argv} che vengono passate al programma
  43 come argomenti della funzione principale:
  44
  45 \subsection{Il formato dei parametri}
  46 \label{sec:proc_par_format}
  47 In genere passaggio dei parametri al programma viene effettuato dalla shell,
  48 che si incarica di leggere la linea di comando e di effettuarne la scansione
  49 (il cosiddetto \textit{parsing}) per individuare le parole che la compongono,
  50 ciascuna delle quali viene considerata un parametro; di default per
  51 individuare le parole viene usato come separatore lo spazio (comportamento
  52 modificabile attraverso il settaggio della variabile di ambiente IFS).
  53
  54 Nella scansione viene costruito l'array di puntatori \texttt{argv} inserendo
  55 in successione il puntatore alla stringa costituente l'$n$-simo parametro; la
  56 variabile \texttt{argc} viene inizializzata al numero di parametri trovati, in
  57 questo modo il primo parametro è sempre il nome del programma (vedi \nfig).
  58
  59 \subsection{La gestione delle opzioni}
  60 \label{sec:proc_opt_handling}
  61
  62 In generale un programma unix riceve da linea di comando sia i parametri che
  63 le opzioni, queste ultime sono standardizzate per essere riconosciute come
  64 tali: un elemento di \texttt{argv} che inizia con \texttt{-} e che non sia un
  65 singolo \texttt{-} o \texttt{--} viene considerato un'opzione.  In in genere
  66 le opzioni sono costituite da un lettera preceduta dal meno e possono avere o
  67 no un parametro associato; un comando tipico può essere cioè qualcosa del
  68 tipo:
  69 \begin{verbatim}
  70 touch -r riferimento.txt -m questofile.txt
  71 \end{verbatim}
  72 ed in questo caso le opzioni sono \texttt{m} ed \texttt{r}.
  73
  74 Per gestire le opzioni all'interno dei parametri passati in \texttt{argv} le
  75 librerie standard del C forniscono la funzione \texttt{getopt} (accessibile
  76 includendo \texttt{unistd.h}), che ha il prototipo:
  77 \begin{verbatim}
  78 int getopt(int argc, char * const argv[], const char * optstring);
  79 \end{verbatim}
  80
  81 Questa funzione prende come argomenti le due variabili \texttt{argc} e
  82 \texttt{argv} ed una stringa che indica quali sono le opzioni valide; la
  83 funzione effettua la scansione della lista dei parametri ricercando ogni
  84 stringa che comincia con \texttt{-} e ritorna ogni volta che trova una opzione
  85 valida.
  86
  87 La stringa \texttt{optstring} indica quali sono le opzioni riconosciute ed è
  88 costituita da tutti i caratteri usati per identificare le singole opzioni, se
  89 l'opzione ha un parametro al carattere deve essere fatto seguire un segno di
  90 due punti \texttt{:} nel caso appena accennato ad esempio la stringa di
  91 opzioni sarebbe \texttt{"r:m"}.
  92
  93 La modalità di uso è pertanto quella di chiamare più volte la funzione
  94 all'interno di un ciclo di while fintanto che essa non ritorna il valore
  95 \texttt{-1} che indica che non ci sono più opzioni. Nel caso si incontri
  96 un'opzione non dichiarata in \texttt{optstring} viene ritornato un \texttt{?}
  97 mentre se l'opzione non è seguita da un parametro viene ritornato un
  98 \texttt{:} infine se viene incontrato il valore \texttt{--} la scansione viene
  99 considerata conclusa.
 100
 101 Quando la funzione trova un'opzione essa ritorna il valore numerico del
 102 carattere, in questo modo si possono prendere le azioni relative usando un
 103 case; la funzione inizializza inoltre alcune varibili globali:
 104 \begin{itemize}
 105 \item \texttt{char * optarg} contiene il puntatore alla stringa argomento
 106   dell'opzione.
 107 \item \texttt{int optind} alla fine della scansione restituisce l'indice del
 108   primo argomento che non è un'opzione.
 109 \item \texttt{int opterr} previene, se posto a zero, la stampa di un messaggio
 110   di errore in caso di riconoscimento di opzioni non definite.
 111 \item \texttt{int optopt} contiene il carattere dell'opzione non riconosciuta.
 112 \end{itemize}
 113
 114 In \nfig è mostrato un programma di esempio,
 115
 116
 117 \begin{figure}[htbp]
 118   \footnotesize
 119     \begin{lstlisting}{}
 120     opterr = 0;  /* don't want writing to stderr */
 121     while ( (i = getopt(argc, argv, "o:a:i:hve")) != -1) {
 122         switch (i) {
 123         case 'i':   /* input file */
 124             in_file=open(optarg,O_RDONLY);
 125             if (in_file<0) {
 126                 perror("Cannot open input file");
 127                 exit(1);
 128             }
 129             break;
 130         case 'o':   /* output file (overwrite) */
 131             out_file=open(optarg,O_WRONLY|O_CREAT);
 132             if (out_file<0) {
 133                 perror("Cannot open output file");
 134                 exit(1);
 135             }
 136             break;
 137             break;
 138         case 'a':   /* output file (append) */
 139             out_file=open(optarg,O_WRONLY|O_CREAT|O_APPEND);
 140             break;
 141         case 'h':   /* print help usage */
 142             usage();
 143             break;
 144         case 'v':   /* set verbose mode */
 145             debug("Option -v active\n");
 146             verbose=1;
 147             break;
 148         case '?':   /* unrecognized options */
 149             printf("Unrecognized options -%c\n",optopt);
 150             usage();
 151         default:    /* should not reached */
 152             debug("default option\n");
 153             usage();
 154         }
 155     }
 156     debug("Optind %d, argc %d\n",optind,argc);
 157   \end{lstlisting}
 158   \caption{Esempio di codice per la gestione delle opzioni.}
 159   \label{fig:proc_options_code}
 160 \end{figure}
 161
 162 \subsection{Opzioni in formato esteso}
 163 \label{sec:proc_opt_extended}
 164
 165 Un'estensione di questo schema è costituito dalle cosiddette
 166 \textit{long-options} espresse nella forma \texttt{--option=parameter}, anche
 167 la gestione di queste ultime è stata standardizzata attraverso l'uso di una
 168 versione estesa di \texttt{getopt}.
 169
 170
 171 \subsection{Le variabili di ambiente}
 172 \label{sec:proc_env_var}
 173
 174 Questo va fatto.
 175
 176