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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 \textit{process group} (detto
102 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 \textit{process group} in \textit{foreground}, che riunisce i processi che
110 possono accedere al terminale, e più \textit{process group} in
111 \textit{background}, che non possono accedervi. Il \textit{job control}
112 prevede che quando un processo appartenente ad un raggruppamento in
113 \textit{background} cerca di accedere al terminale, venga inviato un segnale a
114 tutti i processi del raggruppamento, in modo da bloccarli (vedi
115 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 \textit{group leader} di un nuovo
241 raggruppamento. Tutti i successivi processi da esso creati apparterranno (a
242 meno di non cambiare di nuovo il \ids{PGID}) al nuovo raggruppamento.
244 La versione illustrata è quella usata nella definizione di POSIX.1, in BSD
245 viene usata una funzione con questo nome, che però è identica a
246 \func{setpgid}, che vedremo a breve, negli argomenti e negli effetti. Nella
247 \acr{glibc} viene sempre usata sempre questa definizione, a meno di non
248 richiedere esplicitamente la compatibilità all'indietro con BSD, definendo la
249 macro \macro{\_BSD\_SOURCE} ed evitando di definire le macro che richiedono
250 gli altri standard, come per \func{getpgrp}.
252 È inoltre possibile spostare un processo da un raggruppamento di processi ad
253 un altro cambiandone il \ids{PGID} con la funzione di sistema \funcd{setpgid},
258 \fdecl{int setpgid(pid\_t pid, pid\_t pgid)}
259 \fdesc{Modifica il \ids{PGID} di un processo.}
262 {La funzione ritorna il valore del nuovo \textit{process group} in caso di
263 successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
266 \item[\errcode{EACCES}] il processo di cui si vuole cambiare il \ids{PGID}
267 ha già eseguito una \func{exec}.
268 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{pgid} è negativo.
269 \item[\errcode{EPERM}] il cambiamento non è consentito.
270 \item[\errcode{ESRCH}] il processo selezionato non esiste.
276 La funzione permette di cambiare il \ids{PGID} del processo indicato
277 dall'argomento \param{pid}, ma il cambiamento può essere effettuato solo se
278 l'argomento \param{pgid} indica un \textit{process group} che è nella stessa
279 sessione del processo chiamante. Inoltre la funzione può essere usata
280 soltanto sul processo corrente o su uno dei suoi figli, ed in quest'ultimo
281 caso ha successo soltanto se questo non ha ancora eseguito una
282 \func{exec}.\footnote{questa caratteristica è implementata dal kernel che
283 mantiene allo scopo un altro campo, \var{did\_exec}, nella struttura
284 \kstruct{task\_struct}.} Specificando un valore nullo per \param{pid} si
285 indica il processo corrente, mentre specificando un valore nullo
286 per \param{pgid} si imposta il \textit{process group} al valore del \ids{PID}
287 del processo selezionato, questo significa che \func{setpgrp} è equivalente a
288 \code{setpgid(0, 0)}.
290 Di norma questa funzione viene usata dalla shell quando si usano delle
291 pipeline, per mettere nello stesso \textit{process group} tutti i programmi
292 lanciati su ogni linea di comando; essa viene chiamata dopo una \func{fork}
293 sia dal processo padre, per impostare il valore nel figlio, che da
294 quest'ultimo, per sé stesso, in modo che il cambiamento di \textit{process
295 group} sia immediato per entrambi; una delle due chiamate sarà ridondante,
296 ma non potendo determinare quale dei due processi viene eseguito per primo,
297 occorre eseguirle comunque entrambe per evitare di esporsi ad una \textit{race
300 Si noti come nessuna delle funzioni esaminate finora permetta di spostare un
301 processo da una sessione ad un altra; infatti l'unico modo di far cambiare
302 sessione ad un processo è quello di crearne una nuova con l'uso della funzione
303 di sistema \funcd{setsid}, il cui prototipo è:
307 \fdecl{pid\_t setsid(void)}
308 \fdesc{Crea una nuova sessione sul processo corrente.}
311 {La funzione ritorna il valore del nuovo \ids{SID} in caso di successo e $-1$
312 per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
314 \item[\errcode{EPERM}] il \ids{PGID} e \ids{PID} del processo coincidono.
320 La funzione imposta il \ids{PGID} ed il \ids{SID} del processo corrente al
321 valore del suo \ids{PID}, creando così una nuova sessione ed un nuovo
322 \textit{process group} di cui esso diventa leader (come per i \textit{process
323 group} un processo si dice \textsl{leader di sessione} se il suo \ids{SID} è
324 uguale al suo \ids{PID}) ed unico componente.\footnote{in Linux la proprietà è
325 mantenuta in maniera indipendente con un apposito campo \var{leader} in
326 \kstruct{task\_struct}.} Inoltre la funzione distacca il processo da ogni
327 terminale di controllo (torneremo sull'argomento in
328 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}) cui fosse in precedenza associato.
330 La funzione ha successo soltanto se il processo non è già leader di un
331 \textit{process group}, per cui per usarla di norma si esegue una \func{fork}
332 e si esce, per poi chiamare \func{setsid} nel processo figlio, in modo che,
333 avendo questo lo stesso \ids{PGID} del padre ma un \ids{PID} diverso, non ci
334 siano possibilità di errore.
336 Potrebbe sorgere il dubbio che, per il riutilizzo dei valori dei \ids{PID}
337 fatto nella creazione dei nuovi processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_pid}), il
338 figlio venga ad assumere un valore corrispondente ad un \textit{process group}
339 esistente; questo viene evitato dal kernel che considera come disponibili per
340 un nuovo \ids{PID} solo valori che non corrispondono ad altri \ids{PID},
341 \ids{PGID} o \ids{SID} in uso nel sistema. Questa funzione viene usata di
342 solito nel processo di login (per i dettagli vedi sez.~\ref{sec:sess_login})
343 per raggruppare in una sessione tutti i comandi eseguiti da un utente dalla
346 \itindend{process~group}
348 \subsection{Il terminale di controllo e il controllo di sessione}
349 \label{sec:sess_ctrl_term}
351 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, nel sistema del
352 \textit{job control} i processi all'interno di una sessione fanno riferimento
353 ad un terminale di controllo (ad esempio quello su cui si è effettuato il
354 login), sul quale effettuano le operazioni di lettura e scrittura, e dal quale
355 ricevono gli eventuali segnali da tastiera. Nel caso di login grafico la cosa
356 può essere più complessa, e di norma l'I/O è effettuato tramite il server X,
357 ma ad esempio per i programmi, anche grafici, lanciati da un qualunque
358 emulatore di terminale, sarà quest'ultimo a fare da terminale (virtuale) di
361 Per realizzare questa funzionalità lo standard POSIX.1 prevede che ad ogni
362 sessione possa essere associato un terminale di controllo; in Linux questo
363 viene realizzato mantenendo fra gli attributi di ciascun processo anche qual'è
364 il suo terminale di controllo.\footnote{lo standard POSIX.1 non specifica
365 nulla riguardo l'implementazione; in Linux anch'esso viene mantenuto nella
366 solita struttura \kstruct{task\_struct}, nel campo \var{tty}.} In generale
367 ogni processo eredita dal padre, insieme al \ids{PGID} e al \ids{SID} anche il
368 terminale di controllo (vedi sez.~\ref{sec:proc_fork}). In questo modo tutti
369 processi originati dallo stesso leader di sessione mantengono lo stesso
370 terminale di controllo.
372 Alla creazione di una nuova sessione con \func{setsid} ogni associazione con
373 il precedente terminale di controllo viene cancellata, ed il processo che è
374 divenuto un nuovo leader di sessione dovrà essere associato ad un nuovo
375 terminale di controllo.\footnote{questo però solo quando necessario, cosa che,
376 come vedremo in sez.~\ref{sec:sess_daemon}, non è sempre vera.} Questo viene
377 fatto dal kernel la prima volta che il processo apre un terminale (cioè uno
378 dei vari file di dispositivo \file{/dev/tty*}). In tal caso questo diventa
379 automaticamente il terminale di controllo, ed il processo diventa il
380 \textsl{processo di controllo} di quella sessione. Questo avviene
381 automaticamente a meno di non avere richiesto esplicitamente il contrario
382 aprendo il terminale di controllo con il flag \const{O\_NOCTTY} (vedi
383 sez.~\ref{sec:file_open_close}). In questo Linux segue la semantica di SVr4;
384 BSD invece richiede che il terminale venga allocato esplicitamente con una
385 \func{ioctl} con il comando \constd{TIOCSCTTY}.
387 In genere, a meno di redirezioni, nelle sessioni di lavoro il terminale di
388 controllo è associato ai file standard (input, output ed error) dei processi
389 nella sessione, ma solo quelli che fanno parte del cosiddetto raggruppamento
390 di \textit{foreground}, possono leggere e scrivere in certo istante. Per
391 impostare il raggruppamento di \textit{foreground} di un terminale si usa la
392 funzione \funcd{tcsetpgrp}, il cui prototipo è:
397 \fdecl{int tcsetpgrp(int fd, pid\_t pgrpid)}
398 \fdesc{Imposta il \textit{process group} di \textit{foreground}.}
401 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
402 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
404 \item[\errcode{ENOSYS}] il sistema non supporta il \textit{job control}.
405 \item[\errcode{ENOTTY}] il file \param{fd} non corrisponde al terminale di
406 controllo del processo chiamante.
407 \item[\errcode{EPERM}] il \textit{process group} specificato non è nella
408 stessa sessione del processo chiamante.
410 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{EINVAL} nel loro significato generico.}
413 La funzione imposta a \param{pgrpid} il \textit{process group} di
414 \textit{foreground} del terminale associato al file descriptor \param{fd}. La
415 funzione può essere eseguita con successo solo da un processo che
416 ha \param{fd} come terminale di controllo della propria sessione;
417 inoltre \param{pgrpid} deve essere un \textit{process group} (non vuoto)
418 appartenente alla stessa sessione del processo chiamante.
420 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, tutti i processi
421 (e relativi raggruppamenti) che non fanno parte del gruppo di
422 \textit{foreground} sono detti in \textit{background}; se uno si essi cerca di
423 accedere al terminale di controllo provocherà l'invio da parte del kernel di
424 uno dei due segnali \signal{SIGTTIN} o \signal{SIGTTOU} (a seconda che
425 l'accesso sia stato in lettura o scrittura) a tutto il suo \textit{process
426 group}; dato che il comportamento di default di questi segnali (si riveda
427 quanto esposto in sez.~\ref{sec:sig_job_control}) è di fermare il processo, di
428 norma questo comporta che tutti i membri del gruppo verranno fermati, ma non
429 si avranno condizioni di errore.\footnote{la shell in genere notifica comunque
430 un avvertimento, avvertendo la presenza di processi bloccati grazie all'uso
431 di \func{waitpid}.} Se però si bloccano o ignorano i due segnali citati, le
432 funzioni di lettura e scrittura falliranno con un errore di \errcode{EIO}.
434 In genere la funzione viene chiamata da un processo che è gruppo di
435 \textit{foreground} per passare l'accesso al terminale ad altri processi,
436 quando viene chiamata da un processo che non è nel gruppo di
437 \textit{foreground}, a meno che questi non stia bloccando o ignorando il
438 segnale \signal{SIGTTOU}, detto segnale verrà inviato a tutti i processi del
439 gruppo di cui il chiamante fa parte.
441 Un processo può controllare qual è il gruppo di \textit{foreground} associato
442 ad un terminale con la funzione \funcd{tcgetpgrp}, il cui prototipo è:
447 \fdecl{pid\_t tcgetpgrp(int fd)}
448 \fdesc{Legge il \textit{process group} di \textit{foreground}.}
451 {La funzione ritorna il \ids{PGID} del gruppo di \textit{foreground} in caso
452 di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
455 \item[\errcode{ENOTTY}] non c'è un terminale di controllo o \param{fd} non
456 corrisponde al terminale di controllo del processo chiamante.
458 ed inoltre \errval{EBADF} nel suo significato generico.}
461 La funzione legge il \textit{process group} di \textit{foreground} associato
462 al file descriptor \param{fd}, che deve essere un terminale, restituendolo
463 come risultato. Sia questa funzione che la precedente sono state introdotte
464 con lo standard POSIX.1-2001, ma su Linux sono realizzate utilizzando le
465 operazioni di \func{ioctl} con i comandi \constd{TIOCGPGRP} e
468 Si noti come entrambe le funzioni usino come argomento il valore di un file
469 descriptor, il risultato comunque non dipende dal file descriptor che si usa
470 ma solo dal terminale cui fa riferimento. Il kernel inoltre permette a ciascun
471 processo di accedere direttamente al suo terminale di controllo attraverso il
472 file speciale \file{/dev/tty}, che per ogni processo è un sinonimo per il
473 proprio terminale di controllo. Questo consente anche a processi che possono
474 aver rediretto l'output di accedere al terminale di controllo, pur non
475 disponendo più del file descriptor originario; un caso tipico è il programma
476 \cmd{crypt} che accetta la redirezione sullo \textit{standard input} di un
477 file da decifrare, ma deve poi leggere la password dal terminale.
479 Un'altra caratteristica del terminale di controllo usata nel \textit{job
480 control} è che utilizzando su di esso le combinazioni di tasti speciali
481 (\texttt{C-z}, \texttt{C-c}, \texttt{C-y} e \texttt{C-|}) si farà sì che il
482 kernel invii i corrispondenti segnali (rispettivamente \signal{SIGTSTP},
483 \signal{SIGINT}, \signal{SIGQUIT} e \signal{SIGTERM}, trattati in
484 sez.~\ref{sec:sig_job_control}) a tutti i processi del raggruppamento di
485 \textit{foreground}; in questo modo la shell può gestire il blocco e
486 l'interruzione dei vari comandi.
488 Per completare la trattazione delle caratteristiche del \textit{job control}
489 legate al terminale di controllo, occorre prendere in considerazione i vari
490 casi legati alla terminazione anomala dei processi, che sono di norma gestite
491 attraverso il segnale \signal{SIGHUP}. Il nome del segnale deriva da
492 \textit{hungup}, termine che viene usato per indicare la condizione in cui il
493 terminale diventa inutilizzabile, (letteralmente sarebbe
494 \textsl{impiccagione}).
496 Quando si verifica questa condizione, ad esempio se si interrompe la linea, o
497 va giù la rete o più semplicemente si chiude forzatamente la finestra di
498 terminale su cui si stava lavorando, il kernel provvederà ad inviare il
499 segnale di \signal{SIGHUP} al processo di controllo. L'azione preimpostata in
500 questo caso è la terminazione del processo, il problema che si pone è cosa
501 accade agli altri processi nella sessione, che non han più un processo di
502 controllo che possa gestire l'accesso al terminale, che potrebbe essere
503 riutilizzato per qualche altra sessione.
505 Lo standard POSIX.1 prevede che quando il processo di controllo termina, che
506 ciò avvenga o meno per un \textit{hungup} del terminale (ad esempio si
507 potrebbe terminare direttamente la shell con \cmd{kill}) venga inviato un
508 segnale di \signal{SIGHUP} ai processi del raggruppamento di
509 \textit{foreground}. In questo modo essi potranno essere avvisati che non
510 esiste più un processo in grado di gestire il terminale (di norma tutto ciò
511 comporta la terminazione anche di questi ultimi).
513 Restano però gli eventuali processi in \textit{background}, che non ricevono
514 il segnale; in effetti se il terminale non dovesse più servire essi potrebbero
515 proseguire fino al completamento della loro esecuzione; ma si pone il problema
516 di come gestire quelli che sono bloccati, o che si bloccano nell'accesso al
517 terminale, in assenza di un processo che sia in grado di effettuare il
518 controllo dello stesso.
520 Questa è la situazione in cui si ha quello che viene chiamato un
521 \itindex{process~group~orphaned} \textit{orphaned process group}. Lo standard
522 POSIX.1 lo definisce come un \textit{process group} i cui processi hanno come
523 padri esclusivamente o altri processi nel raggruppamento, o processi fuori
524 della sessione. Lo standard prevede inoltre che se la terminazione di un
525 processo fa sì che un raggruppamento di processi diventi orfano e se i suoi
526 membri sono bloccati, ad essi vengano inviati in sequenza i segnali di
527 \signal{SIGHUP} e \signal{SIGCONT}.
529 La definizione può sembrare complicata, e a prima vista non è chiaro cosa
530 tutto ciò abbia a che fare con il problema della terminazione del processo di
531 controllo. Consideriamo allora cosa avviene di norma nel \textit{job
532 control}: una sessione viene creata con \func{setsid} che crea anche un
533 nuovo \textit{process group}. Per definizione quest'ultimo è sempre
534 \textsl{orfano}, dato che il padre del leader di sessione è fuori dalla stessa
535 e il nuovo \textit{process group} contiene solo il leader di sessione. Questo
536 è un caso limite, e non viene emesso nessun segnale perché quanto previsto
537 dallo standard riguarda solo i raggruppamenti che diventano orfani in seguito
538 alla terminazione di un processo.\footnote{l'emissione dei segnali infatti
539 avviene solo nella fase di uscita del processo, come una delle operazioni
540 legate all'esecuzione di \func{\_exit}, secondo quanto illustrato in
541 sez.~\ref{sec:proc_termination}.}
543 Il leader di sessione provvederà a creare nuovi raggruppamenti che a questo
544 punto non sono orfani in quanto esso resta padre per almeno uno dei processi
545 del gruppo (gli altri possono derivare dal primo). Alla terminazione del
546 leader di sessione però avremo che, come visto in
547 sez.~\ref{sec:proc_termination}, tutti i suoi figli vengono adottati da
548 \cmd{init}, che è fuori dalla sessione. Questo renderà orfani tutti i
549 \textit{process group} creati direttamente dal leader di sessione a meno di
550 non aver spostato con \func{setpgid} un processo da un gruppo ad un altro,
551 (cosa che di norma non viene fatta) i quali riceveranno, nel caso siano
552 bloccati, i due segnali; \signal{SIGCONT} ne farà proseguire l'esecuzione, ed
553 essendo stato nel frattempo inviato anche \signal{SIGHUP}, se non c'è un
554 gestore per quest'ultimo, i processi bloccati verranno automaticamente
559 \subsection{Dal login alla shell}
560 \label{sec:sess_login}
562 L'organizzazione del sistema del job control è strettamente connessa alle
563 modalità con cui un utente accede al sistema per dare comandi, collegandosi ad
564 esso con un terminale, che sia questo realmente tale, come un VT100 collegato
565 ad una seriale o virtuale, come quelli associati a schermo e tastiera o ad una
566 connessione di rete. Dato che i concetti base sono gli stessi, e dato che alla
567 fine le differenze sono nel dispositivo cui il kernel associa i file standard
568 (vedi tab.~\ref{tab:file_std_files}) per l'I/O, tratteremo solo il caso
569 classico del terminale, in generale nel caso di login via rete o di terminali
570 lanciati dall'interfaccia grafica cambia anche il processo da cui ha origine
571 l'esecuzione della shell.
573 Abbiamo già brevemente illustrato in sez.~\ref{sec:intro_kern_and_sys} le
574 modalità con cui il sistema si avvia, e di come, a partire da \cmd{init},
575 vengano lanciati tutti gli altri processi. Adesso vedremo in maniera più
576 dettagliata le modalità con cui il sistema arriva a fornire ad un utente la
577 shell che gli permette di lanciare i suoi comandi su un terminale.
579 Nella maggior parte delle distribuzioni di GNU/Linux viene usata la procedura
580 di avvio di System V;\footnote{in realtà negli ultimi tempi questa situazione
581 sta cambiando, e sono state proposte diversi possibili rimpiazzi per il
582 tradizionale \texttt{init} di System V, come \texttt{upstart} o
583 \texttt{systemd}, ma per quanto trattato in questa sezione il risultato
584 finale non cambia, si avrà comunque il lancio di un programma che consenta
585 l'accesso al terminale.} questa prevede che \cmd{init} legga dal file di
586 configurazione \conffiled{/etc/inittab} quali programmi devono essere lanciati,
587 ed in quali modalità, a seconda del cosiddetto \textit{run level}, anch'esso
588 definito nello stesso file.
590 Tralasciando la descrizione del sistema dei \textit{run level}, (per il quale
591 si rimanda alla lettura delle pagine di manuale di \cmd{init} e di
592 \file{inittab} o alla trattazione in sez.~5.3 di \cite{AGL}) quello che
593 comunque viene sempre fatto è di eseguire almeno una istanza di un programma
594 che permetta l'accesso ad un terminale. Uno schema di massima della procedura
595 è riportato in fig.~\ref{fig:sess_term_login}.
598 \centering \includegraphics[width=13cm]{img/tty_login}
599 \caption{Schema della procedura di login su un terminale.}
600 \label{fig:sess_term_login}
603 Un terminale, che esso sia un terminale effettivo, attaccato ad una seriale o
604 ad un altro tipo di porta di comunicazione, o una delle console virtuali
605 associate allo schermo, o un terminale virtuale ad uso degli emulatori o delle
606 sessioni di rete, viene sempre visto attraverso un apposito file di
607 dispositivo che presenta una serie di caratteristiche comuni che vanno a
608 costituire l'interfaccia generica di accesso ai terminali.
610 Per controllare un terminale fisico come la seriale o le console virtuali
611 dello schermo si usa di solito il programma \cmd{getty} (o una delle sue
612 varianti). Alla radice della catena che porta ad una shell per i comandi
613 perciò c'è sempre \cmd{init} che esegue prima una \func{fork} e poi una
614 \func{exec} per lanciare una istanza di questo programma, il tutto ripetuto
615 per ciascuno dei terminali che si vogliono attivare, secondo quanto indicato
616 dall'amministratore nel file di configurazione del programma,
617 \conffile{/etc/inittab}.
619 Quando viene lanciato da \cmd{init} il programma parte con i privilegi di
620 amministratore e con un ambiente vuoto; \cmd{getty} si cura di chiamare
621 \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo \textit{process
622 group}, e di aprire il terminale (che così diventa il terminale di controllo
623 della sessione) in lettura sullo \textit{standard input} ed in scrittura sullo
624 \textit{standard output} e sullo \textit{standard error}; inoltre effettuerà,
625 qualora servano, ulteriori impostazioni.\footnote{ad esempio, come qualcuno si
626 sarà accorto scrivendo un nome di login in maiuscolo, può effettuare la
627 conversione automatica dell'input in minuscolo, ponendosi in una modalità
628 speciale che non distingue fra i due tipi di caratteri (a beneficio di
629 alcuni vecchi terminali che non supportavano le minuscole).} Alla fine il
630 programma stamperà un messaggio di benvenuto per poi porsi in attesa
631 dell'immissione del nome di un utente.
633 Una volta che si sia immesso il nome di login \cmd{getty} esegue direttamente
634 il programma \cmd{login} con una \func{execle}, passando come argomento la
635 stringa con il nome, ed un ambiente opportunamente costruito che contenga
636 quanto necessario; ad esempio di solito viene opportunamente inizializzata la
637 variabile di ambiente \envvar{TERM} per identificare il terminale su cui si
638 sta operando, a beneficio dei programmi che verranno lanciati in seguito.
640 A sua volta \cmd{login}, che mantiene i privilegi di amministratore, usa il
641 nome dell'utente per effettuare una ricerca nel database degli utenti (in
642 genere viene chiamata \func{getpwnam}, che abbiamo visto in
643 sez.~\ref{sec:sys_user_group}, per leggere la password e gli altri dati dal
644 database degli utenti) e richiede una password. Se l'utente non esiste o se la
645 password non corrisponde\footnote{il confronto non viene effettuato con un
646 valore in chiaro; quanto immesso da terminale viene invece a sua volta
647 criptato, ed è il risultato che viene confrontato con il valore che viene
648 mantenuto nel database degli utenti.} la richiesta viene ripetuta un certo
649 numero di volte dopo di che \cmd{login} esce ed \cmd{init} provvede a
650 rilanciare un'altra istanza di \cmd{getty}.
652 Se invece la password corrisponde \cmd{login} esegue \func{chdir} per
653 impostare come directory di lavoro la \textit{home directory} dell'utente,
654 cambia i diritti di accesso al terminale (con \func{chown} e \func{chmod}) per
655 assegnarne la titolarità all'utente ed al suo gruppo principale, assegnandogli
656 al contempo i diritti di lettura e scrittura.\footnote{oggi queste operazioni,
657 insieme ad altre relative alla contabilità ed alla tracciatura degli
658 accessi, vengono gestite dalle distribuzioni più recenti in una maniera
659 generica appoggiandosi a servizi di sistema come \textit{ConsoleKit}, ma il
660 concetto generale resta sostanzialmente lo stesso.} Inoltre il programma
661 provvede a costruire gli opportuni valori per le variabili di ambiente, come
662 \envvar{HOME}, \envvar{SHELL}, ecc. Infine attraverso l'uso di \func{setuid},
663 \func{setgid} e \func{initgroups} verrà cambiata l'identità del proprietario
664 del processo, infatti, come spiegato in sez.~\ref{sec:proc_setuid}, avendo
665 invocato tali funzioni con i privilegi di amministratore, tutti gli \ids{UID}
666 ed i \ids{GID} (reali, effettivi e salvati) saranno impostati a quelli
669 A questo punto \cmd{login} provvederà (fatte salve eventuali altre azioni
670 iniziali, come la stampa di messaggi di benvenuto o il controllo della posta)
671 ad eseguire con un'altra \func{exec} la shell, che si troverà con un ambiente
672 già pronto con i file standard di tab.~\ref{tab:file_std_files} impostati sul
673 terminale, e pronta, nel ruolo di leader di sessione e di processo di
674 controllo per il terminale, a gestire l'esecuzione dei comandi come illustrato
675 in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
677 Dato che il processo padre resta sempre \cmd{init} quest'ultimo potrà
678 provvedere, ricevendo un \signal{SIGCHLD} all'uscita della shell quando la
679 sessione di lavoro è terminata, a rilanciare \cmd{getty} sul terminale per
680 ripetere da capo tutto il procedimento.
684 \subsection{Interazione senza terminale: i \textsl{demoni} ed il
686 \label{sec:sess_daemon}
688 Come sottolineato fin da sez.~\ref{sec:intro_base_concept}, in un sistema
689 unix-like tutte le operazioni sono eseguite tramite processi, comprese quelle
690 operazioni di sistema (come l'esecuzione dei comandi periodici, o la consegna
691 della posta, ed in generale tutti i programmi di servizio) che non hanno
692 niente a che fare con la gestione diretta dei comandi dell'utente.
694 Questi programmi, che devono essere eseguiti in modalità non interattiva e
695 senza nessun intervento dell'utente, sono normalmente chiamati
696 \textsl{demoni}, (o \textit{daemons}), nome ispirato dagli omonimi spiritelli
697 della mitologia greca che svolgevano compiti che gli dei trovavano noiosi, di
698 cui parla anche Socrate (che sosteneva di averne uno al suo servizio).
700 %TODO ricontrollare, i miei ricordi di filosofia sono piuttosto datati.
702 Se però si lancia un programma demone dalla riga di comando in un sistema che
703 supporta, come Linux, il \textit{job control} esso verrà comunque associato ad
704 un terminale di controllo e mantenuto all'interno di una sessione, e anche se
705 può essere mandato in background e non eseguire più nessun I/O su terminale,
706 si avranno comunque tutte le conseguenze che abbiamo trattato in
707 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}, in particolare l'invio dei segnali in
708 corrispondenza dell'uscita del leader di sessione.
710 Per questo motivo un programma che deve funzionare come demone deve sempre
711 prendere autonomamente i provvedimenti opportuni (come distaccarsi dal
712 terminale e dalla sessione) ad impedire eventuali interferenze da parte del
713 sistema del \textit{job control}; questi sono riassunti in una lista di
714 prescrizioni\footnote{ad esempio sia Stevens in \cite{APUE}, che la
715 \textit{Unix Programming FAQ} \cite{UnixFAQ} ne riportano di sostanzialmente
716 identiche.} da seguire quando si scrive un demone.
718 Pertanto, quando si lancia un programma che deve essere eseguito come demone
719 occorrerà predisporlo in modo che esso compia le seguenti azioni:
721 \item Eseguire una \func{fork} e terminare immediatamente il processo padre
722 proseguendo l'esecuzione nel figlio. In questo modo si ha la certezza che
723 il figlio non è un \textit{process group leader}, (avrà il \ids{PGID} del
724 padre, ma un \ids{PID} diverso) e si può chiamare \func{setsid} con
725 successo. Inoltre la shell considererà terminato il comando all'uscita del
727 \item Eseguire \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo
728 raggruppamento di cui il processo diventa automaticamente il leader, che
729 però non ha associato nessun terminale di controllo.
730 \item Assicurarsi che al processo non venga associato in seguito nessun nuovo
731 terminale di controllo; questo può essere fatto sia avendo cura di usare
732 sempre l'opzione \const{O\_NOCTTY} nell'aprire i file di terminale, che
733 eseguendo una ulteriore \func{fork} uscendo nel padre e proseguendo nel
734 figlio. In questo caso, non essendo più quest'ultimo un leader di sessione
735 non potrà ottenere automaticamente un terminale di controllo.
736 \item Eseguire una \func{chdir} per impostare la directory di lavoro del
737 processo (su \file{/} o su una directory che contenga dei file necessari per
738 il programma), per evitare che la directory da cui si è lanciato il processo
739 resti in uso e non sia possibile rimuoverla o smontare il filesystem che la
741 \item Impostare la maschera dei permessi (di solito con \code{umask(0)}) in
742 modo da non essere dipendenti dal valore ereditato da chi ha lanciato
743 originariamente il processo.
744 \item Chiudere tutti i file aperti che non servono più (in generale tutti); in
745 particolare vanno chiusi i file standard che di norma sono ancora associati
746 al terminale (un'altra opzione è quella di redirigerli verso
751 In Linux buona parte di queste azioni possono venire eseguite invocando la
752 funzione \funcd{daemon} (fornita dalla \acr{glibc}), introdotta per la prima
753 volta in BSD4.4; il suo prototipo è:
757 \fdecl{int daemon(int nochdir, int noclose)}
758 \fdesc{Rende il processo un demone.}
761 {La funzione ritorna (nel nuovo processo) $0$ in caso di successo e $-1$ per
762 un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori i
763 valori impostati dalle sottostanti \func{fork} e \func{setsid}.}
766 La funzione esegue una \func{fork}, per uscire subito, con \func{\_exit}, nel
767 padre, mentre l'esecuzione prosegue nel figlio che esegue subito una
768 \func{setsid}. In questo modo si compiono automaticamente i passi 1 e 2 della
769 precedente lista. Se \param{nochdir} è nullo la funzione imposta anche la
770 directory di lavoro su \file{/}, se \param{noclose} è nullo i file standard
771 vengono rediretti su \file{/dev/null} (corrispondenti ai passi 4 e 6); in caso
772 di valori non nulli non viene eseguita nessuna altra azione.
774 Dato che un programma demone non può più accedere al terminale, si pone il
775 problema di come fare per la notifica di eventuali errori, non potendosi più
776 utilizzare lo \textit{standard error}. Per il normale I/O infatti ciascun
777 demone avrà le sue modalità di interazione col sistema e gli utenti a seconda
778 dei compiti e delle funzionalità che sono previste; ma gli errori devono
779 normalmente essere notificati all'amministratore del sistema.
783 Una soluzione può essere quella di scrivere gli eventuali messaggi su uno
784 specifico file (cosa che a volte viene fatta comunque) ma questo comporta il
785 grande svantaggio che l'amministratore dovrà tenere sotto controllo un file
786 diverso per ciascun demone, e che possono anche generarsi conflitti di nomi.
787 Per questo in BSD4.2 venne introdotto un servizio di sistema, il
788 \textit{syslog}, che oggi si trova su tutti i sistemi Unix, e che permette ai
789 demoni di inviare messaggi all'amministratore in una maniera standardizzata.
791 Il servizio prevede vari meccanismi di notifica, e, come ogni altro servizio
792 in un sistema unix-like, viene gestito attraverso un apposito programma, che è
793 anch'esso un \textsl{demone}. In generale i messaggi di errore vengono
794 raccolti dal file speciale \file{/dev/log}, un socket locale (vedi
795 sez.~\ref{sec:sock_sa_local}) dedicato a questo scopo, o via rete, con un
796 socket UDP e trattati dal demone che gestisce il servizio. Il più comune di
797 questi è \texttt{syslogd}, che consente un semplice smistamento dei messaggi
798 sui file in base alle informazioni in esse presenti; oggi però
799 \texttt{syslogd} è in sostanziale disuso, sostituito da programmi più
800 sofisticati come \texttt{rsyslog} o \texttt{syslog-ng}.
802 Il servizio del \textit{syslog} permette infatti di trattare i vari messaggi
803 classificandoli attraverso due indici: il primo, chiamato \textit{facility},
804 suddivide in diverse categorie i messaggi in modo di raggruppare quelli
805 provenienti da operazioni che hanno attinenza fra loro, ed è organizzato in
806 sottosistemi (kernel, posta elettronica, demoni di stampa, ecc.). Il secondo,
807 chiamato \textit{priority}, identifica l'importanza dei vari messaggi, e
808 permette di classificarli e differenziare le modalità di notifica degli
811 Il sistema del \textit{syslog} attraverso il proprio demone di gestione
812 provvede poi a riportare i messaggi all'amministratore attraverso una serie
813 differenti meccanismi come:
815 \item scriverli su un file (comunemente detto \textit{log file}, o giornale),
816 \item scriverli sulla console,
817 \item scriverli sui terminali degli utenti connessi,
818 \item inviarli via mail ad uno specifico utente,
819 \item inviarli ad un altro programma,
820 \item inviarli via rete ad una macchina di raccolta,
821 \item ignorarli completamente;
823 le modalità con cui queste azioni vengono realizzate dipendono ovviamente dal
824 demone che si usa, per la gestione del quale si rimanda ad un testo di
825 amministrazione di sistema.\footnote{l'argomento è ad esempio coperto dal
826 capitolo 3.2.3 si \cite{AGL}.}
828 La \acr{glibc} definisce una serie di funzioni standard con cui un processo
829 può accedere in maniera generica al servizio di \textit{syslog}, che però
830 funzionano solo localmente; se si vogliono inviare i messaggi ad un altro
831 sistema occorre farlo esplicitamente con un socket UDP, o utilizzare le
832 capacità di reinvio del servizio.
834 La prima funzione definita dall'interfaccia è \funcd{openlog}, che inizializza
835 una connessione al servizio di \textit{syslog}. Essa in generale non è
836 necessaria per l'uso del servizio, ma permette di impostare alcuni valori che
837 controllano gli effetti delle chiamate successive; il suo prototipo è:
841 \fdecl{void openlog(const char *ident, int option, int facility)}
842 \fdesc{Inizializza una connessione al sistema del \textit{syslog}.}
845 {La funzione non restituisce nulla.}
848 La funzione permette di specificare, tramite \param{ident}, l'identità di chi
849 ha inviato il messaggio (di norma si passa il nome del programma, come
850 specificato da \code{argv[0]}), e la stringa verrà preposta all'inizio di ogni
851 messaggio. Si tenga presente che il valore di \param{ident} che si passa alla
852 funzione è un puntatore, se la stringa cui punta viene cambiata lo sarà pure
853 nei successivi messaggi, e se viene cancellata i risultati potranno essere
854 impredicibili, per questo è sempre opportuno usare una stringa costante.
856 L'argomento \param{facility} permette invece di preimpostare per le successive
857 chiamate l'omonimo indice che classifica la categoria del messaggio.
858 L'argomento è interpretato come una maschera binaria, e pertanto è possibile
859 inviare i messaggi su più categorie alla volta. I valori delle costanti che
860 identificano ciascuna categoria sono riportati in
861 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, il valore di \param{facility} deve essere
862 specificato con un OR aritmetico.
867 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
869 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
872 \constd{LOG\_AUTH} & Messaggi relativi ad autenticazione e sicurezza,
873 obsoleto, è sostituito da \const{LOG\_AUTHPRIV}.\\
874 \constd{LOG\_AUTHPRIV} & Sostituisce \const{LOG\_AUTH}.\\
875 \constd{LOG\_CRON} & Messaggi dei demoni di gestione dei comandi
876 programmati (\cmd{cron} e \cmd{at}).\\
877 \constd{LOG\_DAEMON} & Demoni di sistema.\\
878 \constd{LOG\_FTP} & Servizio FTP.\\
879 \constd{LOG\_KERN} & Messaggi del kernel.\\
880 \constd{LOG\_LOCAL0} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
881 \hspace{.5cm}$\vdots$ & \hspace{3cm}$\vdots$\\
882 \constd{LOG\_LOCAL7} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
883 \constd{LOG\_LPR} & Messaggi del sistema di gestione delle stampanti.\\
884 \constd{LOG\_MAIL} & Messaggi del sistema di posta elettronica.\\
885 \constd{LOG\_NEWS} & Messaggi del sistema di gestione delle news
887 \constd{LOG\_SYSLOG} & Messaggi generati dal demone di gestione del
889 \constd{LOG\_USER} & Messaggi generici a livello utente.\\
890 \constd{LOG\_UUCP} & Messaggi del sistema UUCP (\textit{Unix to Unix
891 CoPy}), ormai in disuso.\\
894 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{facility} di \func{openlog}.}
895 \label{tab:sess_syslog_facility}
898 L'argomento \param{option} serve invece per controllare il comportamento della
899 funzione \func{openlog} e delle modalità con cui le successive chiamate
900 scriveranno i messaggi, esso viene specificato come maschera binaria composta
901 con un OR aritmetico di una qualunque delle costanti riportate in
902 tab.~\ref{tab:sess_openlog_option}.
907 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
909 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
912 \constd{LOG\_CONS} & Scrive sulla console in caso di errore nell'invio del
913 messaggio al sistema del \textit{syslog}. \\
914 \constd{LOG\_NDELAY} & Apre la connessione al sistema del \textit{syslog}
915 subito invece di attendere l'invio del primo
917 \constd{LOG\_NOWAIT} & Non usato su Linux, su altre piattaforme non attende i
918 processi figli creati per inviare il messaggio.\\
919 \constd{LOG\_ODELAY} & Attende il primo messaggio per aprire la connessione al
920 sistema del \textit{syslog}.\\
921 \constd{LOG\_PERROR} & Stampa anche su \file{stderr} (non previsto in
923 \constd{LOG\_PID} & Inserisce nei messaggi il \ids{PID} del processo
927 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{option} di \func{openlog}.}
928 \label{tab:sess_openlog_option}
931 La funzione che si usa per generare un messaggio è \funcd{syslog}, dato che
932 l'uso di \func{openlog} è opzionale, sarà quest'ultima a provvede a chiamare la
933 prima qualora ciò non sia stato fatto (nel qual caso il valore di
934 \param{ident} è \val{NULL}). Il suo prototipo è:
938 \fdecl{void syslog(int priority, const char *format, ...)}
939 \fdesc{Genera un messaggio per il \textit{syslog}.}
942 {La funzione non restituisce nulla.}
945 La funzione genera un messaggio le cui caratteristiche sono indicate
946 da \param{priority}. Per i restanti argomenti il suo comportamento è analogo a
947 quello di \func{printf}, e il valore dell'argomento \param{format} è identico
948 a quello descritto nella pagina di manuale di quest'ultima (per i valori
949 principali si può vedere la trattazione sommaria che se ne è fatto in
950 sez.~\ref{sec:file_formatted_io}). L'unica differenza è che la sequenza
951 \val{\%m} viene rimpiazzata dalla stringa restituita da
952 \code{strerror(errno)}. Gli argomenti seguenti i primi due devono essere
953 forniti secondo quanto richiesto da \param{format}.
958 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
960 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
963 \constd{LOG\_EMERG} & Il sistema è inutilizzabile.\\
964 \constd{LOG\_ALERT} & C'è una emergenza che richiede intervento
966 \constd{LOG\_CRIT} & Si è in una condizione critica.\\
967 \constd{LOG\_ERR} & Si è in una condizione di errore.\\
968 \constd{LOG\_WARNING} & Messaggio di avvertimento.\\
969 \constd{LOG\_NOTICE} & Notizia significativa relativa al comportamento.\\
970 \constd{LOG\_INFO} & Messaggio informativo.\\
971 \constd{LOG\_DEBUG} & Messaggio di debug.\\
974 \caption{Valori possibili per l'indice di importanza del messaggio da
975 specificare nell'argomento \param{priority} di \func{syslog}.}
976 \label{tab:sess_syslog_priority}
979 L'argomento \param{priority} permette di impostare sia la \textit{facility}
980 che la \textit{priority} del messaggio. In realtà viene prevalentemente usato
981 per specificare solo quest'ultima in quanto la prima viene di norma
982 preimpostata con \func{openlog}. La priorità è indicata con un valore numerico
983 specificabile attraverso le costanti riportate in
984 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}.
986 La \acr{glibc}, seguendo POSIX.1-2001, prevede otto diverse priorità
987 ordinate da 0 a 7, in ordine di importanza decrescente; questo comporta che i
988 tre bit meno significativi dell'argomento \param{priority} sono occupati da
989 questo valore, mentre i restanti bit più significativi vengono usati per
990 specificare la \textit{facility}. Nel caso si voglia specificare anche la
991 \textit{facility} basta eseguire un OR aritmetico del valore della priorità
992 con la maschera binaria delle costanti di tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}.
994 Una funzione sostanzialmente identica a \func{syslog} è \funcd{vsyslog}. La
995 funzione è originaria di BSD e per utilizzarla deve essere definito
996 \macro{\_BSD\_SOURCE}; il suo prototipo è:
1000 \fdecl{void vsyslog(int priority, const char *format, va\_list src)}
1001 \fdesc{Genera un messaggio per il \textit{syslog}.}
1004 {La funzione non restituisce nulla.}
1007 La sola differenza con \func{syslog} è quella di prendere invece di una lista
1008 di argomenti esplicita un unico argomento finale passato nella forma di una
1009 \macro{va\_list}; la funzione risulta utile qualora si ottengano gli argomenti
1010 dalla invocazione di un'altra funzione \textit{variadic} (si ricordi quanto
1011 visto in sez.~\ref{sec:proc_variadic}).
1013 Per semplificare la gestione della scelta del livello di priorità a partire
1014 dal quale si vogliono registrare i messaggi, le funzioni di gestione
1015 mantengono per ogni processo una maschera che determina quale delle chiamate
1016 effettuate a \func{syslog} verrà effettivamente registrata. In questo modo
1017 sarà possibile escludere i livelli di priorità che non interessa registrare,
1018 impostando opportunamente la maschera una volta per tutte.
1020 Questo significa che in genere nei programmi vengono comunque previste le
1021 chiamate a \func{syslog} per tutti i livelli di priorità, ma poi si imposta
1022 questa maschera per registrare solo quello che effettivamente interessa. La
1023 funzione che consente di fare questo è \funcd{setlogmask}, ed il suo prototipo
1028 \fdecl{int setlogmask(int mask)}
1029 \fdesc{Imposta la maschera dei messaggi del \textit{syslog}.}
1032 {La funzione ritorna il precedente valore della maschera dei messaggi e non
1036 La funzione restituisce il valore della maschera corrente, e se si passa un
1037 valore nullo per \param{mask} la maschera corrente non viene modificata; in
1038 questo modo si può leggere il valore della maschera corrente. Indicando un
1039 valore non nullo per \param{mask} la registrazione dei messaggi viene
1040 disabilitata per tutte quelle priorità che non rientrano nella maschera.
1042 In genere il valore viene impostato usando la macro
1043 \macrod{LOG\_MASK}\texttt{(p)} dove \code{p} è una delle costanti di
1044 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}. É inoltre disponibile anche la macro
1045 \macrod{LOG\_UPTO}\texttt{(p)} che permette di specificare automaticamente
1046 tutte le priorità fino a quella indicata da \code{p}.
1048 Una volta che si sia certi che non si intende registrare più nessun messaggio
1049 si può chiudere esplicitamente la connessione al \textit{syslog} (l'uso di
1050 questa funzione è comunque completamente opzionale) con la funzione
1051 \funcd{closelog}, il cui prototipo è:
1055 \fdecl{void closelog(void)}
1056 \fdesc{Chiude la connessione al \textit{syslog}.}
1059 {La funzione non ritorna nulla.}
1063 Come si evince anche dalla presenza della facility \const{LOG\_KERN} in
1064 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, uno dei possibili utenti del servizio del
1065 \textit{syslog} è anche il kernel, che a sua volta può avere necessità di
1066 inviare messaggi verso l'\textit{user space}. I messaggi del kernel sono
1067 mantenuti in un apposito buffer circolare e generati all'interno del kernel
1068 tramite la funzione \texttt{printk}, analoga alla \func{printf} usata in
1069 \textit{user space}.\footnote{una trattazione eccellente dell'argomento si
1070 trova nel quarto capitolo di \cite{LinDevDri}.}
1072 Come per i messaggi ordinari anche i messaggi del kernel hanno una priorità ma
1073 in questo caso non si può contare sulla coincidenza con le costanti di
1074 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} dato che il codice del kernel viene
1075 mantenuto in maniera indipendente dalle librerie del C. Per questo motivo le
1076 varie priorità usate dal kernel sono associate ad un valore numerico che viene
1077 tradotto in una stringa preposta ad ogni messaggio, secondo i valori che si
1078 sono riportati in fig.~\ref{fig:printk_priority}
1080 \begin{figure}[!htb]
1081 \footnotesize \centering
1082 \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
1083 \includestruct{listati/printk_prio.c}
1086 \caption{Definizione delle stringhe coi relativi valori numerici che
1087 indicano le priorità dei messaggi del kernel (ripresa da
1088 \file{include/linux/kernel.h}).}
1089 \label{fig:printk_priority}
1092 Dato che i messaggi generati da \texttt{printk} hanno un loro specifico
1093 formato tradizionalmente si usava un demone ausiliario, \cmd{klogd}, per
1094 leggerli, rimappare le loro priorità sui valori di
1095 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} ed inviarli al sistema del \textit{syslog}
1096 nella facility \const{LOG\_KERN}. Oggi i nuovi demoni più avanzati che
1097 realizzano il servizio (come \texttt{rsyslog} o \texttt{syslog-ng}) sono in
1098 grado di fare tutto questo da soli leggendoli direttamente senza necessità di
1101 Ma i messaggi del kernel non sono necessariamente connessi al sistema del
1102 \textit{syslog}; ad esempio possono anche essere letti direttamente dal buffer
1103 circolare con il comando \texttt{dmesg}. Inoltre è previsto che se superano
1104 una certa priorità essi vengano stampati direttamente sul terminale indicato
1105 come \textit{console} di sistema,\footnote{quello che viene indicato con il
1106 parametro di avvio \texttt{console} del kernel, si consulti al riguardo
1107 sez.~5.3.1 di \cite{AGL}.} in modo che sia possibile vederli anche in caso
1108 di blocco totale del sistema (nell'assunzione che la console sia collegata).
1110 In particolare la stampa dei messaggi sulla console è controllata dal
1111 contenuto del file \sysctlfiled{kernel/printk} (o con l'equivalente parametro
1112 di \func{sysctl}) che prevede quattro valori numerici interi: il primo,
1113 \textit{console\_loglevel}, indica la priorità corrente oltre la quale vengono
1114 stampati i messaggi sulla console, il secondo,
1115 \textit{default\_message\_loglevel}, la priorità di default assegnata ai
1116 messaggi che non ne hanno impostata una, il terzo,
1117 \textit{minimum\_console\_level}, il valore minimo che si può assegnare al
1118 primo valore,\footnote{che può essere usato con una delle operazioni di
1119 gestione che vedremo a breve per ``\textsl{silenziare}'' il kernel.} ed il
1120 quarto, \textit{default\_console\_loglevel}, il valore di
1121 default.\footnote{anch'esso viene usato nelle operazioni di controllo per
1122 tornare ad un valore predefinito.}
1124 Per la lettura dei messaggi del kernel e la gestione del relativo buffer
1125 circolare esiste una apposita \textit{system call} chiamata anch'essa
1126 \texttt{syslog}, ma dato il conflitto di nomi questa viene rimappata su
1127 un'altra funzione di libreria, in particolare nella \acr{glibc} essa viene
1128 invocata tramite la funzione \funcd{klogctl},\footnote{nella \acr{libc4} e
1129 nella \acr{libc5} la funzione invece era \code{SYS\_klog}.} il cui prototipo
1134 \fdecl{int klogctl(int op, char *buffer, int len)}
1135 \fdesc{Gestisce i messaggi di log del kernel.}
1138 {La funzione ritorna un intero positivo o nullo dipendente dall'operazione
1139 scelta in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual caso \var{errno}
1140 assumerà uno dei valori:
1142 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{op} non ha un valore valido, o si
1143 sono specificati valori non validi per gli altri argomenti quando questi
1145 \item[\errcode{ENOSYS}] il supporto per \texttt{printk} non è stato compilato
1147 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi richiesti per l'operazione
1149 \item[\errcode{ERESTARTSYS}] l'operazione è stata interrotta da un segnale.
1154 La funzione prevede che si passi come primo argomento \param{op} un codice
1155 numerico che indica l'operazione richiesta, il secondo argomento deve essere,
1156 per le operazioni che compiono una lettura di dati, l'indirizzo del buffer su
1157 cui copiarli, ed il terzo quanti byte leggere. L'effettivo uso di questi due
1158 argomenti dipende comunque dall'operazione richiesta, ma essi devono essere
1159 comunque specificati, anche quando non servono, nel qual caso verranno
1160 semplicemente ignorati.
1165 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1167 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1170 \texttt{0} & apre il log (attualmente non fa niente), \param{buffer}
1171 e \param{len} sono ignorati.\\
1172 \texttt{1} & chiude il log (attualmente non fa niente), \param{buffer}
1173 e \param{len} sono ignorati.\\
1174 \texttt{2} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal log dei
1176 \texttt{3} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal buffer
1177 circolare dei messaggi.\\
1178 \texttt{4} & legge \param{len} byte nel buffer \param{buffer} dal buffer
1179 circolare dei messaggi e lo svuota.\\
1180 \texttt{5} & svuota il buffer circolare dei messaggi, \param{buffer}
1181 e \param{len} sono ignorati.\\
1182 \texttt{6} & disabilita la stampa dei messaggi sulla console, \param{buffer}
1183 e \param{len} sono ignorati.\\
1184 \texttt{7} & abilita la stampa dei messaggi sulla console, \param{buffer}
1185 e \param{len} sono ignorati.\\
1186 \texttt{8} & imposta a \param{len} il livello dei messaggi stampati sulla
1187 console, \param{buffer} è ignorato.\\
1188 \texttt{9} & ritorna il numero di byte da leggere presenti sul buffer di
1189 log, \param{buffer} e \param{len} sono ignorati (dal kernel
1191 \texttt{10}& ritorna la dimensione del buffer di log, \param{buffer}
1192 e \param{len} sono ignorati (dal kernel 2.6.6).\\
1195 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{op} di \func{klogctl}.}
1196 \label{tab:klogctl_operation}
1199 Si sono riportati in tab.~\ref{tab:klogctl_operation} i valori utilizzabili
1200 per \param{op}, con una breve spiegazione della relativa operazione e di come
1201 vengono usati gli altri due argomenti. Come si può notare la funzione è una
1202 sorta di interfaccia comune usata per eseguire operazioni completamente
1205 L'operazione corrispondente al valore 2 di \param{op} consente di leggere un
1206 messaggio dal cosiddetto \textit{log} del kernel. Eseguire questa operazione è
1207 equivalente ad eseguire una lettura dal file
1208 \procfile{/proc/kmsg},\footnote{in realtà è vero l'opposto, è questa funzione
1209 che viene eseguita quando si legge da questo file.} se non vi sono messaggi
1210 la funzione si blocca in attesa di dati e ritorna soltanto quando questi
1211 diventano disponibili. In tal caso verranno letti ed
1212 estratti\footnote{estratti in quanti i dati del \textit{log} del kernel si
1213 possono leggere una volta sola, se più processi eseguono l'operazione di
1214 lettura soltanto uno riceverà i dati, a meno che completata la propria
1215 operazione di lettura non restino altri messaggi pendenti che a questo punto
1216 potrebbero essere letti da un altro processo in attesa.} dal log \param{len}
1217 byte che verranno scritti su \param{buffer}; in questo caso il valore di
1218 ritorno di \func{klogctl} corrisponderà al numero di byte ottenuti.
1220 Se invece si usa l'operazione 3 i dati vengono letti dal buffer circolare
1221 usato da \texttt{printk}, che mantiene tutti i messaggi stampati dal kernel
1222 fino al limite delle sue dimensioni, in questo caso i messaggi possono essere
1223 letti più volte. Usando invece l'operazione 4 si richiede di cancellare il
1224 buffer dopo la lettura, che così risulterà vuoto ad una lettura
1225 successiva. Anche con queste operazioni \param{len} indica il numero di byte
1226 da leggere e \param{buffer} l'indirizzo dove leggerli, e la funzione ritorna
1227 il numero di byte effettivamente letti. L'operazione 5 esegue soltanto la
1228 cancellazione del buffer circolare, \param{len} e \param{buffer} sono ignorati
1229 e la funzione ritorna un valore nullo.
1231 Le operazioni corrispondenti ai valori 6, 7 ed 8 consentono di modificare la
1232 priorità oltre la quale i messaggi vengono stampati direttamente sulla
1233 \textit{console} e fanno riferimento ai parametri del kernel gestiti con le
1234 variabili contenute in \sysctlfile{kernel/printk} di cui abbiamo
1235 parlato prima, ed in particolare con 6 si imposta come corrente il valore
1236 minimo della terza variabile (\textit{minimum\_console\_level}), ottenendo
1237 l'effetto di ridurre al minimo i messaggi che arrivano in console, mentre con
1238 7 si ripristina il valore di default.\footnote{secondo la documentazione
1239 questo sarebbe quello indicato della quarta variabile,
1240 \textit{default\_console\_loglevel} in genere pari a 7, ma alcune prove con
1241 il programma \texttt{mydmesg} che si trova nei sorgenti allegati alla guida
1242 rivelano che l'unico effetto di questa operazione è riportare il valore a
1243 quello precedente se lo si è ridotto al minimo con l'operazione 6.} Per
1244 impostare direttamente un valore specifico infine si può usare 8, nel qual
1245 caso il valore numerico del livello da impostare deve essere specificato
1246 con \param{len}, che può assumere solo un valore fra 1 e 8.
1248 Infine le due operazioni 9 e 10 consentono di ottenere rispettivamente il
1249 numero di byte ancora non letti dal log del kernel, e la dimensione totale di
1250 questo. Per entrambe i dati sono restituiti come valore di ritorno, e gli
1251 argomento \param{buffer} e \param{len} sono ignorati.
1253 Si tenga presente che la modifica del livello minimo per cui i messaggi
1254 vengono stampati sulla console (operazioni 6, 7 e 8) e la cancellazione del
1255 buffer circolare di \texttt{printk} (operazioni 4 e 5) sono privilegiate; fino
1256 al kernel 2.6.30 era richiesta la capacità \const{CAP\_SYS\_ADMIN}, a partire
1257 dal 2.6.38 detto privilegio è stato assegnato ad una capacità aggiuntiva,
1258 \const{CAP\_SYSLOG}. Tutto questo è stato fatto per evitare che processi
1259 eseguiti all'interno di un sistema di virtualizzazione ``\textsl{leggera}''
1260 (come i \textit{Linux Container} di LXC) che necessitano di
1261 \const{CAP\_SYS\_ADMIN} per operare all'interno del proprio ambiente
1262 ristretto, potessero anche avere la capacità di influire sui log del kernel
1263 al di fuori di questo.
1269 \section{L'I/O su terminale}
1270 \label{sec:sess_terminal_io}
1272 Benché come ogni altro dispositivo i terminali siano accessibili come file,
1273 essi hanno assunto storicamente, essendo stati a lungo l'unico modo di
1274 accedere al sistema, una loro rilevanza specifica, che abbiamo già avuto modo
1275 di incontrare nella precedente sezione.
1277 Esamineremo qui le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali, che per la
1278 loro particolare natura presenta delle differenze rispetto ai normali file su
1279 disco e agli altri dispositivi.
1283 \subsection{L'architettura dell'I/O su terminale}
1284 \label{sec:term_io_design}
1286 I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si ricordi la
1287 classificazione di sez.~\ref{sec:file_file_types}). Un terminale ha infatti
1288 una caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo,
1289 è infatti destinato a gestire l'interazione con un utente e deve perciò essere
1290 in grado di fare da terminale di controllo per una sessione; tutto questo
1291 comporta la presenza di una serie di capacità specifiche.
1293 L'interfaccia per i terminali è una delle più oscure e complesse, essendosi
1294 stratificata dagli inizi dei sistemi Unix fino ad oggi. Questo comporta una
1295 grande quantità di opzioni e controlli relativi ad un insieme di
1296 caratteristiche (come ad esempio la velocità della linea) necessarie per
1297 dispositivi, come i terminali seriali, che al giorno d'oggi sono praticamente
1300 Storicamente i primi terminali erano appunto terminali di telescriventi
1301 (\textit{teletype}), da cui deriva sia il nome dell'interfaccia, \textit{TTY},
1302 che quello dei relativi file di dispositivo, che sono sempre della forma
1303 \texttt{/dev/tty*}.\footnote{ciò vale solo in parte per i terminali virtuali,
1304 essi infatti hanno due lati, un \textit{master}, che può assumere i nomi
1305 \file{/dev/pty[p-za-e][0-9a-f]} ed un corrispondente \textit{slave} con nome
1306 \file{/dev/tty[p-za-e][0-9a-f]}.} Oggi essi includono le porte seriali, le
1307 console virtuali dello schermo, i terminali virtuali che vengono creati come
1308 canali di comunicazione dal kernel e che di solito vengono associati alle
1309 connessioni di rete (ad esempio per trattare i dati inviati con \cmd{telnet} o
1312 L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali: si
1313 apre il relativo file di dispositivo, e si leggono e scrivono i dati con le
1314 usuali funzioni di lettura e scrittura. Così se apriamo una console virtuale
1315 avremo che \func{read} leggerà quanto immesso dalla tastiera, mentre
1316 \func{write} scriverà sullo schermo. In realtà questo è vero solo a grandi
1317 linee, perché non tiene conto delle caratteristiche specifiche dei terminali;
1318 una delle principali infatti è che essi prevedono due modalità di operazione,
1319 dette rispettivamente ``\textsl{modo canonico}'' e ``\textsl{modo non
1320 canonico}'', che hanno dei comportamenti nettamente
1321 diversi. \index{modo~canonico}\index{modo~non~canonico}
1323 % TODO: inserire qui il comportamento di read relativo all'errore EIO sulla
1324 % lettura in background???
1326 La modalità preimpostata all'apertura del terminale è quella canonica, in cui
1327 le operazioni di lettura vengono sempre effettuate assemblando i dati in una
1328 linea. Questo significa che eseguendo una \func{read} su un terminale in modo
1329 canonico la funzione si bloccherà, anche se si sono scritti dei caratteri,
1330 fintanto che non si preme il tasto di ritorno a capo: a questo punto la linea
1331 sarà completata e la funzione ritornerà leggendola per intero.
1333 Inoltre in modalità canonica alcuni dei caratteri che si scrivono sul
1334 terminale vengono interpretati direttamente dal kernel per compiere operazioni
1335 (come la generazione dei segnali associati al \textit{job control} illustrata
1336 in sez.~\ref{sec:sig_job_control}), e non saranno mai letti dal
1337 dispositivo. Quella canonica è di norma la modalità in cui opera la shell.
1339 Un terminale in modo non canonico invece non effettua nessun accorpamento dei
1340 dati in linee né li interpreta; esso viene di solito usato da quei programmi,
1341 come ad esempio gli editor, che necessitano di poter leggere un carattere alla
1342 volta e che gestiscono al loro interno l'interpretazione dei caratteri
1343 ricevuti impiegandoli opportunamente come comandi o come dati.
1345 \begin{figure}[!htb]
1346 \centering \includegraphics[width=12cm]{img/term_struct}
1347 \caption{Struttura interna generica del kernel per l'accesso ai dati di un
1349 \label{fig:term_struct}
1352 Per capire le caratteristiche dell'I/O sui terminali occorre esaminare le
1353 modalità con cui esso viene effettuato. L'accesso, come per tutti i
1354 dispositivi, viene gestito dal kernel, ma per tutti i terminali viene
1355 utilizzata una architettura generica che si è schematizzata in
1356 fig.~\ref{fig:term_struct}.
1358 Ad ogni terminale sono sempre associate due code
1359 per gestire l'input e l'output, che ne implementano una bufferizzazione
1360 all'interno del kernel che è completamente indipendente dalla eventuale
1361 ulteriore bufferizzazione fornita dall'interfaccia standard dei file.
1363 La coda di ingresso mantiene i caratteri che sono stati letti dal terminale ma
1364 non ancora letti da un processo, la sua dimensione è definita dal parametro di
1365 sistema \const{MAX\_INPUT} (si veda sez.~\ref{sec:sys_file_limits}), che ne
1366 specifica il limite minimo, in realtà la coda può essere più grande e cambiare
1367 dimensione dinamicamente.
1369 Se è stato abilitato il controllo di flusso in ingresso il kernel emette i
1370 caratteri di STOP e START per bloccare e sbloccare l'ingresso dei dati;
1371 altrimenti i caratteri immessi oltre le dimensioni massime vengono persi; in
1372 alcuni casi il kernel provvede ad inviare automaticamente un avviso (un
1373 carattere di BELL, che provoca un beep) sull'output quando si eccedono le
1374 dimensioni della coda.
1376 Se è abilitato la modalità canonica i caratteri in ingresso restano nella coda
1377 fintanto che non viene ricevuto un a capo; un altro parametro del sistema,
1378 \const{MAX\_CANON}, specifica la dimensione massima di una riga in modalità
1381 La coda di uscita è analoga a quella di ingresso e contiene i caratteri
1382 scritti dai processi ma non ancora inviati al terminale. Se è abilitato il
1383 controllo di flusso in uscita il kernel risponde ai caratteri di START e STOP
1384 inviati dal terminale. Le dimensioni della coda non sono specificate, ma non
1385 hanno molta importanza, in quanto qualora esse vengano eccedute il driver
1386 provvede automaticamente a bloccare la funzione chiamante.
1390 \subsection{La gestione delle caratteristiche di un terminale}
1391 \label{sec:term_attr}
1393 Data le loro peculiarità, fin dalla realizzazione dei primi sistemi unix-like
1394 si è posto il problema di come gestire le caratteristiche specifiche dei
1395 terminali. Storicamente i vari dialetti di Unix hanno utilizzato delle
1396 funzioni specifiche diverse fra loro, ma con la realizzazione dello standard
1397 POSIX.1-2001 è stata effettuata opportuna unificazione delle funzioni
1398 attinenti i terminali, sintetizzando le differenze fra BSD e System V in una
1399 unica interfaccia, che è quella adottata da Linux.
1401 Molte delle funzioni previste dallo standard POSIX.1-2001 prevedono come
1402 argomento un file descriptor, dato che in origine le relative operazioni
1403 venivano effettuate con delle opportune chiamate a \func{ioctl}. Ovviamente
1404 dette funzioni potranno essere usate correttamente soltanto con dei file
1405 descriptor che corrispondono ad un terminale, in caso contrario lo standard
1406 richiede che venga restituito un errore di \errcode{ENOTTY}.
1408 Per evitare l'errore, ed anche semplicemente per verificare se un file
1409 descriptor corrisponde ad un terminale, è disponibile la funzione
1410 \funcd{isatty}, il cui prototipo è:
1414 \fdecl{int isatty(int fd)}
1415 \fdesc{Controlla se un file è un terminale.}
1418 {La funzione ritorna $1$ se \param{fd} è connesso ad un terminale e $0$
1419 altrimenti, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1421 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido.
1422 \item[\errcode{EINVAL}] \param{fd} non è associato a un terminale (non
1423 ottempera a POSIX.1-2001 che richiederebbe \errcode{ENOTTY}).
1428 Un'altra funzione per avere informazioni su un terminale è \funcd{ttyname},
1429 che permette di ottenere il nome del file di dispositivo del terminale
1430 associato ad un file descriptor; il suo prototipo è:
1434 \fdecl{char *ttyname(int fd)}
1435 \fdesc{Restituisce il nome del terminale associato ad un file descriptor.}
1438 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa contenente il nome del
1439 terminale in caso di successo e \val{NULL} per un errore, nel qual caso
1440 \var{errno} assumerà uno dei valori:
1442 \item[\errcode{EBADF}] \param{fd} non è un file descriptor valido.
1443 \item[\errcode{ENOTTY}] \param{fd} non è associato a un terminale.
1448 La funzione restituisce il puntatore alla stringa contenente il nome del file
1449 di dispositivo del terminale associato a \param{fd}, che però è allocata
1450 staticamente e può essere sovrascritta da successive chiamate. Per questo
1451 della funzione esiste anche una versione rientrante, \funcd{ttyname\_r}, che
1452 non presenta il problema dell'uso di una zona di memoria statica; il suo
1457 \fdecl{int ttyname\_r(int fd, char *buff, size\_t len)}
1458 \fdesc{Restituisce il nome del terminale associato ad un file descriptor.}
1461 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
1462 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1464 \item[\errcode{ERANGE}] la lunghezza del buffer \param{len} non è
1465 sufficiente per contenere la stringa restituita.
1467 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{ENOTTY} con lo stesso significato di
1471 La funzione prende due argomenti in più, il puntatore \param{buff} alla zona
1472 di memoria in cui l'utente vuole che il risultato venga scritto, che dovrà
1473 essere allocata in precedenza, e la relativa dimensione, \param{len}. Se la
1474 stringa che deve essere restituita, compreso lo zero di terminazione finale,
1475 eccede questa dimensione si avrà un errore.
1477 Una funzione analoga alle precedenti prevista da POSIX.1, che restituisce il
1478 nome di un file di dispositivo, è \funcd{ctermid}, il cui prototipo è:
1482 \fdecl{char *ctermid(char *s)}
1483 \fdesc{Restituisce il nome del terminale di controllo del processo.}
1486 {La funzione ritorna il puntatore alla stringa contenente il \textit{pathname}
1487 del terminale o \val{NULL} se non riesce ad eseguire l'operazione, non sono
1491 La funzione restituisce un puntatore al \textit{pathname} del file di
1492 dispositivo del terminale di controllo del processo chiamante. Se si passa
1493 come argomento \val{NULL} la funzione restituisce il puntatore ad una stringa
1494 statica che può essere sovrascritta da chiamate successive, e non è
1495 rientrante. Indicando invece un puntatore ad una zona di memoria già allocata
1496 la stringa sarà scritta su di essa, ma in questo caso il buffer preallocato
1497 deve avere una dimensione di almeno \constd{L\_ctermid}
1498 caratteri.\footnote{\const{L\_ctermid} è una delle varie costanti del sistema,
1499 non trattata esplicitamente in sez.~\ref{sec:sys_characteristics}, che
1500 indica la dimensione che deve avere una stringa per poter contenere il nome
1503 Si tenga presente che il \textit{pathname} restituito dalla funzione potrebbe
1504 non identificare univocamente il terminale (ad esempio potrebbe essere
1505 \file{/dev/tty}), inoltre non è detto che il processo possa effettivamente
1506 essere in grado di aprire il terminale.
1508 I vari attributi associati ad un terminale vengono mantenuti per ciascuno di
1509 essi in una struttura \struct{termios} che viene usata dalle varie funzioni
1510 dell'interfaccia. In fig.~\ref{fig:term_termios} si sono riportati tutti i
1511 campi della definizione di questa struttura usata in Linux; di questi solo i
1512 primi cinque sono previsti dallo standard POSIX.1, ma le varie implementazioni
1513 ne aggiungono degli altri per mantenere ulteriori informazioni.\footnote{la
1514 definizione della struttura si trova in \file{bits/termios.h}, da non
1515 includere mai direttamente; Linux, seguendo l'esempio di BSD, aggiunge i due
1516 campi \var{c\_ispeed} e \var{c\_ospeed} per mantenere le velocità delle
1517 linee seriali, ed un campo ulteriore, \var{c\_line} per indicare la
1518 disciplina di linea.}
1520 \begin{figure}[!htb]
1521 \footnotesize \centering
1522 \begin{minipage}[c]{0.80\textwidth}
1523 \includestruct{listati/termios.h}
1526 \caption{La struttura \structd{termios}, che identifica le proprietà di un
1528 \label{fig:term_termios}
1531 % per le definizioni dei dati vedi anche:
1532 % http://www.lafn.org/~dave/linux/termios.txt
1534 I primi quattro campi sono quattro flag che controllano il comportamento del
1535 terminale; essi sono realizzati come maschera binaria, pertanto il tipo
1536 \typed{tcflag\_t} è di norma realizzato con un intero senza segno di lunghezza
1537 opportuna. I valori devono essere specificati bit per bit, avendo cura di non
1538 modificare i bit su cui non si interviene.
1543 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1545 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1548 \constd{IGNBRK} & Ignora le condizioni di BREAK sull'input. Una
1549 \textit{condizione di BREAK} è definita nel contesto di
1550 una trasmissione seriale asincrona come una sequenza di
1551 bit nulli più lunga di un byte.\\
1552 \constd{BRKINT} & Controlla la reazione ad un BREAK quando
1553 \const{IGNBRK} non è impostato. Se \const{BRKINT} è
1554 impostato il BREAK causa lo scarico delle code,
1555 e se il terminale è il terminale di controllo per un
1556 gruppo in foreground anche l'invio di \signal{SIGINT} ai
1557 processi di quest'ultimo. Se invece \const{BRKINT} non è
1558 impostato un BREAK viene letto come un carattere
1559 NUL, a meno che non sia impostato \const{PARMRK}
1560 nel qual caso viene letto come la sequenza di caratteri
1561 \texttt{0xFF 0x00 0x00}.\\
1562 \constd{IGNPAR} & Ignora gli errori di parità, il carattere viene passato
1563 come ricevuto. Ha senso solo se si è impostato
1565 \constd{PARMRK} & Controlla come vengono riportati gli errori di parità. Ha
1566 senso solo se \const{INPCK} è impostato e \const{IGNPAR}
1567 no. Se impostato inserisce una sequenza \texttt{0xFF
1568 0x00} prima di ogni carattere che presenta errori di
1569 parità, se non impostato un carattere con errori di
1570 parità viene letto come uno \texttt{0x00}. Se un
1571 carattere ha il valore \texttt{0xFF} e \const{ISTRIP}
1572 non è impostato, per evitare ambiguità esso viene sempre
1573 riportato come \texttt{0xFF 0xFF}.\\
1574 \constd{INPCK} & Abilita il controllo di parità in ingresso. Se non viene
1575 impostato non viene fatto nessun controllo ed i caratteri
1576 vengono passati in input direttamente.\\
1577 \constd{ISTRIP} & Se impostato i caratteri in input sono tagliati a sette
1578 bit mettendo a zero il bit più significativo, altrimenti
1579 vengono passati tutti gli otto bit.\\
1580 \constd{INLCR} & Se impostato in ingresso il carattere di a capo
1581 (\verb|'\n'|) viene automaticamente trasformato in un
1582 ritorno carrello (\verb|'\r'|).\\
1583 \constd{IGNCR} & Se impostato il carattere di ritorno carrello
1584 (\textit{carriage return}, \verb|'\r'|) viene scartato
1585 dall'input. Può essere utile per i terminali che inviano
1586 entrambi i caratteri di ritorno carrello e a capo
1587 (\textit{newline}, \verb|'\n'|).\\
1588 \constd{ICRNL} & Se impostato un carattere di ritorno carrello
1589 (\verb|'\r'|) sul terminale viene automaticamente
1590 trasformato in un a capo (\verb|'\n'|) sulla coda di
1592 \constd{IUCLC} & Se impostato trasforma i caratteri maiuscoli dal
1593 terminale in minuscoli sull'ingresso (opzione non
1595 \constd{IXON} & Se impostato attiva il controllo di flusso in uscita con i
1596 caratteri di START e STOP. se si riceve
1597 uno STOP l'output viene bloccato, e viene fatto
1598 ripartire solo da uno START, e questi due
1599 caratteri non vengono passati alla coda di input. Se non
1600 impostato i due caratteri sono passati alla coda di input
1601 insieme agli altri.\\
1602 \constd{IXANY} & Se impostato con il controllo di flusso permette a
1603 qualunque carattere di far ripartire l'output bloccato da
1604 un carattere di STOP.\\
1605 \constd{IXOFF} & Se impostato abilita il controllo di flusso in
1606 ingresso. Il computer emette un carattere di STOP per
1607 bloccare l'input dal terminale e lo sblocca con il
1609 \constd{IMAXBEL}& Se impostato fa suonare il cicalino se si riempie la cosa
1610 di ingresso; in Linux non è implementato e il kernel si
1611 comporta cose se fosse sempre impostato (è una estensione
1613 \constd{IUTF8} & Indica che l'input è in UTF-8, cosa che consente di
1614 utilizzare la cancellazione dei caratteri in maniera
1615 corretta (dal kernel 2.6.4 e non previsto in POSIX).\\
1618 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1619 \var{c\_iflag} delle modalità di input di un terminale.}
1620 \label{tab:sess_termios_iflag}
1623 Il primo flag, mantenuto nel campo \var{c\_iflag}, è detto \textsl{flag di
1624 input} e controlla le modalità di funzionamento dell'input dei caratteri sul
1625 terminale, come il controllo di parità, il controllo di flusso, la gestione
1626 dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro significato e delle
1627 costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1628 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}.
1630 Si noti come alcuni di questi flag (come quelli per la gestione del flusso)
1631 fanno riferimento a delle caratteristiche che ormai sono completamente
1632 obsolete; la maggior parte inoltre è tipica di terminali seriali, e non ha
1633 alcun effetto su dispositivi diversi come le console virtuali o gli
1634 pseudo-terminali usati nelle connessioni di rete.
1636 Il secondo flag, mantenuto nel campo \var{c\_oflag}, è detto \textsl{flag di
1637 output} e controlla le modalità di funzionamento dell'output dei caratteri,
1638 come l'impacchettamento dei caratteri sullo schermo, la traslazione degli a
1639 capo, la conversione dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro
1640 significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1641 tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}, di questi solo \const{OPOST} era previsto
1642 da POSIX.1, buona parte degli altri sono stati aggiunti in POSIX.1-2001,
1643 quelli ancora assenti sono stati indicati esplicitamente.
1648 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1650 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1653 \constd{OPOST} & Se impostato i caratteri vengono convertiti opportunamente
1654 (in maniera dipendente dall'implementazione) per la
1655 visualizzazione sul terminale, ad esempio al
1656 carattere di a capo (NL) può venire aggiunto un ritorno
1658 \constd{OLCUC} & Se impostato trasforma i caratteri minuscoli in ingresso
1659 in caratteri maiuscoli sull'uscita (non previsto da
1661 \constd{ONLCR} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1662 capo (NL) in un carattere di ritorno carrello (CR).\\
1663 \constd{OCRNL} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1664 capo (NL) nella coppia di caratteri ritorno carrello, a
1666 \constd{ONOCR} & Se impostato converte il carattere di ritorno carrello
1667 (CR) nella coppia di caratteri CR-NL.\\
1668 \constd{ONLRET}& Se impostato rimuove dall'output il carattere di ritorno
1670 \constd{OFILL} & Se impostato in caso di ritardo sulla linea invia dei
1671 caratteri di riempimento invece di attendere.\\
1672 \constd{OFDEL} & Se impostato il carattere di riempimento è DEL
1673 (\texttt{0x3F}), invece che NUL (\texttt{0x00}), (non
1674 previsto da POSIX e non implementato su Linux).\\
1675 \constd{NLDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1676 carattere di a capo (NL), i valori possibili sono
1677 \val{NL0} o \val{NL1}.\\
1678 \constd{CRDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1679 carattere ritorno carrello (CR), i valori possibili sono
1680 \val{CR0}, \val{CR1}, \val{CR2} o \val{CR3}.\\
1681 \constd{TABDLY}& Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1682 carattere di tabulazione, i valori possibili sono
1683 \val{TAB0}, \val{TAB1}, \val{TAB2} o \val{TAB3}.\\
1684 \constd{BSDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1685 carattere di ritorno indietro (\textit{backspace}), i
1686 valori possibili sono \val{BS0} o \val{BS1}.\\
1687 \constd{VTDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1688 carattere di tabulazione verticale, i valori possibili sono
1689 \val{VT0} o \val{VT1}.\\
1690 \constd{FFDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1691 carattere di pagina nuova (\textit{form feed}), i valori
1692 possibili sono \val{FF0} o \val{FF1}.\\
1695 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1696 \var{c\_oflag} delle modalità di output di un terminale.}
1697 \label{tab:sess_termios_oflag}
1700 Si noti come alcuni dei valori riportati in tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}
1701 fanno riferimento a delle maschere di bit; essi infatti vengono utilizzati per
1702 impostare alcuni valori numerici relativi ai ritardi nell'output di alcuni
1703 caratteri: una caratteristica originaria dei primi terminali su telescrivente,
1704 che avevano bisogno di tempistiche diverse per spostare il carrello in
1705 risposta ai caratteri speciali, e che oggi sono completamente in disuso.
1707 Si tenga presente inoltre che nel caso delle maschere il valore da inserire in
1708 \var{c\_oflag} deve essere fornito avendo cura di cancellare prima tutti i bit
1709 della maschera, i valori da immettere infatti (quelli riportati nella
1710 spiegazione corrispondente) sono numerici e non per bit, per cui possono
1711 sovrapporsi fra di loro. Occorrerà perciò utilizzare un codice del tipo:
1713 \includecodesnip{listati/oflag.c}
1715 \noindent che prima cancella i bit della maschera in questione e poi imposta
1722 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1724 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1727 \constd{CBAUD} & Maschera dei bit (4+1) usati per impostare della velocità
1728 della linea (il \textit{baud rate}) in ingresso; non è
1729 presente in POSIX ed in Linux non è implementato in
1730 quanto viene usato un apposito campo di
1732 \constd{CBAUDEX}& Bit aggiuntivo per l'impostazione della velocità della
1733 linea, non è presente in POSIX e per le stesse
1734 motivazioni del precedente non è implementato in Linux.\\
1735 \constd{CSIZE} & Maschera per i bit usati per specificare la dimensione
1736 del carattere inviato lungo la linea di trasmissione, i
1737 valore ne indica la lunghezza (in bit), ed i valori
1738 possibili sono \val{CS5}, \val{CS6}, \val{CS7} e \val{CS8}
1739 corrispondenti ad un analogo numero di bit.\\
1740 \constd{CSTOPB} & Se impostato vengono usati due bit di stop sulla linea
1741 seriale, se non impostato ne viene usato soltanto uno.\\
1742 \constd{CREAD} & Se è impostato si può leggere l'input del terminale,
1743 altrimenti i caratteri in ingresso vengono scartati
1745 \constd{PARENB} & Se impostato abilita la generazione il controllo di
1746 parità. La reazione in caso di errori dipende dai
1747 relativi valori per \var{c\_iflag}, riportati in
1748 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}. Se non è impostato i
1749 bit di parità non vengono generati e i caratteri non
1750 vengono controllati.\\
1751 \constd{PARODD} & Ha senso solo se è attivo anche \const{PARENB}. Se
1752 impostato viene usata una parità è dispari, altrimenti
1753 viene usata una parità pari.\\
1754 \constd{HUPCL} & Se è impostato viene distaccata la connessione del
1755 modem quando l'ultimo dei processi che ha ancora un file
1756 aperto sul terminale lo chiude o esce.\\
1757 \constd{LOBLK} & Se impostato blocca l'output su un strato di shell non
1758 corrente, non è presente in POSIX e non è implementato
1760 \constd{CLOCAL} & Se impostato indica che il terminale è connesso in locale
1761 e che le linee di controllo del modem devono essere
1762 ignorate. Se non impostato effettuando una chiamata ad
1763 \func{open} senza aver specificato il flag di
1764 \const{O\_NONBLOCK} si bloccherà il processo finché
1765 non si è stabilita una connessione con il modem; inoltre
1766 se viene rilevata una disconnessione viene inviato un
1767 segnale di \signal{SIGHUP} al processo di controllo del
1768 terminale. La lettura su un terminale sconnesso comporta
1769 una condizione di \textit{end of file} e la scrittura un
1770 errore di \errcode{EIO}.\\
1771 \constd{CIBAUD} & Maschera dei bit della velocità della linea in
1772 ingresso; analogo a \const{CBAUD}, non è previsto da
1773 POSIX e non è implementato in Linux dato che è
1774 mantenuto in un apposito campo di \struct{termios}.\\
1775 \constd{CMSPAR} & imposta un bit di parità costante: se \const{PARODD} è
1776 impostato la parità è sempre 1 (\textit{MARK}) se non è
1777 impostato la parità è sempre 0 (\textit{SPACE}), non è
1778 previsto da POSIX.\\
1779 % vedi: http://www.lothosoft.ch/thomas/libmip/markspaceparity.php
1780 \constd{CRTSCTS}& Abilita il controllo di flusso hardware sulla seriale,
1781 attraverso l'utilizzo delle dei due fili di RTS e CTS.\\
1784 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1785 \var{c\_cflag} delle modalità di controllo di un terminale.}
1786 \label{tab:sess_termios_cflag}
1789 Il terzo flag, mantenuto nel campo \var{c\_cflag}, è detto \textsl{flag di
1790 controllo} ed è legato al funzionamento delle linee seriali, permettendo di
1791 impostarne varie caratteristiche, come il numero di bit di stop, le
1792 impostazioni della parità, il funzionamento del controllo di flusso; esso ha
1793 senso solo per i terminali connessi a linee seriali. Un elenco dei vari bit,
1794 del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato
1795 in tab.~\ref{tab:sess_termios_cflag}.
1797 I valori previsti per questo flag sono molto specifici, e completamente
1798 attinenti al controllo delle modalità operative di un terminale che opera
1799 attraverso una linea seriale; essi pertanto non hanno nessuna rilevanza per i
1800 terminali che usano un'altra interfaccia fisica, come le console virtuali e
1801 gli pseudo-terminali usati dalle connessioni di rete.
1803 Inoltre alcuni valori di questi flag sono previsti solo per quelle
1804 implementazioni (lo standard POSIX non specifica nulla riguardo
1805 l'implementazione, ma solo delle funzioni di lettura e scrittura) che
1806 mantengono le velocità delle linee seriali all'interno dei flag; come
1807 accennato in Linux questo viene fatto (seguendo l'esempio di BSD) attraverso
1808 due campi aggiuntivi, \var{c\_ispeed} e \var{c\_ospeed}, nella struttura
1809 \struct{termios} (mostrati in fig.~\ref{fig:term_termios}).
1814 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1816 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1819 \constd{ISIG} & Se impostato abilita il riconoscimento dei caratteri
1820 INTR, QUIT, e SUSP generando il relativo segnale.\\
1821 \constd{ICANON} & Se impostato il terminale opera in modalità canonica,
1822 altrimenti opera in modalità non canonica.\\
1823 \constd{XCASE} & Se impostato il terminale funziona solo con le
1824 maiuscole. L'input è convertito in minuscole tranne per i
1825 caratteri preceduti da una ``\texttt{\bslash}''. In output
1826 le maiuscole sono precedute da una ``\texttt{\bslash}'' e
1827 le minuscole convertite in maiuscole. Non è presente in
1829 \constd{ECHO} & Se è impostato viene attivato l'eco dei caratteri in
1830 input sull'output del terminale.\\
1831 \constd{ECHOE} & Se è impostato l'eco mostra la cancellazione di un
1832 carattere in input (in reazione al carattere ERASE)
1833 cancellando l'ultimo carattere della riga corrente dallo
1834 schermo; altrimenti il carattere è rimandato in eco per
1835 mostrare quanto accaduto (usato per i terminali con
1836 l'uscita su una stampante).\\
1837 \constd{ECHOK} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1838 del carattere KILL, andando a capo dopo aver visualizzato
1839 lo stesso, altrimenti viene solo mostrato il carattere e
1840 sta all'utente ricordare che l'input precedente è stato
1842 \constd{ECHONL} & Se impostato viene effettuato l'eco di un a
1843 capo (\verb|\n|) anche se non è stato impostato
1845 \constd{ECHOCTL}& Se impostato insieme ad \const{ECHO} i caratteri di
1846 controllo ASCII (tranne TAB, NL, START, e STOP) sono
1847 mostrati nella forma che prepone un ``\texttt{\circonf}''
1848 alla lettera ottenuta sommando \texttt{0x40} al valore del
1849 carattere (di solito questi si possono ottenere anche
1850 direttamente premendo il tasto \texttt{ctrl} più la
1851 relativa lettera). Non è presente in POSIX.\\
1852 \constd{ECHOPRT}& Se impostato abilita la visualizzazione del carattere di
1853 cancellazione in una modalità adatta ai terminali con
1854 l'uscita su stampante; l'invio del carattere di ERASE
1855 comporta la stampa di un ``\texttt{|}'' seguito dal
1856 carattere cancellato, e così via in caso di successive
1857 cancellazioni, quando si riprende ad immettere carattere
1858 normali prima verrà stampata una ``\texttt{/}''. Non è
1859 presente in POSIX.\\
1860 \constd{ECHOKE} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1861 del carattere KILL cancellando i caratteri precedenti
1862 nella linea secondo le modalità specificate dai valori di
1863 \const{ECHOE} e \const{ECHOPRT}. Non è presente in
1865 \constd{DEFECHO}& Se impostato effettua l'eco solo se c'è un processo in
1866 lettura. Non è presente in POSIX e non è supportato da
1868 \constd{FLUSHO} & Effettua la cancellazione della coda di uscita. Viene
1869 attivato dal carattere DISCARD. Non è presente in POSIX e
1870 non è supportato da Linux.\\
1871 \constd{NOFLSH} & Se impostato disabilita lo scarico delle code di ingresso
1872 e uscita quando vengono emessi i segnali \signal{SIGINT},
1873 \signal{SIGQUIT} e \signal{SIGSUSP}.\\
1874 \constd{TOSTOP} & Se abilitato, con il supporto per il job control presente,
1875 genera il segnale \signal{SIGTTOU} per un processo in
1876 background che cerca di scrivere sul terminale.\\
1877 \constd{PENDIN} & Indica che la linea deve essere ristampata, viene
1878 attivato dal carattere REPRINT e resta attivo fino alla
1879 fine della ristampa. Non è presente in POSIX e
1880 non è supportato in Linux.\\
1881 \constd{IEXTEN} & Abilita alcune estensioni previste dalla
1882 implementazione. Deve essere impostato perché caratteri
1883 speciali come EOL2, LNEXT, REPRINT e WERASE possano
1884 essere interpretati.\\
1887 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1888 \var{c\_lflag} delle modalità locali di un terminale.}
1889 \label{tab:sess_termios_lflag}
1892 Il quarto flag, mantenuto nel campo \var{c\_lflag}, è detto \textsl{flag
1893 locale}, e serve per controllare il funzionamento dell'interfaccia fra il
1894 driver e l'utente, come abilitare l'eco, gestire i caratteri di controllo e
1895 l'emissione dei segnali, impostare modo canonico o non canonico. Un elenco dei
1896 vari bit, del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è
1897 riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_lflag}. Con i terminali odierni
1898 l'unico flag con cui probabilmente si può avere a che fare è questo, in quanto
1899 è con questo che si impostano le caratteristiche generiche comuni a tutti i
1902 Si tenga presente che i flag che riguardano le modalità di eco dei caratteri
1903 (\const{ECHOE}, \const{ECHOPRT}, \const{ECHOK}, \const{ECHOKE},
1904 \const{ECHONL}) controllano solo il comportamento della visualizzazione, il
1905 riconoscimento dei vari caratteri dipende dalla modalità di operazione, ed
1906 avviene solo in modo canonico, pertanto questi flag non hanno significato se
1907 non è impostato \const{ICANON}.
1909 Oltre ai vari flag per gestire le varie caratteristiche dei terminali,
1910 \struct{termios} contiene pure il campo \var{c\_cc} che viene usato per
1911 impostare i caratteri speciali associati alle varie funzioni di controllo. Il
1912 numero di questi caratteri speciali è indicato dalla costante \constd{NCCS},
1913 POSIX ne specifica almeno 11, ma molte implementazioni ne definiscono molti
1914 altri.\footnote{in Linux il valore della costante è 32, anche se i caratteri
1915 effettivamente definiti sono solo 17.}
1920 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{9cm}|}
1922 \textbf{Indice} & \textbf{Valore}&\textbf{Codice} & \textbf{Funzione}\\
1925 \constd{VINTR} &\texttt{0x03}&(\texttt{C-c})& Carattere di interrupt,
1926 provoca l'emissione di
1928 \constd{VQUIT} &\texttt{0x1C}&(\texttt{C-\bslash})& Carattere di uscita,
1929 provoca l'emissione di
1931 \constd{VERASE}&\texttt{0x7f}&DEL,\texttt{C-?}& Carattere di ERASE, cancella
1933 precedente nella linea.\\
1934 \constd{VKILL} &\texttt{0x15}&(\texttt{C-u})& Carattere di KILL, cancella
1936 \constd{VEOF} &\texttt{0x04}&(\texttt{C-d})& Carattere di
1937 \textit{end-of-file}. Causa
1938 l'invio del contenuto del
1939 buffer di ingresso al
1940 processo in lettura anche se
1941 non è ancora stato ricevuto
1942 un a capo. Se è il primo
1943 carattere immesso comporta il
1944 ritorno di \func{read} con
1945 zero caratteri, cioè la
1947 \textit{end-of-file}.\\
1948 \constd{VMIN} & --- & --- & Numero minimo di caratteri per una
1949 lettura in modo non canonico.\\
1950 \constd{VEOL} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di fine riga. Agisce come
1951 un a capo, ma non viene scartato ed
1952 è letto come l'ultimo carattere
1954 \constd{VTIME} & --- & --- & Timeout, in decimi di secondo, per
1955 una lettura in modo non canonico.\\
1956 \constd{VEOL2} &\texttt{0x00}& NUL & Ulteriore carattere di fine
1957 riga. Ha lo stesso effetto di
1958 \const{VEOL} ma può essere un
1959 carattere diverso. \\
1960 \constd{VSWTC} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di switch. Non supportato
1962 \constd{VSTART}&\texttt{0x17}&(\texttt{C-q})& Carattere di START. Riavvia un
1963 output bloccato da uno STOP.\\
1964 \constd{VSTOP} &\texttt{0x19}&(\texttt{C-s})& Carattere di STOP. Blocca
1965 l'output fintanto che non
1966 viene premuto un carattere di
1968 \constd{VSUSP} &\texttt{0x1A}&(\texttt{C-z})& Carattere di
1969 sospensione. Invia il segnale
1971 \constd{VDSUSP}&\texttt{0x19}&(\texttt{C-y})& Carattere di sospensione
1972 ritardata. Invia il segnale
1973 \signal{SIGTSTP} quando il
1974 carattere viene letto dal
1975 programma, (non presente in
1976 POSIX e non riconosciuto in
1978 \constd{VLNEXT}&\texttt{0x16}&(\texttt{C-v})& Carattere di escape, serve a
1979 quotare il carattere
1980 successivo che non viene
1981 interpretato ma passato
1982 direttamente all'output.\\
1983 \constd{VWERASE}&\texttt{0x17}&(\texttt{C-w})&Cancellazione di una
1985 \constd{VREPRINT}&\texttt{0x12}&(\texttt{C-r})& Ristampa i caratteri non
1986 ancora letti (non presente in
1988 \constd{VDISCARD}&\texttt{0x0F}&(\texttt{C-o})& Non riconosciuto in Linux.\\
1989 \constd{VSTATUS} &\texttt{0x13}&(\texttt{C-t})& Non riconosciuto in Linux.\\
1992 \caption{Valori dei caratteri di controllo mantenuti nel campo \var{c\_cc}
1993 della struttura \struct{termios}.}
1994 \label{tab:sess_termios_cc}
1998 A ciascuna di queste funzioni di controllo corrisponde un elemento del vettore
1999 \var{c\_cc} che specifica quale è il carattere speciale associato; per
2000 portabilità invece di essere indicati con la loro posizione numerica nel
2001 vettore, i vari elementi vengono indicizzati attraverso delle opportune
2002 costanti, il cui nome corrisponde all'azione ad essi associata. Un elenco
2003 completo dei caratteri di controllo, con le costanti e delle funzionalità
2004 associate è riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc}, usando quelle
2005 definizioni diventa possibile assegnare un nuovo carattere di controllo con un
2007 \includecodesnip{listati/value_c_cc.c}
2009 La maggior parte di questi caratteri (tutti tranne \const{VTIME} e
2010 \const{VMIN}) hanno effetto solo quando il terminale viene utilizzato in modo
2011 canonico; per alcuni devono essere soddisfatte ulteriori richieste, ad esempio
2012 \const{VINTR}, \const{VSUSP}, e \const{VQUIT} richiedono sia impostato
2013 \const{ISIG}; \const{VSTART} e \const{VSTOP} richiedono sia impostato
2014 \const{IXON}; \const{VLNEXT}, \const{VWERASE}, \const{VREPRINT} richiedono sia
2015 impostato \const{IEXTEN}. In ogni caso quando vengono attivati i caratteri
2016 vengono interpretati e non sono passati sulla coda di ingresso.
2018 Per leggere ed scrivere tutte le varie impostazioni dei terminali viste finora
2019 lo standard POSIX prevede due funzioni che utilizzano come argomento un
2020 puntatore ad una struttura \struct{termios} che sarà quella in cui andranno
2021 immagazzinate le impostazioni. Le funzioni sono \funcd{tcgetattr} e
2022 \funcd{tcsetattr} ed il loro prototipo è:
2028 \fdecl{int tcgetattr(int fd, struct termios *termios\_p)}
2029 \fdesc{Legge il valore delle impostazioni di un terminale.}
2030 \fdecl{int tcsetattr(int fd, int optional\_actions, struct termios *termios\_p)}
2031 \fdesc{Scrive le impostazioni di un terminale.}
2034 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2035 caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2037 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta.
2039 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{ENOTTY} ed \errval{EINVAL} nel loro
2040 significato generico.}
2044 Le funzioni operano sul terminale cui fa riferimento il file descriptor
2045 \param{fd} utilizzando la struttura indicata dal puntatore \param{termios\_p}
2046 per lo scambio dei dati. Si tenga presente che le impostazioni sono associate
2047 al terminale e non al file descriptor; questo significa che se si è cambiata
2048 una impostazione un qualunque altro processo che apra lo stesso terminale, od
2049 un qualunque altro file descriptor che vi faccia riferimento, vedrà le nuove
2050 impostazioni pur non avendo nulla a che fare con il file descriptor che si è
2051 usato per effettuare i cambiamenti.
2053 Questo significa che non è possibile usare file descriptor diversi per
2054 utilizzare automaticamente il terminale in modalità diverse, se esiste una
2055 necessità di accesso differenziato di questo tipo occorrerà cambiare
2056 esplicitamente la modalità tutte le volte che si passa da un file descriptor
2059 La funzione \func{tcgetattr} legge i valori correnti delle impostazioni di un
2060 terminale qualunque nella struttura puntata da \param{termios\_p};
2061 \func{tcsetattr} invece effettua la scrittura delle impostazioni e quando
2062 viene invocata sul proprio terminale di controllo può essere eseguita con
2063 successo solo da un processo in foreground. Se invocata da un processo in
2064 background infatti tutto il gruppo riceverà un segnale di \signal{SIGTTOU} come
2065 se si fosse tentata una scrittura, a meno che il processo chiamante non abbia
2066 \signal{SIGTTOU} ignorato o bloccato, nel qual caso l'operazione sarà eseguita.
2068 La funzione \func{tcsetattr} prevede tre diverse modalità di funzionamento,
2069 specificabili attraverso l'argomento \param{optional\_actions}, che permette
2070 di stabilire come viene eseguito il cambiamento delle impostazioni del
2071 terminale, i valori possibili sono riportati in
2072 tab.~\ref{tab:sess_tcsetattr_option}; di norma (come fatto per le due funzioni
2073 di esempio) si usa sempre \const{TCSANOW}, le altre opzioni possono essere
2074 utili qualora si cambino i parametri di output.
2079 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2081 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
2084 \constd{TCSANOW} & Esegue i cambiamenti in maniera immediata.\\
2085 \constd{TCSADRAIN}& I cambiamenti vengono eseguiti dopo aver atteso che
2086 tutto l'output presente sulle code è stato scritto.\\
2087 \constd{TCSAFLUSH}& È identico a \const{TCSADRAIN}, ma in più scarta
2088 tutti i dati presenti sulla coda di input.\\
2091 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{optional\_actions} della
2092 funzione \func{tcsetattr}.}
2093 \label{tab:sess_tcsetattr_option}
2096 Occorre infine tenere presente che \func{tcsetattr} ritorna con successo anche
2097 se soltanto uno dei cambiamenti richiesti è stato eseguito. Pertanto se si
2098 effettuano più cambiamenti è buona norma controllare con una ulteriore
2099 chiamata a \func{tcgetattr} che essi siano stati eseguiti tutti quanti.
2101 \begin{figure}[!htbp]
2102 \footnotesize \centering
2103 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2104 \includecodesample{listati/SetTermAttr.c}
2107 \caption{Codice della funzione \func{SetTermAttr} che permette di
2108 impostare uno dei flag di controllo locale del terminale.}
2109 \label{fig:term_set_attr}
2112 Come già accennato per i cambiamenti effettuati ai vari flag di controllo
2113 occorre che i valori di ciascun bit siano specificati avendo cura di mantenere
2114 intatti gli altri; per questo motivo in generale si deve prima leggere il
2115 valore corrente delle impostazioni con \func{tcgetattr} per poi modificare i
2118 In fig.~\ref{fig:term_set_attr} e fig.~\ref{fig:term_unset_attr} si è
2119 riportato rispettivamente il codice delle due funzioni \func{SetTermAttr} e
2120 \func{UnSetTermAttr}, che possono essere usate per impostare o rimuovere, con
2121 le dovute precauzioni, un qualunque bit di \var{c\_lflag}. Il codice completo
2122 di entrambe le funzioni può essere trovato nel file \file{SetTermAttr.c} dei
2123 sorgenti allegati alla guida.
2125 La funzione \func{SetTermAttr} provvede ad impostare il bit specificato
2126 dall'argomento \param{flag}; prima si leggono i valori correnti
2127 (\texttt{\small 8}) con \func{tcgetattr}, uscendo con un messaggio in caso di
2128 errore (\texttt{\small 9--10}), poi si provvede a impostare solo i bit
2129 richiesti (possono essere più di uno) con un OR binario (\texttt{\small 12});
2130 infine si scrive il nuovo valore modificato con \func{tcsetattr}
2131 (\texttt{\small 13}), notificando un eventuale errore (\texttt{\small 14--15})
2132 o uscendo normalmente.
2134 \begin{figure}[!htbp]
2135 \footnotesize \centering
2136 \begin{minipage}[c]{\codesamplewidth}
2137 \includecodesample{listati/UnSetTermAttr.c}
2140 \caption{Codice della funzione \func{UnSetTermAttr} che permette di
2141 rimuovere uno dei flag di controllo locale del terminale.}
2142 \label{fig:term_unset_attr}
2145 La seconda funzione, \func{UnSetTermAttr}, è assolutamente identica alla
2146 prima, solo che in questo caso (\texttt{\small 9}) si rimuovono i bit
2147 specificati dall'argomento \param{flag} usando un AND binario del valore
2150 Al contrario di tutte le altre caratteristiche dei terminali, che possono
2151 essere impostate esplicitamente utilizzando gli opportuni campi di
2152 \struct{termios}, per le velocità della linea (il cosiddetto \textit{baud
2153 rate}) non è prevista una implementazione standardizzata, per cui anche se
2154 in Linux sono mantenute in due campi dedicati nella struttura, questi non
2155 devono essere acceduti direttamente ma solo attraverso le apposite funzioni di
2156 interfaccia provviste da POSIX.1.
2158 Lo standard prevede due funzioni per scrivere la velocità delle linee seriali,
2159 \funcd{cfsetispeed} per la velocità della linea di ingresso e
2160 \funcd{cfsetospeed} per la velocità della linea di uscita; i loro prototipi
2166 \fdecl{int cfsetispeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2167 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali in ingresso.}
2168 \fdecl{int cfsetospeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2169 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali in uscita.}
2172 {Le funzioni ritornano $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, che
2173 avviene solo quando il valore specificato non è valido.}
2176 Si noti che le funzioni si limitano a scrivere opportunamente il valore della
2177 velocità prescelta \param{speed} all'interno della struttura puntata da
2178 \param{termios\_p}; per effettuare l'impostazione effettiva occorrerà poi
2179 chiamare \func{tcsetattr}.
2181 Si tenga presente che per le linee seriali solo alcuni valori di velocità sono
2182 validi; questi possono essere specificati direttamente (la \acr{glibc}
2183 prevede che i valori siano indicati in bit per secondo), ma in generale
2184 altre versioni di libreria possono utilizzare dei valori diversi. Per questo
2185 POSIX.1 prevede una serie di costanti che però servono solo per specificare le
2186 velocità tipiche delle linee seriali:
2188 B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200
2189 B300 B600 B1200 B1800 B2400 B4800 B9600
2190 B19200 B38400 B57600 B115200 B230400 B460800
2193 Un terminale può utilizzare solo alcune delle velocità possibili, le funzioni
2194 però non controllano se il valore specificato è valido, dato che non possono
2195 sapere a quale terminale le velocità saranno applicate; sarà l'esecuzione di
2196 \func{tcsetattr} a fallire quando si cercherà di eseguire l'impostazione.
2198 Di norma il valore ha senso solo per i terminali seriali dove indica appunto
2199 la velocità della linea di trasmissione; se questa non corrisponde a quella
2200 del terminale quest'ultimo non potrà funzionare: quando il terminale non è
2201 seriale il valore non influisce sulla velocità di trasmissione dei dati.
2203 In generale impostare un valore nullo (\val{B0}) sulla linea di output fa sì
2204 che il modem non asserisca più le linee di controllo, interrompendo di fatto
2205 la connessione, qualora invece si utilizzi questo valore per la linea di input
2206 l'effetto sarà quello di rendere la sua velocità identica a quella della linea
2209 Dato che in genere si imposta sempre la stessa velocità sulle linee di uscita
2210 e di ingresso è supportata anche la funzione \funcd{cfsetspeed}, una
2211 estensione di BSD (la funzione origina da 4.4BSD e richiede sia definita la
2212 macro \macro{\_BSD\_SOURCE}) il cui prototipo è:
2217 \fdecl{int cfsetspeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
2218 \fdesc{Imposta la velocità delle linee seriali.}
2221 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, che avviene
2222 solo quando il valore specificato non è valido.}
2225 \noindent la funzione è identica alle due precedenti ma imposta la stessa
2226 velocità sia per la linea di ingresso che per quella di uscita.
2228 Analogamente a quanto avviene per l'impostazione, le velocità possono essere
2229 lette da una struttura \struct{termios} utilizzando altre due funzioni,
2230 \funcd{cfgetispeed} e \funcd{cfgetospeed}, i cui prototipi sono:
2235 \fdecl{speed\_t cfgetispeed(struct termios *termios\_p)}
2236 \fdesc{Legge la velocità delle linee seriali in ingresso.}
2237 \fdecl{speed\_t cfgetospeed(struct termios *termios\_p)}
2238 \fdesc{Legge la velocità delle linee seriali in uscita.}
2241 {Le funzioni ritornano la velocità della linea, non sono previste condizioni
2245 Anche in questo caso le due funzioni estraggono i valori della velocità della
2246 linea da una struttura, il cui indirizzo è specificato dall'argomento
2247 \param{termios\_p} che deve essere stata letta in precedenza con
2250 Infine sempre da BSD è stata ripresa una funzione che consente di impostare il
2251 terminale in una modalità analoga alla cosiddetta modalità ``\textit{raw}'' di
2252 System V, in cui i dati in input vengono resi disponibili un carattere alla
2253 volta, e l'eco e tutte le interpretazioni dei caratteri in entrata e uscita
2254 sono disabilitate. La funzione è \funcd{cfmakeraw} ed il suo prototipo è:
2259 \fdecl{void cfmakeraw(struct termios *termios\_p)}
2260 \fdesc{Imposta il terminale in modalità ``\textit{raw}''.}
2263 {La funzione imposta solo i valori in \param{termios\_p}, e non
2264 sono previste condizioni di errore.}
2267 Anche in questo caso la funzione si limita a preparare i valori che poi
2268 saranno impostato con una successiva chiamata a \func{tcsetattr}, in sostanza
2269 la funzione è equivalente a:
2270 \includecodesnip{listati/cfmakeraw.c}
2273 \subsection{La gestione della disciplina di linea.}
2274 \label{sec:term_line_discipline}
2276 Come illustrato dalla struttura riportata in fig.~\ref{fig:term_struct} tutti
2277 i terminali hanno un insieme di funzionalità comuni, che prevedono la presenza
2278 di code di ingresso ed uscita; in generale si fa riferimento a queste
2279 funzionalità con il nome di \textsl{disciplina di
2280 linea}.\index{disciplina~di~linea} Lo standard POSIX prevede alcune funzioni
2281 che permettono di intervenire direttamente sulla gestione della disciplina di
2282 linea e sull'interazione fra i dati in ingresso ed uscita e le relative code.
2284 In generale tutte queste funzioni vengono considerate, dal punto di vista
2285 dell'accesso al terminale, come delle funzioni di scrittura, pertanto se usate
2286 da processi in background sul loro terminale di controllo provocano
2287 l'emissione di \signal{SIGTTOU}, come illustrato in
2288 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}, con la stessa eccezione, già vista per
2289 \func{tcsetattr}, che quest'ultimo sia bloccato o ignorato dal processo
2292 Una prima funzione, che è efficace solo in caso di terminali seriali
2293 asincroni, e non fa niente per tutti gli altri terminali, è
2294 \funcd{tcsendbreak}; il suo prototipo è:
2299 \fdecl{int tcsendbreak(int fd, int duration)}
2300 \fdesc{Genera una condizione di \textit{break}.}
2304 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2305 caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}
2306 nel loro significato generico.}
2309 La funzione invia un flusso di bit nulli, che genera una condizione di
2310 \textit{break}, sul terminale associato a \param{fd}. Un valore nullo
2311 di \param{duration} implica una durata del flusso fra 0.25 e 0.5 secondi, un
2312 valore diverso da zero implica una durata pari a \code{duration*T} dove
2313 \code{T} è un valore compreso fra 0.25 e 0.5 secondi. Lo standard POSIX
2314 specifica il comportamento solo nel caso si sia impostato un valore nullo
2315 per \param{duration}, il comportamento negli altri casi può dipendere
2316 dall'implementazione.
2318 Le altre funzioni previste dallo standard POSIX servono a controllare il
2319 comportamento dell'interazione fra le code associate al terminale e l'utente;
2320 la prima di queste è \funcd{tcdrain}, il cui prototipo è:
2326 \fdecl{int tcdrain(int fd)}
2327 \fdesc{Attende lo svuotamento della coda di uscita.}
2330 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2331 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2334 La funzione blocca il processo fino a che tutto l'output presente sulla coda
2335 di uscita non è stato trasmesso al terminale associato ad \param{fd}. % La
2336 % funzione è un punto di cancellazione per i
2337 % programmi multi-thread, in tal caso le
2338 % chiamate devono essere protette con dei
2339 % gestori di cancellazione.
2341 Una seconda funzione, \funcd{tcflush}, permette svuotare immediatamente le code
2342 di cancellando tutti i dati presenti al loro interno; il suo prototipo è:
2347 \fdecl{int tcflush(int fd, int queue)}
2348 \fdesc{Cancella i dati presenti nelle code di ingresso o di uscita.} }
2350 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2351 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2354 La funzione agisce sul terminale associato a \param{fd}, l'argomento
2355 \param{queue} permette di specificare su quale coda (ingresso, uscita o
2356 entrambe), operare. Esso può prendere i valori riportati in
2357 tab.~\ref{tab:sess_tcflush_queue}, nel caso si specifichi la coda di ingresso
2358 cancellerà i dati ricevuti ma non ancora letti, nel caso si specifichi la coda
2359 di uscita cancellerà i dati scritti ma non ancora trasmessi.
2364 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
2366 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
2369 \constd{TCIFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di ingresso.\\
2370 \constd{TCOFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di uscita. \\
2371 \constd{TCIOFLUSH}& Cancella i dati su entrambe le code.\\
2374 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{queue} della
2375 funzione \func{tcflush}.}
2376 \label{tab:sess_tcflush_queue}
2380 L'ultima funzione dell'interfaccia che interviene sulla disciplina di linea è
2381 \funcd{tcflow}, che viene usata per sospendere la trasmissione e la ricezione
2382 dei dati sul terminale; il suo prototipo è:
2387 \fdecl{int tcflow(int fd, int action)}
2388 \fdesc{Sospende e riavvia il flusso dei dati sul terminale.}
2391 {La funzione ritorna $0$ in caso di successo e $-1$ per un errore, nel qual
2392 caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o \errval{ENOTTY}.}
2395 La funzione permette di controllare (interrompendo e facendo riprendere) il
2396 flusso dei dati fra il terminale ed il sistema sia in ingresso che in uscita.
2397 Il comportamento della funzione è regolato dall'argomento \param{action}, i
2398 cui possibili valori, e relativa azione eseguita dalla funzione, sono
2399 riportati in tab.~\ref{tab:sess_tcflow_action}.
2404 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2406 \textbf{Valore}& \textbf{Azione}\\
2409 \constd{TCOOFF}& Sospende l'output.\\
2410 \constd{TCOON} & Riprende un output precedentemente sospeso.\\
2411 \constd{TCIOFF}& Il sistema trasmette un carattere di STOP, che
2412 fa interrompere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2413 \constd{TCION} & Il sistema trasmette un carattere di START, che
2414 fa riprendere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2417 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{action} della
2418 funzione \func{tcflow}.}
2419 \label{tab:sess_tcflow_action}
2424 \subsection{Operare in \textsl{modo non canonico}}
2425 \label{sec:term_non_canonical}
2427 Operare con un terminale in modo canonico è relativamente semplice; basta
2428 eseguire una lettura e la funzione ritornerà quando il terminale avrà
2429 completato una linea di input. Non è detto che la linea sia letta interamente
2430 (si può aver richiesto un numero inferiore di byte) ma in ogni caso nessun
2431 dato verrà perso, e il resto della linea sarà letto alla chiamata successiva.
2433 Inoltre in modo canonico la gestione dei dati in ingresso è di norma eseguita
2434 direttamente dal kernel, che si incarica (a seconda di quanto impostato con le
2435 funzioni viste nei paragrafi precedenti) di cancellare i caratteri, bloccare e
2436 riavviare il flusso dei dati, terminare la linea quando viene ricevuti uno dei
2437 vari caratteri di terminazione (NL, EOL, EOL2, EOF).
2439 In modo non canonico è invece compito del programma gestire tutto quanto, i
2440 caratteri NL, EOL, EOL2, EOF, ERASE, KILL, CR, REPRINT non vengono
2441 interpretati automaticamente ed inoltre, non dividendo più l'input in linee,
2442 il sistema non ha più un limite definito su quando ritornare i dati ad un
2443 processo. Per questo motivo abbiamo visto che in \var{c\_cc} sono previsti due
2444 caratteri speciali, MIN e TIME (specificati dagli indici \const{VMIN} e
2445 \const{VTIME} in \var{c\_cc}) che dicono al sistema di ritornare da una
2446 \func{read} quando è stata letta una determinata quantità di dati o è passato
2449 Come accennato nella relativa spiegazione in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc},
2450 TIME e MIN non sono in realtà caratteri ma valori numerici. Il comportamento
2451 del sistema per un terminale in modalità non canonica prevede quattro casi
2454 \item[MIN$>0$, TIME$>0$] In questo caso MIN stabilisce il numero minimo di
2455 caratteri desiderati e TIME un tempo di attesa, in decimi di secondo, fra un
2456 carattere e l'altro. Una \func{read} ritorna se vengono ricevuti almeno MIN
2457 caratteri prima della scadenza di TIME (MIN è solo un limite inferiore, se
2458 la funzione ha richiesto un numero maggiore di caratteri ne possono essere
2459 restituiti di più); se invece TIME scade vengono restituiti i byte ricevuti
2460 fino ad allora (un carattere viene sempre letto, dato che il timer inizia a
2461 scorrere solo dopo la ricezione del primo carattere).
2462 \item[MIN$>0$, TIME$=0$] Una \func{read} ritorna solo dopo che sono stati
2463 ricevuti almeno MIN caratteri. Questo significa che una \func{read} può
2464 bloccarsi indefinitamente.
2465 \item[MIN$=0$, TIME$>0$] In questo caso TIME indica un tempo di attesa dalla
2466 chiamata di \func{read}, la funzione ritorna non appena viene ricevuto un
2467 carattere o scade il tempo. Si noti che è possibile che \func{read} ritorni
2468 con un valore nullo.
2469 \item[MIN$=0$, TIME$=0$] In questo caso una \func{read} ritorna immediatamente
2470 restituendo tutti i caratteri ricevuti. Anche in questo caso può ritornare
2471 con un valore nullo.
2476 \section{La gestione dei terminali virtuali}
2477 \label{sec:sess_virtual_terminal}
2480 % TODO terminali virtuali
2481 % Qui c'è da mettere tutta la parte sui terminali virtuali, e la gestione
2487 \subsection{I terminali virtuali}
2488 \label{sec:sess_pty}
2490 Qui vanno spiegati i terminali virtuali, \file{/dev/pty} e compagnia.
2495 \subsection{Allocazione dei terminali virtuali}
2496 \label{sec:sess_openpty}
2498 Qui vanno le cose su \func{openpty} e compagnia.
2500 % TODO le ioctl dei terminali (man tty_ioctl)
2501 % e http://www.net-security.org/article.php?id=83
2502 % TODO trattare \func{posix\_openpt}
2503 % vedi http://lwn.net/Articles/688809/,
2504 % http://man7.org/linux/man-pages/man3/ptsname.3.html
2507 % TODO materiale sulle seriali
2508 % vedi http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html
2509 % TODO materiale generico sul layer TTY
2510 % vedi http://www.linusakesson.net/programming/tty/index.php
2512 % LocalWords: kernel multitasking job control BSD POSIX shell sez group
2513 % LocalWords: foreground process bg fg waitpid WUNTRACED pgrp session sched
2514 % LocalWords: struct pgid sid pid ps getpgid getpgrp unistd void errno int
2515 % LocalWords: ESRCH getsid glibc system call XOPEN SOURCE EPERM setpgrp EACCES
2516 % LocalWords: setpgid exec EINVAL did fork race condition setsid tty ioctl
2517 % LocalWords: NOCTTY TIOCSCTTY error tcsetpgrp termios fd pgrpid descriptor VT
2518 % LocalWords: ENOTTY ENOSYS EBADF SIGTTIN SIGTTOU EIO tcgetpgrp crypt SIGTSTP
2519 % LocalWords: SIGINT SIGQUIT SIGTERM SIGHUP hungup kill orphaned SIGCONT exit
2520 % LocalWords: init Slackware run level inittab fig device getty TERM at execle
2521 % LocalWords: getpwnam chdir home chown chmod setuid setgid initgroups SIGCHLD
2522 % LocalWords: daemon like daemons NdT Stevens Programming FAQ filesystem umask
2523 % LocalWords: noclose syslog syslogd socket UDP klogd printk printf facility
2524 % LocalWords: priority log openlog const char ident option argv tab AUTH CRON
2525 % LocalWords: AUTHPRIV cron FTP KERN LOCAL LPR NEWS news USENET UUCP CONS CRIT
2526 % LocalWords: NDELAY NOWAIT ODELAY PERROR stderr format strerror EMERG ALERT
2527 % LocalWords: ERR WARNING NOTICE INFO DEBUG debug setlogmask mask UPTO za ssh
2528 % LocalWords: teletype telnet read write BELL beep CANON isatty desc ttyname
2529 % LocalWords: NULL ctermid stdio pathname buff size len ERANGE bits ispeed xFF
2530 % LocalWords: ospeed line tcflag INPCK IGNPAR PARMRK ISTRIP IGNBRK BREAK NUL
2531 % LocalWords: BRKINT IGNCR carriage return newline ICRNL INLCR IUCLC IXON NL
2532 % LocalWords: IXANY IXOFF IMAXBEL iflag OPOST CR OCRNL OLCUC ONLCR ONOCR OFILL
2533 % LocalWords: ONLRET OFDEL NLDLY CRDLY TABDLY BSDLY backspace BS VTDLY FFDLY
2534 % LocalWords: form feed FF oflag CLOCAL of HUPCL CREAD CSTOPB PARENB TIOCGPGRP
2535 % LocalWords: PARODD CSIZE CS CBAUD CBAUDEX CIBAUD CRTSCTS RTS CTS cflag ECHO
2536 % LocalWords: ICANON ECHOE ERASE ECHOPRT ECHOK ECHOKE ECHONL ECHOCTL ctrl ISIG
2537 % LocalWords: INTR QUIT SUSP IEXTEN EOL LNEXT REPRINT WERASE NOFLSH and TOSTOP
2538 % LocalWords: SIGSUSP XCASE DEFECHO FLUSHO DISCARD PENDIN lflag NCCS VINTR EOF
2539 % LocalWords: interrupt VQUIT VERASE VKILL VEOF VTIME VMIN VSWTC switch VSTART
2540 % LocalWords: VSTOP VSUSP VEOL VREPRINT VDISCARD VWERASE VLNEXT escape actions
2541 % LocalWords: tcgetattr tcsetattr EINTR TCSANOW TCSADRAIN TCSAFLUSH speed MIN
2542 % LocalWords: SetTermAttr UnSetTermAttr cfsetispeed cfsetospeed cfgetispeed ng
2543 % LocalWords: cfgetospeed quest'ultime tcsendbreak duration break tcdrain list
2544 % LocalWords: tcflush queue TCIFLUSH TCOFLUSH TCIOFLUSH tcflow action TCOOFF
2545 % LocalWords: TCOON TCIOFF TCION timer openpty Window nochdir embedded router
2546 % LocalWords: access point upstart systemd rsyslog vsyslog variadic src linux
2547 % LocalWords: closelog dmesg sysctl klogctl sys ERESTARTSYS ConsoleKit to CoPy
2548 % LocalWords: loglevel message libc klog mydmesg CAP ADMIN LXC pipelining UID
2549 % LocalWords: TIOCSPGRP GID IUTF UTF LOBLK NONBLOCK CMSPAR MARK VDSUSP VSTATUS
2550 % LocalWords: cfsetspeed raw cfmakeraw
2552 %%% Local Variables:
2554 %%% TeX-master: "gapil"