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12 \chapter{Interfaccia utente: 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.\footnote{ed in certi
48 casi, come buona parte dei dispositivi embedded su cui gira Linux (come
49 router, access point, ecc.) questa resta anche l'unica opzione per una
50 \textit{console} di sistema.}
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,\footnote{con
60 le interfacce grafiche di \textit{X Window} e con i terminali virtuali via
61 rete tutto questo non è più vero, dato che si può accedere a molti terminali
62 in contemporanea da una singola postazione di lavoro, ma il sistema è nato
63 prima dell'esistenza di tutto ciò.} avendo cioè un solo punto in cui si può
64 avere accesso all'input ed all'output degli stessi.
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}, che riunisce
78 (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) tutti i processi eseguiti all'interno
79 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 in \textit{background} (o \textsl{sullo
88 sfondo}), nel qual caso essi saranno eseguiti senza essere collegati al
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 programmi in una sola riga di comando con le pipe, ed in tal caso verranno
94 eseguiti più programmi. Inoltre, anche quando si invoca un singolo programma,
95 questo potrà sempre lanciare eventuali sotto-processi per eseguire dei compiti
98 Per questo l'esecuzione di un comando può originare più di un processo; quindi
99 nella gestione del \textit{job control} non si può far riferimento ai singoli
100 processi. Per questo il kernel prevede la possibilità di raggruppare più
101 processi in un cosiddetto \itindex{process~group} \textit{process group}
102 (detto 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 \itindex{process~group} \textit{process group} in \textit{foreground}, che
110 riunisce i processi che possono accedere al terminale, e più
111 \itindex{process~group} \textit{process group} in \textit{background}, che non
112 possono accedervi. Il \textit{job control} prevede che quando un processo
113 appartenente ad un raggruppamento in \textit{background} cerca di accedere al
114 terminale, venga inviato un segnale a tutti i processi del raggruppamento, in
115 modo da bloccarli (vedi 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}.\footnote{si tenga presente che \cmd{bg} e \cmd{fg}
122 sono parole chiave che indicano comandi interni alla shell, e nel caso non
123 comportano l'esecuzione di un programma esterno ma operazioni di gestione
124 compiute direttamente dalla shell stessa.} Il comando \cmd{fg} consente
125 invece di mettere in \textit{foreground} un comando precedentemente lanciato
126 in \textit{background}.
128 Di norma la shell si cura anche di notificare all'utente (di solito prima
129 della stampa a video del prompt) lo stato dei vari processi; essa infatti sarà
130 in grado, grazie all'uso di \func{waitpid}, di rilevare sia i processi che
131 sono terminati, sia i raggruppamenti che sono bloccati (in questo caso usando
132 l'opzione \const{WUNTRACED}, secondo quanto 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 \struct{task\_struct} definita in
147 \file{sched.h}.} l'identificatore del \textit{process group} e
148 l'identificatore della \textsl{sessione}, che vengono indicati rispettivamente
149 con le sigle \acr{pgid} e \acr{sid}, e sono mantenuti in variabili di tipo
150 \type{pid\_t}. I valori di questi identificatori possono essere visualizzati
151 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 \acr{pgid}; è possibile leggere il valore di questo identificatore con
155 le funzioni \funcd{getpgid} e \funcd{getpgrp},\footnote{\func{getpgrp} è
156 definita nello standard POSIX.1, mentre \func{getpgid} è richiesta da SVr4.}
157 i cui prototipi sono:
161 \funcdecl{pid\_t getpgid(pid\_t pid)}
162 Legge il \acr{pgid} del processo \param{pid}.
164 \funcdecl{pid\_t getpgrp(void)}
165 Legge il \acr{pgid} del processo corrente.
167 \bodydesc{Le funzioni restituiscono il \acr{pgid} del processo,
168 \func{getpgrp} ha sempre successo, mentre \func{getpgid} restituisce -1
169 ponendo \var{errno} a \errval{ESRCH} se il processo selezionato non
173 La funzione \func{getpgid} permette di specificare il \acr{pid} del processo
174 di cui si vuole sapere il \acr{pgid}; un valore nullo per \param{pid}
175 restituisce il \acr{pgid} del processo corrente; \func{getpgrp} è di norma
176 equivalente a \code{getpgid(0)}.
178 In maniera analoga l'identificatore della sessione può essere letto dalla
179 funzione \funcd{getsid}, che però nelle \acr{glibc}\footnote{la system call è
180 stata introdotta in Linux a partire dalla versione 1.3.44, il supporto nelle
181 librerie del C è iniziato dalla versione 5.2.19. La funzione non è prevista
182 da POSIX.1, che parla solo di processi leader di sessione, e non di
183 identificatori di sessione.} è accessibile solo definendo
184 \macro{\_XOPEN\_SOURCE} e \macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}; il suo prototipo
186 \begin{prototype}{unistd.h}{pid\_t getsid(pid\_t pid)}
187 Legge l'identificatore di sessione del processo \param{pid}.
189 \bodydesc{La funzione restituisce l'identificatore (un numero positivo) in
190 caso di successo, e -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà
193 \item[\errcode{ESRCH}] il processo selezionato non esiste.
194 \item[\errcode{EPERM}] in alcune implementazioni viene restituito quando il
195 processo selezionato non fa parte della stessa sessione del processo
201 Entrambi gli identificatori vengono inizializzati alla creazione di ciascun
202 processo con lo stesso valore che hanno nel processo padre, per cui un
203 processo appena creato appartiene sempre allo stesso raggruppamento e alla
204 stessa sessione del padre. Vedremo poi come sia possibile creare più
205 \textit{process group} all'interno della stessa sessione, e spostare i
206 processi dall'uno all'altro, ma sempre all'interno di una stessa sessione.
208 Ciascun raggruppamento di processi ha sempre un processo principale, il
209 cosiddetto \itindex{process~group~leader} \textit{process group leader}, che è
210 identificato dall'avere un \acr{pgid} uguale al suo \acr{pid}, in genere
211 questo è il primo processo del raggruppamento, che si incarica di lanciare
212 tutti gli altri. Un nuovo raggruppamento si crea con la funzione
213 \funcd{setpgrp},\footnote{questa è la definizione di POSIX.1, BSD definisce
214 una funzione con lo stesso nome, che però è identica a \func{setpgid}; nelle
215 \acr{glibc} viene sempre usata sempre questa definizione, a meno di non
216 richiedere esplicitamente la compatibilità all'indietro con BSD, definendo
217 la macro \macro{\_BSD\_SOURCE}.} il cui prototipo è:
218 \begin{prototype}{unistd.h}{int setpgrp(void)}
219 Modifica il \acr{pgid} al valore del \acr{pid} del processo corrente.
221 \bodydesc{La funzione restituisce il valore del nuovo \textit{process
225 La funzione, assegnando al \acr{pgid} il valore del \acr{pid} processo
226 corrente, rende questo \itindex{process~group~leader} \textit{group leader} di
227 un nuovo raggruppamento, tutti i successivi processi da esso creati
228 apparterranno (a meno di non cambiare di nuovo il \acr{pgid}) al nuovo
229 raggruppamento. È possibile invece spostare un processo da un raggruppamento
230 ad un altro con la funzione \funcd{setpgid}, il cui prototipo è:
231 \begin{prototype}{unistd.h}{int setpgid(pid\_t pid, pid\_t pgid)}
232 Assegna al \acr{pgid} del processo \param{pid} il valore \param{pgid}.
234 \bodydesc{La funzione ritorna il valore del nuovo \textit{process group}, e
235 -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
237 \item[\errcode{ESRCH}] il processo selezionato non esiste.
238 \item[\errcode{EPERM}] il cambiamento non è consentito.
239 \item[\errcode{EACCES}] il processo ha già eseguito una \func{exec}.
240 \item[\errcode{EINVAL}] il valore di \param{pgid} è negativo.
245 La funzione permette di cambiare il \acr{pgid} del processo \param{pid}, ma il
246 cambiamento può essere effettuato solo se \param{pgid} indica un
247 \textit{process group} che è nella stessa sessione del processo chiamante.
248 Inoltre la funzione può essere usata soltanto sul processo corrente o su uno
249 dei suoi figli, ed in quest'ultimo caso ha successo soltanto se questo non ha
250 ancora eseguito una \func{exec}.\footnote{questa caratteristica è implementata
251 dal kernel che mantiene allo scopo un altro campo, \var{did\_exec}, in
252 \struct{task\_struct}.} Specificando un valore nullo per \param{pid} si
253 indica il processo corrente, mentre specificando un valore nullo per
254 \param{pgid} si imposta il \textit{process group} al valore del \acr{pid} del
255 processo selezionato; pertanto \func{setpgrp} è equivalente a \code{setpgid(0,
258 Di norma questa funzione viene usata dalla shell quando si usano delle
259 pipeline, per mettere nello stesso \textit{process group} tutti i programmi
260 lanciati su ogni linea di comando; essa viene chiamata dopo una \func{fork}
261 sia dal processo padre, per impostare il valore nel figlio, che da
262 quest'ultimo, per sé stesso, in modo che il cambiamento di \textit{process
263 group} sia immediato per entrambi; una delle due chiamate sarà ridondante,
264 ma non potendo determinare quale dei due processi viene eseguito per primo,
265 occorre eseguirle comunque entrambe per evitare di esporsi ad una
266 \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
268 Si noti come nessuna delle funzioni esaminate finora permetta di spostare un
269 processo da una sessione ad un altra; infatti l'unico modo di far cambiare
270 sessione ad un processo è quello di crearne una nuova con l'uso di
271 \funcd{setsid}; il suo prototipo è:
272 \begin{prototype}{unistd.h}{pid\_t setsid(void)}
273 Crea una nuova sessione sul processo corrente impostandone \acr{sid} e
276 \bodydesc{La funzione ritorna il valore del nuovo \acr{sid}, e -1 in caso di
277 errore, il solo errore possibile è \errval{EPERM}, che si ha quando il
278 \acr{pgid} e \acr{pid} del processo coincidono.}
281 La funzione imposta il \acr{pgid} ed il \acr{sid} del processo corrente al
282 valore del suo \acr{pid}, creando così una nuova sessione ed un nuovo
283 \textit{process group} di cui esso diventa leader (come per i \textit{process
284 group} un processo si dice leader di sessione\footnote{in Linux la proprietà
285 è mantenuta in maniera indipendente con un apposito campo \var{leader} in
286 \struct{task\_struct}.} se il suo \acr{sid} è uguale al suo \acr{pid}) ed
287 unico componente. Inoltre la funzione distacca il processo da ogni terminale
288 di controllo (torneremo sull'argomento in sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}) cui
289 fosse in precedenza associato.
291 La funzione ha successo soltanto se il processo non è già
292 \itindex{process~group~leader} leader di un \textit{process group}, per cui
293 per usarla di norma si esegue una \func{fork} e si esce, per poi chiamare
294 \func{setsid} nel processo figlio, in modo che, avendo questo lo stesso
295 \acr{pgid} del padre ma un \acr{pid} diverso, non ci siano possibilità di
296 errore.\footnote{potrebbe sorgere il dubbio che, per il riutilizzo dei valori
297 dei \acr{pid} fatto nella creazione dei nuovi processi (vedi
298 sez.~\ref{sec:proc_pid}), il figlio venga ad assumere un valore
299 corrispondente ad un \textit{process group} esistente; questo viene evitato
300 dal kernel che considera come disponibili per un nuovo \acr{pid} solo valori
301 che non corrispondono ad altri \acr{pid}, \acr{pgid} o \acr{sid} in uso nel
302 sistema.} Questa funzione viene usata di solito nel processo di login (per i
303 dettagli vedi sez.~\ref{sec:sess_login}) per raggruppare in una sessione tutti
304 i comandi eseguiti da un utente dalla sua shell.
306 \itindend{process~group}
308 \subsection{Il terminale di controllo e il controllo di sessione}
309 \label{sec:sess_ctrl_term}
311 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, nel sistema del
312 \textit{job control} i processi all'interno di una sessione fanno riferimento
313 ad un terminale di controllo (ad esempio quello su cui si è effettuato il
314 login), sul quale effettuano le operazioni di lettura e
315 scrittura,\footnote{nel caso di login grafico la cosa può essere più
316 complessa, e di norma l'I/O è effettuato tramite il server X, ma ad esempio
317 per i programmi, anche grafici, lanciati da un qualunque emulatore di
318 terminale, sarà quest'ultimo a fare da terminale (virtuale) di controllo.} e
319 dal quale ricevono gli eventuali segnali da tastiera.
321 A tale scopo lo standard POSIX.1 prevede che ad ogni sessione possa essere
322 associato un terminale di controllo; in Linux questo viene realizzato
323 mantenendo fra gli attributi di ciascun processo anche qual'è il suo terminale
324 di controllo.\footnote{lo standard POSIX.1 non specifica nulla riguardo
325 l'implementazione; in Linux anch'esso viene mantenuto nella solita struttura
326 \struct{task\_struct}, nel campo \var{tty}.} In generale ogni processo
327 eredita dal padre, insieme al \acr{pgid} e al \acr{sid} anche il terminale di
328 controllo (vedi sez.~\ref{sec:proc_fork}). In questo modo tutti processi
329 originati dallo stesso leader di sessione mantengono lo stesso terminale di
332 Alla creazione di una nuova sessione con \func{setsid} ogni associazione con
333 il precedente terminale di controllo viene cancellata, ed il processo che è
334 divenuto un nuovo leader di sessione dovrà riottenere\footnote{solo quando ciò
335 è necessario, cosa che, come vedremo in sez.~\ref{sec:sess_daemon}, non è
336 sempre vera.}, un terminale di controllo. In generale questo viene fatto
337 automaticamente dal sistema\footnote{a meno di non avere richiesto
338 esplicitamente che questo non diventi un terminale di controllo con il flag
339 \const{O\_NOCTTY} (vedi sez.~\ref{sec:file_open}). In questo Linux segue la
340 semantica di SVr4; BSD invece richiede che il terminale venga allocato
341 esplicitamente con una \func{ioctl} con il comando \const{TIOCSCTTY}.}
342 quando viene aperto il primo terminale (cioè uno dei vari file di dispositivo
343 \file{/dev/tty*}) che diventa automaticamente il terminale di controllo,
344 mentre il processo diventa il \textsl{processo di controllo} di quella
347 In genere (a meno di redirezioni) nelle sessioni di lavoro questo terminale è
348 associato ai file standard (di input, output ed error) dei processi nella
349 sessione, ma solo quelli che fanno parte del cosiddetto raggruppamento di
350 \textit{foreground}, possono leggere e scrivere in certo istante. Per
351 impostare il raggruppamento di \textit{foreground} di un terminale si usa la
352 funzione \funcd{tcsetpgrp}, il cui prototipo è:
357 \funcdecl{int tcsetpgrp(int fd, pid\_t pgrpid)} Imposta a \param{pgrpid} il
358 \textit{process group} di \textit{foreground} del terminale associato al
359 file descriptor \param{fd}.
361 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo, e -1 in caso di
362 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
364 \item[\errcode{ENOTTY}] il file \param{fd} non corrisponde al terminale di
365 controllo del processo chiamante.
366 \item[\errcode{ENOSYS}] il sistema non supporta il job control.
367 \item[\errcode{EPERM}] il \textit{process group} specificato non è nella
368 stessa sessione del processo chiamante.
370 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{EINVAL}.
373 \noindent la funzione può essere eseguita con successo solo da
374 un processo nella stessa sessione e con lo stesso terminale di controllo.
376 Come accennato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}, tutti i processi
377 (e relativi raggruppamenti) che non fanno parte del gruppo di
378 \textit{foreground} sono detti in \textit{background}; se uno si essi cerca di
379 accedere al terminale di controllo provocherà l'invio da parte del kernel di
380 uno dei due segnali \const{SIGTTIN} o \const{SIGTTOU} (a seconda che l'accesso
381 sia stato in lettura o scrittura) a tutto il suo \itindex{process~group}
382 \textit{process group}; dato che il comportamento di default di questi segnali
383 (si riveda quanto esposto in sez.~\ref{sec:sig_job_control}) è di fermare il
384 processo, di norma questo comporta che tutti i membri del gruppo verranno
385 fermati, ma non si avranno condizioni di errore.\footnote{la shell in genere
386 notifica comunque un avvertimento, avvertendo la presenza di processi
387 bloccati grazie all'uso di \func{waitpid}.} Se però si bloccano o ignorano i
388 due segnali citati, le funzioni di lettura e scrittura falliranno con un
389 errore di \errcode{EIO}.
391 Un processo può controllare qual è il gruppo di \textit{foreground} associato
392 ad un terminale con la funzione \funcd{tcgetpgrp}, il cui prototipo è:
394 \headdecl{unistd.h} \headdecl{termios.h}
396 \funcdecl{pid\_t tcgetpgrp(int fd)} Legge il \textit{process group} di
397 \textit{foreground} del terminale associato al file descriptor \param{fd}.
398 \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il \acr{pgid} del
399 gruppo di \textit{foreground}, e -1 in caso di errore, nel qual caso
400 \var{errno} assumerà i valori:
402 \item[\errcode{ENOTTY}] non c'è un terminale di controllo o \param{fd} non
403 corrisponde al terminale di controllo del processo chiamante.
405 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{ENOSYS}.
409 Si noti come entrambe le funzioni usino come argomento il valore di un file
410 descriptor, il risultato comunque non dipende dal file descriptor che si usa
411 ma solo dal terminale cui fa riferimento; il kernel inoltre permette a ciascun
412 processo di accedere direttamente al suo terminale di controllo attraverso il
413 file speciale \file{/dev/tty}, che per ogni processo è un sinonimo per il
414 proprio terminale di controllo. Questo consente anche a processi che possono
415 aver rediretto l'output di accedere al terminale di controllo, pur non
416 disponendo più del file descriptor originario; un caso tipico è il programma
417 \cmd{crypt} che accetta la redirezione sullo standard input di un file da
418 decifrare, ma deve poi leggere la password dal terminale.
420 Un'altra caratteristica del terminale di controllo usata nel job control è che
421 utilizzando su di esso le combinazioni di tasti speciali (\texttt{C-z},
422 \texttt{C-c}, \texttt{C-y} e \texttt{C-|}) si farà sì che il kernel invii i
423 corrispondenti segnali (rispettivamente \const{SIGTSTP}, \const{SIGINT},
424 \const{SIGQUIT} e \const{SIGTERM}, trattati in sez.~\ref{sec:sig_job_control})
425 a tutti i processi del raggruppamento di \textit{foreground}; in questo modo
426 la shell può gestire il blocco e l'interruzione dei vari comandi.
429 Per completare la trattazione delle caratteristiche del job control legate al
430 terminale di controllo, occorre prendere in considerazione i vari casi legati
431 alla terminazione anomala dei processi, che sono di norma gestite attraverso
432 il segnale \const{SIGHUP}. Il nome del segnale deriva da \textit{hungup},
433 termine che viene usato per indicare la condizione in cui il terminale diventa
434 inutilizzabile, (letteralmente sarebbe \textsl{impiccagione}).
436 Quando si verifica questa condizione, ad esempio se si interrompe la linea, o
437 va giù la rete o più semplicemente si chiude forzatamente la finestra di
438 terminale su cui si stava lavorando, il kernel provvederà ad inviare il
439 segnale di \const{SIGHUP} al processo di controllo. L'azione preimpostata in
440 questo caso è la terminazione del processo, il problema che si pone è cosa
441 accade agli altri processi nella sessione, che non han più un processo di
442 controllo che possa gestire l'accesso al terminale, che potrebbe essere
443 riutilizzato per qualche altra sessione.
445 Lo standard POSIX.1 prevede che quando il processo di controllo termina, che
446 ciò avvenga o meno per un \textit{hungup} del terminale (ad esempio si
447 potrebbe terminare direttamente la shell con \cmd{kill}) venga inviato un
448 segnale di \const{SIGHUP} ai processi del raggruppamento di foreground. In
449 questo modo essi potranno essere avvisati che non esiste più un processo in
450 grado di gestire il terminale (di norma tutto ciò comporta la terminazione
451 anche di questi ultimi).
453 Restano però gli eventuali processi in background, che non ricevono il
454 segnale; in effetti se il terminale non dovesse più servire essi potrebbero
455 proseguire fino al completamento della loro esecuzione; ma si pone il problema
456 di come gestire quelli che sono bloccati, o che si bloccano nell'accesso al
457 terminale, in assenza di un processo che sia in grado di effettuare il
458 controllo dello stesso.
460 Questa è la situazione in cui si ha quello che viene chiamato un
461 \itindex{process~group~orphaned} \textit{orphaned process group}. Lo standard
462 POSIX.1 lo definisce come un \itindex{process~group} \textit{process group} i
463 cui processi hanno come padri esclusivamente o altri processi nel
464 raggruppamento, o processi fuori della sessione. Lo standard prevede inoltre
465 che se la terminazione di un processo fa sì che un raggruppamento di processi
466 diventi orfano e se i suoi membri sono bloccati, ad essi vengano inviati in
467 sequenza i segnali di \const{SIGHUP} e \const{SIGCONT}.
469 La definizione può sembrare complicata, e a prima vista non è chiaro cosa
470 tutto ciò abbia a che fare con il problema della terminazione del processo di
471 controllo. Consideriamo allora cosa avviene di norma nel \textit{job
472 control}: una sessione viene creata con \func{setsid} che crea anche un
473 nuovo \itindex{process~group} \textit{process group}: per definizione
474 quest'ultimo è sempre \itindex{process~group~orphaned} \textsl{orfano}, dato
475 che il padre del leader di sessione è fuori dalla stessa e il nuovo
476 \textit{process group} \itindex{process~group} contiene solo il leader di
477 sessione. Questo è un caso limite, e non viene emesso nessun segnale perché
478 quanto previsto dallo standard riguarda solo i raggruppamenti che diventano
479 orfani in seguito alla terminazione di un processo.\footnote{l'emissione dei
480 segnali infatti avviene solo nella fase di uscita del processo, come una
481 delle operazioni legate all'esecuzione di \func{\_exit}, secondo quanto
482 illustrato in sez.~\ref{sec:proc_termination}.}
484 Il leader di sessione provvederà a creare nuovi raggruppamenti che a questo
485 punto non sono orfani in quanto esso resta padre per almeno uno dei processi
486 del gruppo (gli altri possono derivare dal primo). Alla terminazione del
487 leader di sessione però avremo che, come visto in
488 sez.~\ref{sec:proc_termination}, tutti i suoi figli vengono adottati da
489 \cmd{init}, che è fuori dalla sessione. Questo renderà orfani tutti i process
490 group creati direttamente dal leader di sessione (a meno di non aver spostato
491 con \func{setpgid} un processo da un gruppo ad un altro, cosa che di norma non
492 viene fatta) i quali riceveranno, nel caso siano bloccati, i due segnali;
493 \const{SIGCONT} ne farà proseguire l'esecuzione, ed essendo stato nel
494 frattempo inviato anche \const{SIGHUP}, se non c'è un gestore per
495 quest'ultimo, i processi bloccati verranno automaticamente terminati.
499 \subsection{Dal login alla shell}
500 \label{sec:sess_login}
502 L'organizzazione del sistema del job control è strettamente connessa alle
503 modalità con cui un utente accede al sistema per dare comandi, collegandosi ad
504 esso con un terminale, che sia questo realmente tale, come un VT100 collegato
505 ad una seriale o virtuale, come quelli associati a schermo e tastiera o ad una
506 connessione di rete. Dato che i concetti base sono gli stessi, e dato che alla
507 fine le differenze sono\footnote{in generale nel caso di login via rete o di
508 terminali lanciati dall'interfaccia grafica cambia anche il processo da cui
509 ha origine l'esecuzione della shell.} nel dispositivo cui il kernel associa
510 i file standard (vedi sez.~\ref{sec:file_std_descr}) per l'I/O, tratteremo
511 solo il caso classico del terminale.
513 Abbiamo già brevemente illustrato in sez.~\ref{sec:intro_kern_and_sys} le
514 modalità con cui il sistema si avvia, e di come, a partire da \cmd{init},
515 vengano lanciati tutti gli altri processi. Adesso vedremo in maniera più
516 dettagliata le modalità con cui il sistema arriva a fornire ad un utente la
517 shell che gli permette di lanciare i suoi comandi su un terminale.
519 Nella maggior parte delle distribuzioni di GNU/Linux\footnote{in realtà negli
520 ultimi tempi questa situazione sta cambiando, e sono state proposte diversi
521 possibili rimpiazzi per il tradizionale \texttt{init} di System V, come
522 \texttt{upstart} o \texttt{systemd}, ma per quanto trattato in questa
523 sezione il risultato finale non cambia, si avrà comunque il lancio di un
524 programma che consenta l'accesso al terminale.} viene usata la procedura di
525 avvio di System V; questa prevede che \cmd{init} legga dal file di
526 configurazione \conffile{/etc/inittab} quali programmi devono essere lanciati,
527 ed in quali modalità, a seconda del cosiddetto \textit{run level}, anch'esso
528 definito nello stesso file.
530 Tralasciando la descrizione del sistema dei \textit{run level}, (per il quale
531 si rimanda alla lettura delle pagine di manuale di \cmd{init} e di
532 \file{inittab} o alla trattazione in sez.~5.3.5 di \cite{AGL}) quello che
533 comunque viene sempre fatto è di eseguire almeno una istanza di un programma
534 che permetta l'accesso ad un terminale. Uno schema di massima della procedura
535 è riportato in fig.~\ref{fig:sess_term_login}.
539 \includegraphics[width=15cm]{img/tty_login}
540 \caption{Schema della procedura di login su un terminale.}
541 \label{fig:sess_term_login}
544 Un terminale, che esso sia un terminale effettivo, attaccato ad una seriale o
545 ad un altro tipo di porta di comunicazione, o una delle console virtuali
546 associate allo schermo, viene sempre visto attraverso un device driver che ne
547 presenta un'interfaccia comune su un apposito file di dispositivo.
549 Per controllare un terminale si usa di solito il programma \cmd{getty} (od una
550 delle sue varianti), che permette di mettersi in ascolto su uno di questi
551 dispositivi. Alla radice della catena che porta ad una shell per i comandi
552 perciò c'è sempre \cmd{init} che esegue prima una \func{fork} e poi una
553 \func{exec} per lanciare una istanza di questo programma su un terminale, il
554 tutto ripetuto per ciascuno dei terminali che si hanno a disposizione (o per
555 un certo numero di essi, nel caso delle console virtuali), secondo quanto
556 indicato dall'amministratore nel file di configurazione del programma,
557 \conffile{/etc/inittab}.
559 Quando viene lanciato da \cmd{init} il programma parte con i privilegi di
560 amministratore e con un ambiente vuoto; \cmd{getty} si cura di chiamare
561 \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo
562 \itindex{process~group} \textit{process group}, e di aprire il terminale (che
563 così diventa il terminale di controllo della sessione) in lettura sullo
564 standard input ed in scrittura sullo standard output e sullo standard error;
565 inoltre effettuerà, qualora servano, ulteriori impostazioni.\footnote{ad
566 esempio, come qualcuno si sarà accorto scrivendo un nome di login in
567 maiuscolo, può effettuare la conversione automatica dell'input in minuscolo,
568 ponendosi in una modalità speciale che non distingue fra i due tipi di
569 caratteri (a beneficio di alcuni vecchi terminali che non supportavano le
570 minuscole).} Alla fine il programma stamperà un messaggio di benvenuto per
571 poi porsi in attesa dell'immissione del nome di un utente.
573 Una volta che si sia immesso il nome di login \cmd{getty} esegue direttamente
574 il programma \cmd{login} con una \func{exevle}, passando come argomento la
575 stringa con il nome, ed un ambiente opportunamente costruito che contenga
576 quanto necessario; ad esempio di solito viene opportunamente inizializzata la
577 variabile di ambiente \texttt{TERM} per identificare il terminale su cui si
578 sta operando, a beneficio dei programmi che verranno lanciati in seguito.
580 A sua volta \cmd{login}, che mantiene i privilegi di amministratore, usa il
581 nome dell'utente per effettuare una ricerca nel database degli
582 utenti,\footnote{in genere viene chiamata \func{getpwnam}, che abbiamo visto
583 in sez.~\ref{sec:sys_user_group}, per leggere la password e gli altri dati
584 dal database degli utenti.} e richiede una password. Se l'utente non esiste
585 o se la password non corrisponde\footnote{il confronto non viene effettuato
586 con un valore in chiaro; quanto immesso da terminale viene invece a sua
587 volta criptato, ed è il risultato che viene confrontato con il valore che
588 viene mantenuto nel database degli utenti.} la richiesta viene ripetuta un
589 certo numero di volte dopo di che \cmd{login} esce ed \cmd{init} provvede a
590 rilanciare un'altra istanza di \cmd{getty}.
592 Se invece la password corrisponde \cmd{login} esegue \func{chdir} per
593 impostare come directory di lavoro la \textit{home directory} dell'utente,
594 cambia i diritti di accesso al terminale (con \func{chown} e \func{chmod}) per
595 assegnarne la titolarità all'utente ed al suo gruppo principale, assegnandogli
596 al contempo i diritti di lettura e scrittura.\footnote{oggi queste operazioni,
597 insieme ad altre relative alla contabilità ed alla tracciatura degli
598 accessi, vengono gestite dalle distribuzioni più recenti in una maniera
599 generica appoggiandosi a servizi di sistema come \textit{ConsoleKit}, ma il
600 concetto generale resta sostanzialmente lo stesso.} Inoltre il programma
601 provvede a costruire gli opportuni valori per le variabili di ambiente, come
602 \texttt{HOME}, \texttt{SHELL}, ecc. Infine attraverso l'uso di \func{setuid},
603 \func{setgid} e \func{initgroups} verrà cambiata l'identità del proprietario
604 del processo, infatti, come spiegato in sez.~\ref{sec:proc_setuid}, avendo
605 invocato tali funzioni con i privilegi di amministratore, tutti gli user-ID ed
606 i group-ID (reali, effettivi e salvati) saranno impostati a quelli
609 A questo punto \cmd{login} provvederà (fatte salve eventuali altre azioni
610 iniziali, come la stampa di messaggi di benvenuto o il controllo della posta)
611 ad eseguire con un'altra \func{exec} la shell, che si troverà con un ambiente
612 già pronto con i file standard di sez.~\ref{sec:file_std_descr} impostati sul
613 terminale, e pronta, nel ruolo di leader di sessione e di processo di
614 controllo per il terminale, a gestire l'esecuzione dei comandi come illustrato
615 in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
617 Dato che il processo padre resta sempre \cmd{init} quest'ultimo potrà
618 provvedere, ricevendo un \const{SIGCHLD} all'uscita della shell quando la
619 sessione di lavoro è terminata, a rilanciare \cmd{getty} sul terminale per
620 ripetere da capo tutto il procedimento.
624 \subsection{Interazione senza terminale: i \textsl{demoni} ed il
626 \label{sec:sess_daemon}
628 Come sottolineato fin da sez.~\ref{sec:intro_base_concept}, in un sistema
629 unix-like tutte le operazioni sono eseguite tramite processi, comprese quelle
630 operazioni di sistema (come l'esecuzione dei comandi periodici, o la consegna
631 della posta, ed in generale tutti i programmi di servizio) che non hanno
632 niente a che fare con la gestione diretta dei comandi dell'utente.
634 Questi programmi, che devono essere eseguiti in modalità non interattiva e
635 senza nessun intervento dell'utente, sono normalmente chiamati
636 \textsl{demoni}, (o \textit{daemons}), nome ispirato dagli omonimi spiritelli
637 della mitologia greca che svolgevano compiti che gli dei trovavano noiosi, di
638 cui parla anche Socrate (che sosteneva di averne uno al suo servizio).
640 %TODO ricontrollare, i miei ricordi di filosofia sono piuttosto datati.
642 Se però si lancia un programma demone dalla riga di comando in un sistema che
643 supporta, come Linux, il \textit{job control} esso verrà comunque associato ad
644 un terminale di controllo e mantenuto all'interno di una sessione, e anche se
645 può essere mandato in background e non eseguire più nessun I/O su terminale,
646 si avranno comunque tutte le conseguenze che abbiamo appena visto in
647 sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term} (in particolare l'invio dei segnali in
648 corrispondenza dell'uscita del leader di sessione).
650 Per questo motivo un programma che deve funzionare come demone deve sempre
651 prendere autonomamente i provvedimenti opportuni (come distaccarsi dal
652 terminale e dalla sessione) ad impedire eventuali interferenze da parte del
653 sistema del \textit{job control}; questi sono riassunti in una lista di
654 prescrizioni\footnote{ad esempio sia Stevens in \cite{APUE}, che la
655 \textit{Unix Programming FAQ} \cite{UnixFAQ} ne riportano di sostanzialmente
656 identiche.} da seguire quando si scrive un demone.
658 Pertanto, quando si lancia un programma che deve essere eseguito come demone
659 occorrerà predisporlo in modo che esso compia le seguenti azioni:
661 \item Eseguire una \func{fork} e terminare immediatamente il processo padre
662 proseguendo l'esecuzione nel figlio. In questo modo si ha la certezza che
663 il figlio non è un \itindex{process~group~leader} \textit{process group
664 leader}, (avrà il \acr{pgid} del padre, ma un \acr{pid} diverso) e si può
665 chiamare \func{setsid} con successo. Inoltre la shell considererà terminato
666 il comando all'uscita del padre.
667 \item Eseguire \func{setsid} per creare una nuova sessione ed un nuovo
668 raggruppamento di cui il processo diventa automaticamente il leader, che
669 però non ha associato nessun terminale di controllo.
670 \item Assicurarsi che al processo non venga associato in seguito nessun nuovo
671 terminale di controllo; questo può essere fatto sia avendo cura di usare
672 sempre l'opzione \const{O\_NOCTTY} nell'aprire i file di terminale, che
673 eseguendo una ulteriore \func{fork} uscendo nel padre e proseguendo nel
674 figlio. In questo caso, non essendo più quest'ultimo un leader di sessione
675 non potrà ottenere automaticamente un terminale di controllo.
676 \item Eseguire una \func{chdir} per impostare la directory di lavoro del
677 processo (su \file{/} o su una directory che contenga dei file necessari per
678 il programma), per evitare che la directory da cui si è lanciato il processo
679 resti in uso e non sia possibile rimuoverla o smontare il filesystem che la
681 \item Impostare la \itindex{umask} maschera dei permessi (di solito con
682 \code{umask(0)}) in modo da non essere dipendenti dal valore ereditato da
683 chi ha lanciato originariamente il processo.
684 \item Chiudere tutti i file aperti che non servono più (in generale tutti); in
685 particolare vanno chiusi i file standard che di norma sono ancora associati
686 al terminale (un'altra opzione è quella di redirigerli verso
691 In Linux buona parte di queste azioni possono venire eseguite invocando la
692 funzione \funcd{daemon}, introdotta per la prima volta in BSD4.4; il suo
694 \begin{prototype}{unistd.h}{int daemon(int nochdir, int noclose)}
695 Esegue le operazioni che distaccano il processo dal terminale di controllo e
696 lo fanno girare come demone.
698 \bodydesc{La funzione restituisce (nel nuovo processo) 0 in caso di
699 successo, e -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i
700 valori impostati dalle sottostanti \func{fork} e \func{setsid}.}
703 La funzione esegue una \func{fork}, per uscire subito, con \func{\_exit}, nel
704 padre, mentre l'esecuzione prosegue nel figlio che esegue subito una
705 \func{setsid}. In questo modo si compiono automaticamente i passi 1 e 2 della
706 precedente lista. Se \param{nochdir} è nullo la funzione imposta anche la
707 directory di lavoro su \file{/}, se \param{noclose} è nullo i file standard
708 vengono rediretti su \file{/dev/null} (corrispondenti ai passi 4 e 6); in caso
709 di valori non nulli non viene eseguita nessuna altra azione.
711 Dato che un programma demone non può più accedere al terminale, si pone il
712 problema di come fare per la notifica di eventuali errori, non potendosi più
713 utilizzare lo standard error; per il normale I/O infatti ciascun demone avrà
714 le sue modalità di interazione col sistema e gli utenti a seconda dei compiti
715 e delle funzionalità che sono previste; ma gli errori devono normalmente
716 essere notificati all'amministratore del sistema.
720 Una soluzione può essere quella di scrivere gli eventuali messaggi su uno
721 specifico file (cosa che a volte viene fatta comunque) ma questo comporta il
722 grande svantaggio che l'amministratore dovrà tenere sotto controllo un file
723 diverso per ciascun demone, e che possono anche generarsi conflitti di nomi.
724 Per questo in BSD4.2 venne introdotto un servizio di sistema, il
725 \textit{syslog}, che oggi si trova su tutti i sistemi Unix, e che permette ai
726 demoni di inviare messaggi all'amministratore in una maniera
729 Il servizio prevede vari meccanismi di notifica, e, come ogni altro servizio
730 in un sistema unix-like, viene gestito attraverso un apposito programma, che è
731 anch'esso un \textsl{demone}. In generale i messaggi di errore vengono
732 raccolti dal file speciale \file{/dev/log}, un socket locale (vedi
733 sez.~\ref{sec:sock_sa_local}) dedicato a questo scopo, o via rete, con un
734 socket UDP e trattati dal demone che gestisce il servizio. Il più comune di
735 questi è \texttt{syslogd}, che consente un semplice smistamento dei messaggi
736 sui file in base alle informazioni in esse presenti.\footnote{ad oggi però
737 \texttt{syslogd} è in sostanziale disuso, sostituito da programmi più
738 sofisticati come \texttt{rsyslog} o \texttt{syslog-ng}.}
740 Il servizio del \textit{syslog} permette infatti di trattare i vari messaggi
741 classificandoli attraverso due indici; il primo, chiamato \textit{facility},
742 suddivide in diverse categorie i messaggi in modo di raggruppare quelli
743 provenienti da operazioni che hanno attinenza fra loro, ed è organizzato in
744 sottosistemi (kernel, posta elettronica, demoni di stampa, ecc.). Il secondo,
745 chiamato \textit{priority}, identifica l'importanza dei vari messaggi, e
746 permette di classificarli e differenziare le modalità di notifica degli
749 Il sistema del \textit{syslog} attraverso il proprio demone di gestione
750 provvede poi a riportare i messaggi all'amministratore attraverso una serie
751 differenti meccanismi come:
753 \item scrivere sulla console.
754 \item inviare via mail ad uno specifico utente.
755 \item scrivere su un file (comunemente detto \textit{log file}).
756 \item inviare ad un altro demone (anche via rete).
759 le modalità dipendono ovviamente dal demone di gestione che si usa, per la
760 gestione del quale si rimanda ad un testo di amministrazione di
761 sistema.\footnote{l'argomento è ad esempio coperto dal capitolo 3.2.3 si
764 Le \acr{glibc} definiscono una serie di funzioni standard con cui un processo
765 può accedere in maniera generica al servizio di \textit{syslog}, che però
766 funzionano solo localmente; se si vogliono inviare i messaggi ad un altro
767 sistema occorre farlo esplicitamente con un socket UDP, o utilizzare le
768 capacità di reinvio del servizio.
770 La prima funzione definita dall'interfaccia è \funcd{openlog}, che apre una
771 connessione al servizio di \textit{syslog}; essa in generale non è necessaria
772 per l'uso del servizio, ma permette di impostare alcuni valori che controllano
773 gli effetti delle chiamate successive; il suo prototipo è:
774 \begin{prototype}{syslog.h}{void openlog(const char *ident, int option,
777 Apre una connessione al sistema del \textit{syslog}.
779 \bodydesc{La funzione non restituisce nulla.}
782 La funzione permette di specificare, tramite \param{ident}, l'identità di chi
783 ha inviato il messaggio (di norma si passa il nome del programma, come
784 specificato da \code{argv[0]}); la stringa verrà preposta all'inizio di ogni
785 messaggio. Si tenga presente che il valore di \param{ident} che si passa alla
786 funzione è un puntatore, se la stringa cui punta viene cambiata lo sarà pure
787 nei successivi messaggi, e se viene cancellata i risultati potranno essere
788 impredicibili, per questo è sempre opportuno usare una stringa costante.
790 L'argomento \param{facility} permette invece di preimpostare per le successive
791 chiamate l'omonimo indice che classifica la categoria del messaggio.
792 L'argomento è interpretato come una maschera binaria, e pertanto è possibile
793 inviare i messaggi su più categorie alla volta; i valori delle costanti che
794 identificano ciascuna categoria sono riportati in
795 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, il valore di \param{facility} deve essere
796 specificato con un OR aritmetico.
801 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
803 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
806 \const{LOG\_AUTH} & Messaggi relativi ad autenticazione e sicurezza,
807 obsoleto, è sostituito da \const{LOG\_AUTHPRIV}.\\
808 \const{LOG\_AUTHPRIV} & Sostituisce \const{LOG\_AUTH}.\\
809 \const{LOG\_CRON} & Messaggi dei demoni di gestione dei comandi
810 programmati (\cmd{cron} e \cmd{at}).\\
811 \const{LOG\_DAEMON} & Demoni di sistema.\\
812 \const{LOG\_FTP} & Servizio FTP.\\
813 \const{LOG\_KERN} & Messaggi del kernel.\\
814 \const{LOG\_LOCAL0} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
815 \hspace{.5cm}--- & \hspace{3cm} ...\\
816 \const{LOG\_LOCAL7} & Riservato all'amministratore per uso locale.\\
817 \const{LOG\_LPR} & Messaggi del sistema di gestione delle stampanti.\\
818 \const{LOG\_MAIL} & Messaggi del sistema di posta elettronica.\\
819 \const{LOG\_NEWS} & Messaggi del sistema di gestione delle news
821 \const{LOG\_SYSLOG} & Messaggi generati dal demone di gestione del
823 \const{LOG\_USER} & Messaggi generici a livello utente.\\
824 \const{LOG\_UUCP} & Messaggi del sistema UUCP (\textit{Unix to Unix
825 CoPy}, ormai in disuso).\\
828 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{facility} di \func{openlog}.}
829 \label{tab:sess_syslog_facility}
832 L'argomento \param{option} serve invece per controllare il comportamento della
833 funzione \func{openlog} e delle modalità con cui le successive chiamate
834 scriveranno i messaggi, esso viene specificato come maschera binaria composta
835 con un OR aritmetico di una qualunque delle costanti riportate in
836 tab.~\ref{tab:sess_openlog_option}.
841 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
843 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
846 \const{LOG\_CONS} & Scrive sulla console in caso di errore nell'invio del
847 messaggio al sistema del \textit{syslog}. \\
848 \const{LOG\_NDELAY} & Apre la connessione al sistema del \textit{syslog}
849 subito invece di attendere l'invio del primo messaggio.\\
850 \const{LOG\_NOWAIT} & Non usato su Linux, su altre piattaforme non attende i
851 processi figli creati per inviare il messaggio.\\
852 \const{LOG\_ODELAY} & Attende il primo messaggio per aprire la connessione al
853 sistema del \textit{syslog}.\\
854 \const{LOG\_PERROR} & Stampa anche su \file{stderr} (non previsto in
856 \const{LOG\_PID} & Inserisce nei messaggi il \acr{pid} del processo
860 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{option} di \func{openlog}.}
861 \label{tab:sess_openlog_option}
864 La funzione che si usa per generare un messaggio è \funcd{syslog}, dato che
865 l'uso di \func{openlog} è opzionale, sarà quest'ultima a provvede a chiamare la
866 prima qualora ciò non sia stato fatto (nel qual caso il valore di
867 \param{ident} è \val{NULL}). Il suo prototipo è:
868 \begin{prototype}{syslog.h}
869 {void syslog(int priority, const char *format, ...)}
871 Genera un messaggio di priorità \param{priority}.
873 \bodydesc{La funzione non restituisce nulla.}
876 Il comportamento della funzione è analogo quello di \func{printf}, e il valore
877 dell'argomento \param{format} è identico a quello descritto nella pagina di
878 manuale di quest'ultima (per i valori principali si può vedere la trattazione
879 sommaria che se ne è fatto in sez.~\ref{sec:file_formatted_io}); l'unica
880 differenza è che la sequenza \val{\%m} viene rimpiazzata dalla stringa
881 restituita da \code{strerror(errno)}. Gli argomenti seguenti i primi due
882 devono essere forniti secondo quanto richiesto da \param{format}.
884 L'argomento \param{priority} permette di impostare sia la \textit{facility}
885 che la \textit{priority} del messaggio. In realtà viene prevalentemente usato
886 per specificare solo quest'ultima in quanto la prima viene di norma
887 preimpostata con \func{openlog}. La priorità è indicata con un valore
888 numerico\footnote{le \acr{glibc}, seguendo POSIX.1-2001, prevedono otto
889 diverse priorità ordinate da 0 a 7, in ordine di importanza decrescente;
890 questo comporta che i tre bit meno significativi dell'argomento
891 \param{priority} sono occupati da questo valore, mentre i restanti bit più
892 significativi vengono usati per specificare la \textit{facility}.}
893 specificabile attraverso le costanti riportate in
894 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}. Nel caso si voglia specificare anche la
895 \textit{facility} basta eseguire un OR aritmetico del valore della priorità
896 con la maschera binaria delle costanti di tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}.
901 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
903 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
906 \const{LOG\_EMERG} & Il sistema è inutilizzabile.\\
907 \const{LOG\_ALERT} & C'è una emergenza che richiede intervento
909 \const{LOG\_CRIT} & Si è in una condizione critica.\\
910 \const{LOG\_ERR} & Si è in una condizione di errore.\\
911 \const{LOG\_WARNING} & Messaggio di avvertimento.\\
912 \const{LOG\_NOTICE} & Notizia significativa relativa al comportamento.\\
913 \const{LOG\_INFO} & Messaggio informativo.\\
914 \const{LOG\_DEBUG} & Messaggio di debug.\\
917 \caption{Valori possibili per l'indice di importanza del messaggio da
918 specificare nell'argomento \param{priority} di \func{syslog}.}
919 \label{tab:sess_syslog_priority}
922 Una funzione sostanzialmente identica a \func{syslog}, la cui sola differenza
923 è prendere invece di una lista esplicita di argomenti un unico argomento
924 finale nella forma di una lista di argomenti passato come \macro{va\_list},
925 utile qualora si ottengano questi nella invocazione di una funzione
926 \index{variadic} \textit{variadic} (si rammenti quanto visto in
927 sez.~\ref{sec:proc_variadic}), è \funcd{vsyslog},\footnote{la funzione è
928 originaria di BSD e per utilizzarla deve essere definito
929 \macro{\_BSD\_SOURCE}.} il suo prototipo è:
930 \begin{prototype}{syslog.h}
931 {void vsyslog(int priority, const char *format, va\_list src)}
933 Genera un messaggio di priorità \param{priority}.
935 \bodydesc{La funzione non restituisce nulla.}
939 Per semplificare la gestione della scelta del livello di priorità a partire
940 dal quale si vogliono registrare i messaggi, le funzioni di gestione
941 mantengono per ogni processo una maschera che determina quale delle chiamate
942 effettuate a \func{syslog} verrà effettivamente registrata. In questo modo
943 sarà possibile escludere, impostando opportunamente la maschera una volta per
944 tutte, i livelli di priorità che non interessa registrare.\footnote{questo
945 significa che in genere nei programmi vengono comunque previste le chiamate
946 a \func{syslog} per tutti i livelli di priorità, ma poi si imposta questa
947 maschera per registrare solo quello che effettivamente interessa.} La
948 funzione che consente di fare questo è \funcd{setlogmask}, ed il suo prototipo
950 \begin{prototype}{syslog.h}{int setlogmask(int mask)}
952 Imposta la maschera dei log al valore specificato.
954 \bodydesc{La funzione restituisce il precedente valore.}
957 La funzione restituisce il valore della maschera corrente, e se si passa un
958 valore nullo per \param{mask} la maschera corrente non viene modificata; in
959 questo modo si può leggere il valore della maschera corrente. Indicando un
960 valore non nullo per \param{mask} la registrazione dei messaggi viene
961 disabilitata per tutte quelle priorità che non rientrano nella maschera. In
962 genere il valore viene impostato usando la macro \macro{LOG\_MASK(p)} dove
963 \code{p} è una delle costanti di tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority}. É
964 inoltre disponibile anche la macro \macro{LOG\_UPTO(p)} che permette di
965 specificare automaticamente tutte le priorità fino a quella indicata da
968 Una volta che si sia certi che non si intende registrare più nessun messaggio
969 si può chiudere esplicitamente la connessione al \textit{syslog} con la
970 funzione \funcd{closelog}, il cui prototipo è:
971 \begin{prototype}{syslog.h}{void closelog(void)}
973 Chiude la connessione al \textit{syslog}.
975 \bodydesc{La funzione non restituisce nulla.}
977 \noindent l'uso di questa funzione è comunque completamente opzionale.
979 Come si evince anche dalla presenza della facility \const{LOG\_KERN} in
980 tab.~\ref{tab:sess_syslog_facility}, uno dei possibili utenti del servizio del
981 \textit{syslog} è anche il kernel, che a sua volta può avere necessità di
982 inviare messaggi verso l'\textit{user space}. I messaggi del kernel sono
983 mantenuti in un apposito buffer circolare e generati all'interno del kernel
984 tramite la funzione \func{printk}, analoga alla \func{printf} usata in
985 \textit{user space}.\footnote{una trattazione eccellente dell'argomento si
986 trova nel quarto capitolo di \cite{LinDevDri}.}
988 Come per i messaggi ordinari anche i messaggi del kernel hanno una priorità ma
989 in questo caso non si può contare sulla coincidenza con le costanti di
990 tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} dato che il codice del kernel viene
991 mantenuto in maniera indipendente dalle librerie. Per questo motivo le varie
992 priorità usate dal kernel sono associate ad un valore numerico che viene
993 tradotto in una stringa preposta ad ogni messaggio, secondo i valori che si
994 sono riportati in fig.~\ref{fig:printk_priority}
997 \footnotesize \centering
998 \begin{minipage}[c]{15cm}
999 \includestruct{listati/printk_prio.c}
1002 \caption{Definizione delle stringe coi relativi valori numerici che indicano
1003 le priorità dei messaggi del kernel, ripresa da \texttt{linux/kernel.h}.}
1004 \label{fig:printk_priority}
1007 Dato che i messaggi generati da \func{printk} hanno un loro specifico formato,
1008 tradizionalmente si usava un demone ausiliario, \cmd{klogd}, per leggerli,
1009 rimappare le priorità sui valori di tab.~\ref{tab:sess_syslog_priority} e
1010 inviarli al sistema del \textit{syslog} nella facility \const{LOG\_KERN},
1011 anche se oggi i nuovi demoni che realizzano il servizio (come \texttt{rsyslog}
1012 o \texttt{syslog-ng}) sono in grado di fare tutto questo da soli.
1014 Ma i messaggi del kernel non sono necessariamente connessi al sistema del
1015 \textit{syslog}; ad esempio possono anche essere letti direttamente dal buffer
1016 con il comando \texttt{dmesg}. Inoltre è previsto che essi vengano anche
1017 stampati direttamente sul terminale indicato come console di
1018 sistema,\footnote{quello che viene indicato con il parametro di avvio
1019 \texttt{console} del kernel, si consulti al riguardo sez.~5.3.1 di
1020 \cite{AGL}.} se superano una certa priorità, in modo che sia possibile
1021 vederli anche in caso di blocco totale del sistema (nell'assunzione che la
1022 console sia collegata).
1024 In particolare la stampa dei messaggi sulla console è controllata con
1025 \procfile{/proc/sys/kernel/printk} (o dall'equivalente parametro di
1026 \func{sysctl}) che prevede quattro valori numerici interi: il primo indica la
1027 priorità di base oltre la quale vengono stampati i messaggi sulla console, il
1028 secondo la priorità di default assegnata ai messaggi che non ne hanno
1029 impostata una, il terzo il valore minimo che si può assegnare al primo
1030 valore,\footnote{quello che può essere usato con una delle operazioni di
1031 gestione che vedremo a breve per ``\textsl{silenziare}'' il kernel. } ed il
1032 quarto come valore di default.\footnote{anch'esso viene usato nelle operazioni
1033 di controllo per tornare ad un valore predefinito.}
1035 Per la lettura dei messaggi del kernel e la gestione del relativo buffer
1036 circolare esiste una apposita \textit{system call} chiamata anch'essa
1037 \texttt{syslog}, ma dato il conflitto di nomi questa viene rimappata su
1038 un'altra funzione di libreria, in particolare nelle \acr{glibc} essa viene
1039 invocata tramite la funzione \funcd{klogctl}, il cui prototipo è:
1040 \begin{prototype}{sys/klog.h}{int klogctl(int op, char *buffer, int len)}
1042 Gestisce il buffer dei messaggi di log del kernel.
1044 \bodydesc{La funzione restituisce un intero positivo dipendente
1045 dall'operazione scelta o $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
1048 \item[\errcode{EINVAL}] l'argomento \param{op} non ha un valore valido.
1049 \item[\errcode{ERESTARTSYS}] l'operazione è stata interrotta da un segnale.
1050 \item[\errcode{EPERM}] non si hanno i privilegi richiesti per l'operazione.
1051 \item[\errcode{ENOSYS}] il supporto per \func{printk} non è stato compilato
1054 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{ENOSYS}.
1060 La lettura dei messaggi del kernel può avvenire direttamente da
1063 Il funzionamento del kernel prevede anche che sia possibile indicare quali
1064 messaggi di \func{printk} devono essere stampati direttamente sulla console,
1065 con la possibilità di impostare
1074 \section{L'I/O su terminale}
1075 \label{sec:sess_terminal_io}
1077 Benché come ogni altro dispositivo i terminali siano accessibili come file,
1078 essi hanno assunto storicamente (essendo stati a lungo l'unico modo di
1079 accedere al sistema) una loro rilevanza specifica, che abbiamo già avuto modo
1080 di incontrare nella precedente sezione.
1082 Esamineremo qui le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali, che per la
1083 loro particolare natura presenta delle differenze rispetto ai normali file su
1084 disco e agli altri dispositivi.
1088 \subsection{L'architettura}
1089 \label{sec:term_design}
1091 I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si ricordi la
1092 classificazione di sez.~\ref{sec:file_file_types}); un terminale ha infatti una
1093 caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo, e
1094 cioè che è destinato a gestire l'interazione con un utente (deve essere cioè
1095 in grado di fare da terminale di controllo per una sessione), che comporta la
1096 presenza di ulteriori capacità.
1098 L'interfaccia per i terminali è una delle più oscure e complesse, essendosi
1099 stratificata dagli inizi dei sistemi Unix fino ad oggi. Questo comporta una
1100 grande quantità di opzioni e controlli relativi ad un insieme di
1101 caratteristiche (come ad esempio la velocità della linea) necessarie per
1102 dispositivi, come i terminali seriali, che al giorno d'oggi sono praticamente
1105 Storicamente i primi terminali erano appunto terminali di telescriventi
1106 (\textit{teletype}), da cui deriva sia il nome dell'interfaccia, \textit{TTY},
1107 che quello dei relativi file di dispositivo, che sono sempre della forma
1108 \texttt{/dev/tty*}.\footnote{ciò vale solo in parte per i terminali virtuali,
1109 essi infatti hanno due lati, un \textit{master}, che può assumere i nomi
1110 \file{/dev/pty[p-za-e][0-9a-f]} ed un corrispondente \textit{slave} con nome
1111 \file{/dev/tty[p-za-e][0-9a-f]}.} Oggi essi includono le porte seriali, le
1112 console virtuali dello schermo, i terminali virtuali che vengono creati come
1113 canali di comunicazione dal kernel e che di solito vengono associati alle
1114 connessioni di rete (ad esempio per trattare i dati inviati con \cmd{telnet} o
1117 L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali: si
1118 apre il relativo file di dispositivo, e si leggono e scrivono i dati con le
1119 usuali funzioni di lettura e scrittura, così se apriamo una console virtuale
1120 avremo che \func{read} leggerà quanto immesso dalla tastiera, mentre
1121 \func{write} scriverà sullo schermo. In realtà questo è vero solo a grandi
1122 linee, perché non tiene conto delle caratteristiche specifiche dei terminali;
1123 una delle principali infatti è che essi prevedono due modalità di operazione,
1124 dette rispettivamente \textsl{modo canonico} e \textsl{modo non canonico}, che
1125 comportano dei comportamenti nettamente diversi.
1127 La modalità preimpostata all'apertura del terminale è quella canonica, in cui
1128 le operazioni di lettura vengono sempre effettuate assemblando i dati in una
1129 linea;\footnote{per cui eseguendo una \func{read} su un terminale in modo
1130 canonico la funzione si bloccherà, anche se si sono scritti dei caratteri,
1131 fintanto che non si preme il tasto di ritorno a capo: a questo punto la
1132 linea sarà completa e la funzione ritornerà.} ed in cui alcuni caratteri
1133 vengono interpretati per compiere operazioni (come la generazione dei segnali
1134 illustrati in sez.~\ref{sec:sig_job_control}), questa di norma è la modalità in
1135 cui funziona la shell.
1137 Un terminale in modo non canonico invece non effettua nessun accorpamento dei
1138 dati in linee né li interpreta; esso viene di solito usato dai programmi (gli
1139 editor ad esempio) che necessitano di poter leggere un carattere alla volta e
1140 che gestiscono al loro interno i vari comandi.
1142 Per capire le caratteristiche dell'I/O sui terminali, occorre esaminare le
1143 modalità con cui esso viene effettuato; l'accesso, come per tutti i
1144 dispositivi, viene gestito da un driver apposito, la cui struttura generica è
1145 mostrata in fig.~\ref{fig:term_struct}. Ad un terminale sono sempre associate
1146 due code per gestire l'input e l'output, che ne implementano una
1147 bufferizzazione\footnote{completamente indipendente dalla eventuale ulteriore
1148 bufferizzazione fornita dall'interfaccia standard dei file.} all'interno del
1152 \centering \includegraphics[width=14.5cm]{img/term_struct}
1153 \caption{Struttura interna generica di un driver per un terminale.}
1154 \label{fig:term_struct}
1157 La coda di ingresso mantiene i caratteri che sono stati letti dal terminale ma
1158 non ancora letti da un processo, la sua dimensione è definita dal parametro di
1159 sistema \const{MAX\_INPUT} (si veda sez.~\ref{sec:sys_file_limits}), che ne
1160 specifica il limite minimo, in realtà la coda può essere più grande e cambiare
1161 dimensione dinamicamente. Se è stato abilitato il controllo di flusso in
1162 ingresso il driver emette i caratteri di STOP e START per bloccare e sbloccare
1163 l'ingresso dei dati; altrimenti i caratteri immessi oltre le dimensioni
1164 massime vengono persi; in alcuni casi il driver provvede ad inviare
1165 automaticamente un avviso (un carattere di BELL, che provoca un beep)
1166 sull'output quando si eccedono le dimensioni della coda. Se è abilitato il
1167 modo canonico i caratteri in ingresso restano nella coda fintanto che non
1168 viene ricevuto un a capo; un altro parametro del sistema, \const{MAX\_CANON},
1169 specifica la dimensione massima di una riga in modo canonico.
1171 La coda di uscita è analoga a quella di ingresso e contiene i caratteri
1172 scritti dai processi ma non ancora inviati al terminale. Se è abilitato il
1173 controllo di flusso in uscita il driver risponde ai caratteri di START e STOP
1174 inviati dal terminale. Le dimensioni della coda non sono specificate, ma non
1175 hanno molta importanza, in quanto qualora esse vengano eccedute il driver
1176 provvede automaticamente a bloccare la funzione chiamante.
1180 \subsection{La gestione delle caratteristiche di un terminale}
1181 \label{sec:term_attr}
1183 Data le loro peculiarità, fin dall'inizio si è posto il problema di come
1184 gestire le caratteristiche specifiche dei terminali; storicamente i vari
1185 dialetti di Unix hanno utilizzato diverse funzioni, alla fine con POSIX.1, è
1186 stata effettuata una standardizzazione, unificando le differenze fra BSD e
1187 System V in una unica interfaccia, che è quella usata dal Linux.
1189 Alcune di queste funzioni prendono come argomento un file descriptor (in
1190 origine molte operazioni venivano effettuate con \func{ioctl}), ma ovviamente
1191 possono essere usate solo con file che corrispondano effettivamente ad un
1192 terminale (altrimenti si otterrà un errore di \errcode{ENOTTY}); questo può
1193 essere evitato utilizzando la funzione \funcd{isatty}, il cui prototipo è:
1194 \begin{prototype}{unistd.h}{int isatty(int desc)}
1196 Controlla se il file descriptor \param{desc} è un terminale.
1198 \bodydesc{La funzione restituisce 1 se \param{desc} è connesso ad un
1199 terminale, 0 altrimenti.}
1202 Un'altra funzione che fornisce informazioni su un terminale è \funcd{ttyname},
1203 che permette di ottenere il nome del terminale associato ad un file
1204 descriptor; il suo prototipo è:
1205 \begin{prototype}{unistd.h}{char *ttyname(int desc)}
1207 Restituisce il nome del terminale associato al file \param{desc}.
1209 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla stringa contenente il
1210 nome del terminale associato \param{desc} e \val{NULL} in caso di
1214 Si tenga presente che la funzione restituisce un indirizzo di dati statici,
1215 che pertanto possono essere sovrascritti da successive chiamate. Una funzione
1216 funzione analoga, anch'essa prevista da POSIX.1, è \funcd{ctermid}, il cui
1218 \begin{prototype}{stdio.h}{char *ctermid(char *s)}
1220 Restituisce il nome del terminale di controllo del processo.
1222 \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla stringa contenente il
1223 \textit{pathname} del terminale.}
1226 La funzione scrive il \itindex{pathname} \textit{pathname} del terminale di
1227 controllo del processo chiamante nella stringa posta all'indirizzo specificato
1228 dall'argomento \param{s}. La memoria per contenere la stringa deve essere
1229 stata allocata in precedenza ed essere lunga almeno
1230 \const{L\_ctermid}\footnote{\const{L\_ctermid} è una delle varie costanti del
1231 sistema, non trattata esplicitamente in sez.~\ref{sec:sys_characteristics}
1232 che indica la dimensione che deve avere una stringa per poter contenere il
1233 nome di un terminale.} caratteri.
1235 Esiste infine una versione \index{funzioni!rientranti} rientrante
1236 \funcd{ttyname\_r} della funzione \func{ttyname}, che non presenta il problema
1237 dell'uso di una zona di memoria statica; il suo prototipo è:
1238 \begin{prototype}{unistd.h}{int ttyname\_r(int desc, char *buff, size\_t len)}
1240 Restituisce il nome del terminale associato al file \param{desc}.
1242 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1243 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1245 \item[\errcode{ERANGE}] la lunghezza del buffer, \param{len}, non è
1246 sufficiente per contenere la stringa restituita.
1248 ed inoltre \errval{EBADF} ed \errval{ENOSYS}.
1252 La funzione prende due argomenti, il puntatore alla zona di memoria
1253 \param{buff}, in cui l'utente vuole che il risultato venga scritto (dovrà
1254 ovviamente essere stata allocata in precedenza), e la relativa dimensione,
1255 \param{len}; se la stringa che deve essere restituita eccede questa dimensione
1256 si avrà una condizione di errore.
1258 Se si passa come argomento \val{NULL} la funzione restituisce il puntatore ad
1259 una stringa statica che può essere sovrascritta da chiamate successive. Si
1260 tenga presente che il \itindex{pathname} \textit{pathname} restituito
1261 potrebbe non identificare univocamente il terminale (ad esempio potrebbe
1262 essere \file{/dev/tty}), inoltre non è detto che il processo possa
1263 effettivamente aprire il terminale.
1265 I vari attributi vengono mantenuti per ciascun terminale in una struttura
1266 \struct{termios}, (la cui definizione è riportata in
1267 fig.~\ref{fig:term_termios}), usata dalle varie funzioni dell'interfaccia. In
1268 fig.~\ref{fig:term_termios} si sono riportati tutti i campi della definizione
1269 usata in Linux; di questi solo i primi cinque sono previsti dallo standard
1270 POSIX.1, ma le varie implementazioni ne aggiungono degli altri per mantenere
1271 ulteriori informazioni.\footnote{la definizione della struttura si trova in
1272 \file{bits/termios.h}, da non includere mai direttamente, Linux, seguendo
1273 l'esempio di BSD, aggiunge i due campi \var{c\_ispeed} e \var{c\_ospeed} per
1274 mantenere le velocità delle linee seriali, ed un campo ulteriore,
1275 \var{c\_line} per ... (NdT, trovare a che serve).}
1276 % TODO trovare a che serve
1278 \begin{figure}[!htb]
1279 \footnotesize \centering
1280 \begin{minipage}[c]{15cm}
1281 \includestruct{listati/termios.h}
1284 \caption{La struttura \structd{termios}, che identifica le proprietà di un
1286 \label{fig:term_termios}
1289 I primi quattro campi sono quattro flag che controllano il comportamento del
1290 terminale; essi sono realizzati come maschera binaria, pertanto il tipo
1291 \type{tcflag\_t} è di norma realizzato con un intero senza segno di lunghezza
1292 opportuna. I valori devono essere specificati bit per bit, avendo cura di non
1293 modificare i bit su cui non si interviene.
1298 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1300 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1303 \const{INPCK} & Abilita il controllo di parità in ingresso. Se non viene
1304 impostato non viene fatto nessun controllo ed i caratteri
1305 vengono passati in input direttamente.\\
1306 \const{IGNPAR} & Ignora gli errori di parità, il carattere viene passato
1307 come ricevuto. Ha senso solo se si è impostato
1309 \const{PARMRK} & Controlla come vengono riportati gli errori di parità. Ha
1310 senso solo se \const{INPCK} è impostato e \const{IGNPAR}
1311 no. Se impostato inserisce una sequenza \texttt{0xFF
1312 0x00} prima di ogni carattere che presenta errori di
1313 parità, se non impostato un carattere con errori di
1314 parità viene letto come uno \texttt{0x00}. Se un
1315 carattere ha il valore \texttt{0xFF} e \const{ISTRIP}
1316 non è impostato, per evitare ambiguità esso viene sempre
1317 riportato come \texttt{0xFF 0xFF}.\\
1318 \const{ISTRIP} & Se impostato i caratteri in input sono tagliati a sette
1319 bit mettendo a zero il bit più significativo, altrimenti
1320 vengono passati tutti gli otto bit.\\
1321 \const{IGNBRK} & Ignora le condizioni di BREAK sull'input. Una
1322 \textit{condizione di BREAK} è definita nel contesto di
1323 una trasmissione seriale asincrona come una sequenza di
1324 bit nulli più lunga di un byte.\\
1325 \const{BRKINT} & Controlla la reazione ad un BREAK quando
1326 \const{IGNBRK} non è impostato. Se \const{BRKINT} è
1327 impostato il BREAK causa lo scarico delle code,
1328 e se il terminale è il terminale di controllo per un
1329 gruppo in foreground anche l'invio di \const{SIGINT} ai
1330 processi di quest'ultimo. Se invece \const{BRKINT} non è
1331 impostato un BREAK viene letto come un carattere
1332 NUL, a meno che non sia impostato \const{PARMRK}
1333 nel qual caso viene letto come la sequenza di caratteri
1334 \texttt{0xFF 0x00 0x00}.\\
1335 \const{IGNCR} & Se impostato il carattere di ritorno carrello
1336 (\textit{carriage return}, \verb|'\r'|) viene scartato
1337 dall'input. Può essere utile per i terminali che inviano
1338 entrambi i caratteri di ritorno carrello e a capo
1339 (\textit{newline}, \verb|'\n'|).\\
1340 \const{ICRNL} & Se impostato un carattere di ritorno carrello
1341 (\verb|'\r'|) sul terminale viene automaticamente
1342 trasformato in un a capo (\verb|'\n'|) sulla coda di
1344 \const{INLCR} & Se impostato il carattere di a capo
1345 (\verb|'\n'|) viene automaticamente trasformato in un
1346 ritorno carrello (\verb|'\r'|).\\
1347 \const{IUCLC} & Se impostato trasforma i caratteri maiuscoli dal
1348 terminale in minuscoli sull'ingresso (opzione non
1350 \const{IXON} & Se impostato attiva il controllo di flusso in uscita con i
1351 caratteri di START e STOP. se si riceve
1352 uno STOP l'output viene bloccato, e viene fatto
1353 ripartire solo da uno START, e questi due
1354 caratteri non vengono passati alla coda di input. Se non
1355 impostato i due caratteri sono passati alla coda di input
1356 insieme agli altri.\\
1357 \const{IXANY} & Se impostato con il controllo di flusso permette a
1358 qualunque carattere di far ripartire l'output bloccato da
1359 un carattere di STOP.\\
1360 \const{IXOFF} & Se impostato abilita il controllo di flusso in
1361 ingresso. Il computer emette un carattere di STOP per
1362 bloccare l'input dal terminale e lo sblocca con il
1364 \const{IMAXBEL}& Se impostato fa suonare il cicalino se si riempie la cosa
1365 di ingresso; in Linux non è implementato e il kernel si
1366 comporta cose se fosse sempre impostato (è una estensione
1370 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1371 \var{c\_iflag} delle modalità di input di un terminale.}
1372 \label{tab:sess_termios_iflag}
1375 Il primo flag, mantenuto nel campo \var{c\_iflag}, è detto \textsl{flag di
1376 input} e controlla le modalità di funzionamento dell'input dei caratteri sul
1377 terminale, come il controllo di parità, il controllo di flusso, la gestione
1378 dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro significato e delle
1379 costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1380 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}.
1382 Si noti come alcuni di questi flag (come quelli per la gestione del flusso)
1383 fanno riferimento a delle caratteristiche che ormai sono completamente
1384 obsolete; la maggior parte inoltre è tipica di terminali seriali, e non ha
1385 alcun effetto su dispositivi diversi come le console virtuali o gli
1386 pseudo-terminali usati nelle connessioni di rete.
1391 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1393 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1396 \const{OPOST} & Se impostato i caratteri vengono convertiti opportunamente
1397 (in maniera dipendente dall'implementazione) per la
1398 visualizzazione sul terminale, ad esempio al
1399 carattere di a capo (NL) può venire aggiunto un ritorno
1401 \const{OCRNL} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1402 capo (NL) nella coppia di caratteri ritorno carrello, a
1404 \const{OLCUC} & Se impostato trasforma i caratteri minuscoli in ingresso
1405 in caratteri maiuscoli sull'uscita (non previsto da
1407 \const{ONLCR} & Se impostato converte automaticamente il carattere di a
1408 capo (NL) in un carattere di ritorno carrello (CR).\\
1409 \const{ONOCR} & Se impostato converte il carattere di ritorno carrello
1410 (CR) nella coppia di caratteri CR-NL.\\
1411 \const{ONLRET}& Se impostato rimuove dall'output il carattere di ritorno
1413 \const{OFILL} & Se impostato in caso di ritardo sulla linea invia dei
1414 caratteri di riempimento invece di attendere.\\
1415 \const{OFDEL} & Se impostato il carattere di riempimento è DEL
1416 (\texttt{0x3F}), invece che NUL (\texttt{0x00}).\\
1417 \const{NLDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1418 carattere di a capo (NL), i valori possibili sono
1419 \val{NL0} o \val{NL1}.\\
1420 \const{CRDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1421 carattere ritorno carrello (CR), i valori possibili sono
1422 \val{CR0}, \val{CR1}, \val{CR2} o \val{CR3}.\\
1423 \const{TABDLY}& Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1424 carattere di tabulazione, i valori possibili sono
1425 \val{TAB0}, \val{TAB1}, \val{TAB2} o \val{TAB3}.\\
1426 \const{BSDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1427 carattere di ritorno indietro (\textit{backspace}), i
1428 valori possibili sono \val{BS0} o \val{BS1}.\\
1429 \const{VTDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1430 carattere di tabulazione verticale, i valori possibili sono
1431 \val{VT0} o \val{VT1}.\\
1432 \const{FFDLY} & Maschera per i bit che indicano il ritardo per il
1433 carattere di pagina nuova (\textit{form feed}), i valori
1434 possibili sono \val{FF0} o \val{FF1}.\\
1437 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1438 \var{c\_oflag} delle modalità di output di un terminale.}
1439 \label{tab:sess_termios_oflag}
1442 Il secondo flag, mantenuto nel campo \var{c\_oflag}, è detto \textsl{flag di
1443 output} e controlla le modalità di funzionamento dell'output dei caratteri,
1444 come l'impacchettamento dei caratteri sullo schermo, la traslazione degli a
1445 capo, la conversione dei caratteri speciali; un elenco dei vari bit, del loro
1446 significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato in
1447 tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}.
1449 Si noti come alcuni dei valori riportati in tab.~\ref{tab:sess_termios_oflag}
1450 fanno riferimento a delle maschere di bit; essi infatti vengono utilizzati per
1451 impostare alcuni valori numerici relativi ai ritardi nell'output di alcuni
1452 caratteri: una caratteristica originaria dei primi terminali su telescrivente,
1453 che avevano bisogno di tempistiche diverse per spostare il carrello in
1454 risposta ai caratteri speciali, e che oggi sono completamente in disuso.
1456 Si tenga presente inoltre che nel caso delle maschere il valore da inserire in
1457 \var{c\_oflag} deve essere fornito avendo cura di cancellare prima tutti i bit
1458 della maschera, i valori da immettere infatti (quelli riportati nella
1459 spiegazione corrispondente) sono numerici e non per bit, per cui possono
1460 sovrapporsi fra di loro. Occorrerà perciò utilizzare un codice del tipo:
1462 \includecodesnip{listati/oflag.c}
1464 \noindent che prima cancella i bit della maschera in questione e poi setta il
1471 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1473 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1476 \const{CLOCAL} & Se impostato indica che il terminale è connesso in locale
1477 e che le linee di controllo del modem devono essere
1478 ignorate. Se non impostato effettuando una chiamata ad
1479 \func{open} senza aver specificato il flag di
1480 \const{O\_NOBLOCK} si bloccherà il processo finché
1481 non si è stabilita una connessione con il modem; inoltre
1482 se viene rilevata una disconnessione viene inviato un
1483 segnale di \const{SIGHUP} al processo di controllo del
1484 terminale. La lettura su un terminale sconnesso comporta
1485 una condizione di \textit{end of file} e la scrittura un
1486 errore di \errcode{EIO}.\\
1487 \const{HUPCL} & Se è impostato viene distaccata la connessione del
1488 modem quando l'ultimo dei processi che ha ancora un file
1489 aperto sul terminale lo chiude o esce.\\
1490 \const{CREAD} & Se è impostato si può leggere l'input del terminale,
1491 altrimenti i caratteri in ingresso vengono scartati
1493 \const{CSTOPB} & Se impostato vengono usati due bit di stop sulla linea
1494 seriale, se non impostato ne viene usato soltanto uno.\\
1495 \const{PARENB} & Se impostato abilita la generazione il controllo di
1496 parità. La reazione in caso di errori dipende dai
1497 relativi valori per \var{c\_iflag}, riportati in
1498 tab.~\ref{tab:sess_termios_iflag}. Se non è impostato i
1499 bit di parità non vengono generati e i caratteri non
1500 vengono controllati.\\
1501 \const{PARODD} & Ha senso solo se è attivo anche \const{PARENB}. Se
1502 impostato viene usata una parità è dispari, altrimenti
1503 viene usata una parità pari.\\
1504 \const{CSIZE} & Maschera per i bit usati per specificare la dimensione
1505 del carattere inviato lungo la linea di trasmissione, i
1506 valore ne indica la lunghezza (in bit), ed i valori
1507 possibili sono \val{CS5}, \val{CS6}, \val{CS7} e \val{CS8}
1508 corrispondenti ad un analogo numero di bit.\\
1509 \const{CBAUD} & Maschera dei bit (4+1) usati per impostare della velocità
1510 della linea (il \textit{baud rate}) in ingresso; in Linux
1511 non è implementato in quanto viene usato un apposito
1512 campo di \struct{termios}.\\
1513 \const{CBAUDEX}& Bit aggiuntivo per l'impostazione della velocità della
1514 linea, per le stesse motivazioni del precedente non è
1515 implementato in Linux.\\
1516 \const{CIBAUD} & Maschera dei bit della velocità della linea in
1517 ingresso; analogo a \const{CBAUD}, anch'esso in Linux è
1518 mantenuto in un apposito campo di \struct{termios}.\\
1519 \const{CRTSCTS}& Abilita il controllo di flusso hardware sulla seriale,
1520 attraverso l'utilizzo delle dei due fili di RTS e CTS.\\
1523 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1524 \var{c\_cflag} delle modalità di controllo di un terminale.}
1525 \label{tab:sess_termios_cflag}
1528 Il terzo flag, mantenuto nel campo \var{c\_cflag}, è detto \textsl{flag di
1529 controllo} ed è legato al funzionamento delle linee seriali, permettendo di
1530 impostarne varie caratteristiche, come il numero di bit di stop, le
1531 impostazioni della parità, il funzionamento del controllo di flusso; esso ha
1532 senso solo per i terminali connessi a linee seriali. Un elenco dei vari bit,
1533 del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è riportato
1534 in tab.~\ref{tab:sess_termios_cflag}.
1536 I valori di questo flag sono molto specifici, e completamente indirizzati al
1537 controllo di un terminale mantenuto su una linea seriale; essi pertanto non
1538 hanno nessuna rilevanza per i terminali che usano un'altra interfaccia, come
1539 le console virtuali e gli pseudo-terminali usati dalle connessioni di rete.
1541 Inoltre alcuni valori sono previsti solo per quelle implementazioni (lo
1542 standard POSIX non specifica nulla riguardo l'implementazione, ma solo delle
1543 funzioni di lettura e scrittura) che mantengono le velocità delle linee
1544 seriali all'interno dei flag; come accennato in Linux questo viene fatto
1545 (seguendo l'esempio di BSD) attraverso due campi aggiuntivi, \var{c\_ispeed} e
1546 \var{c\_ospeed}, nella struttura \struct{termios} (mostrati in
1547 fig.~\ref{fig:term_termios}).
1552 \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
1554 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1557 \const{ICANON} & Se impostato il terminale opera in modo canonico,
1558 altrimenti opera in modo non canonico.\\
1559 \const{ECHO} & Se è impostato viene attivato l'eco dei caratteri in
1560 input sull'output del terminale.\\
1561 \const{ECHOE} & Se è impostato l'eco mostra la cancellazione di un
1562 carattere in input (in reazione al carattere ERASE)
1563 cancellando l'ultimo carattere della riga corrente dallo
1564 schermo; altrimenti il carattere è rimandato in eco per
1565 mostrare quanto accaduto (usato per i terminali con
1566 l'uscita su una stampante).\\
1567 \const{ECHOPRT}& Se impostato abilita la visualizzazione del carattere di
1568 cancellazione in una modalità adatta ai terminali con
1569 l'uscita su stampante; l'invio del carattere di ERASE
1570 comporta la stampa di un ``\texttt{|}'' seguito dal
1571 carattere cancellato, e così via in caso di successive
1572 cancellazioni, quando si riprende ad immettere carattere
1573 normali prima verrà stampata una ``\texttt{/}''.\\
1574 \const{ECHOK} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1575 del carattere KILL, andando a capo dopo aver visualizzato
1576 lo stesso, altrimenti viene solo mostrato il carattere e
1577 sta all'utente ricordare che l'input precedente è stato
1579 \const{ECHOKE} & Se impostato abilita il trattamento della visualizzazione
1580 del carattere KILL cancellando i caratteri precedenti
1581 nella linea secondo le modalità specificate dai valori di
1582 \const{ECHOE} e \const{ECHOPRT}.\\
1583 \const{ECHONL} & Se impostato viene effettuato l'eco di un a
1584 capo (\verb|\n|) anche se non è stato impostato
1586 \const{ECHOCTL}& Se impostato insieme ad \const{ECHO} i caratteri di
1587 controllo ASCII (tranne TAB, NL, START, e STOP) sono
1588 mostrati nella forma che prepone un ``\texttt{\circonf}''
1589 alla lettera ottenuta sommando \texttt{0x40} al valore del
1590 carattere (di solito questi si possono ottenere anche
1591 direttamente premendo il tasto \texttt{ctrl} più la
1592 relativa lettera).\\
1593 \const{ISIG} & Se impostato abilita il riconoscimento dei caratteri
1594 INTR, QUIT, e SUSP generando il relativo segnale.\\
1595 \const{IEXTEN} & Abilita alcune estensioni previste dalla
1596 implementazione. Deve essere impostato perché caratteri
1597 speciali come EOL2, LNEXT, REPRINT e WERASE possano
1598 essere interpretati.\\
1599 \const{NOFLSH} & Se impostato disabilita lo scarico delle code di ingresso
1600 e uscita quando vengono emessi i segnali \const{SIGINT},
1601 \const{SIGQUIT} e \const{SIGSUSP}.\\
1602 \const{TOSTOP} & Se abilitato, con il supporto per il job control presente,
1603 genera il segnale \const{SIGTTOU} per un processo in
1604 background che cerca di scrivere sul terminale.\\
1605 \const{XCASE} & Se impostato il terminale funziona solo con le
1606 maiuscole. L'input è convertito in minuscole tranne per i
1607 caratteri preceduti da una ``\texttt{\bslash}''. In output
1608 le maiuscole sono precedute da una ``\texttt{\bslash}'' e
1609 le minuscole convertite in maiuscole.\\
1610 \const{DEFECHO}& Se impostato effettua l'eco solo se c'è un processo in
1612 \const{FLUSHO} & Effettua la cancellazione della coda di uscita. Viene
1613 attivato dal carattere DISCARD. Non è supportato in
1615 \const{PENDIN} & Indica che la linea deve essere ristampata, viene
1616 attivato dal carattere REPRINT e resta attivo fino alla
1617 fine della ristampa. Non è supportato in Linux.\\
1620 \caption{Costanti identificative dei vari bit del flag di controllo
1621 \var{c\_lflag} delle modalità locali di un terminale.}
1622 \label{tab:sess_termios_lflag}
1625 Il quarto flag, mantenuto nel campo \var{c\_lflag}, è detto \textsl{flag
1626 locale}, e serve per controllare il funzionamento dell'interfaccia fra il
1627 driver e l'utente, come abilitare l'eco, gestire i caratteri di controllo e
1628 l'emissione dei segnali, impostare modo canonico o non canonico; un elenco dei
1629 vari bit, del loro significato e delle costanti utilizzate per identificarli è
1630 riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_lflag}. Con i terminali odierni l'unico
1631 flag con cui probabilmente si può avere a che fare è questo, in quanto è con
1632 questo che si impostano le caratteristiche generiche comuni a tutti i
1635 Si tenga presente che i flag che riguardano le modalità di eco dei caratteri
1636 (\const{ECHOE}, \const{ECHOPRT}, \const{ECHOK}, \const{ECHOKE},
1637 \const{ECHONL}) controllano solo il comportamento della visualizzazione, il
1638 riconoscimento dei vari caratteri dipende dalla modalità di operazione, ed
1639 avviene solo in modo canonico, pertanto questi flag non hanno significato se
1640 non è impostato \const{ICANON}.
1642 Oltre ai vari flag per gestire le varie caratteristiche dei terminali,
1643 \struct{termios} contiene pure il campo \var{c\_cc} che viene usato per
1644 impostare i caratteri speciali associati alle varie funzioni di controllo. Il
1645 numero di questi caratteri speciali è indicato dalla costante \const{NCCS},
1646 POSIX ne specifica almeno 11, ma molte implementazioni ne definiscono molti
1647 altri.\footnote{in Linux il valore della costante è 32, anche se i caratteri
1648 effettivamente definiti sono solo 17.}
1653 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{7cm}|}
1655 \textbf{Indice} & \textbf{Valore}&\textbf{Codice} & \textbf{Funzione}\\
1658 \const{VINTR} &\texttt{0x03}&(\texttt{C-c})& Carattere di interrupt,
1659 provoca l'emissione di
1661 \const{VQUIT} &\texttt{0x1C}&(\texttt{C-|})& Carattere di uscita provoca
1664 \const{VERASE}&\texttt{0x7f}& DEL & Carattere di ERASE, cancella
1666 precedente nella linea.\\
1667 \const{VKILL} &\texttt{0x15}&(\texttt{C-u})& Carattere di KILL, cancella
1669 \const{VEOF} &\texttt{0x04}&(\texttt{C-d})& Carattere di
1670 \textit{end-of-file}. Causa
1671 l'invio del contenuto del
1672 buffer di ingresso al
1673 processo in lettura anche se
1674 non è ancora stato ricevuto
1675 un a capo. Se è il primo
1676 carattere immesso comporta il
1677 ritorno di \func{read} con
1678 zero caratteri, cioè la
1680 \textit{end-of-file}.\\
1681 \const{VTIME} & --- & --- & Timeout, in decimi di secondo, per
1682 una lettura in modo non canonico.\\
1683 \const{VMIN} & --- & --- & Numero minimo di caratteri per una
1684 lettura in modo non canonico.\\
1685 \const{VSWTC} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di switch. Non supportato
1687 \const{VSTART}&\texttt{0x21}&(\texttt{C-q})& Carattere di START. Riavvia un
1688 output bloccato da uno STOP.\\
1689 \const{VSTOP} &\texttt{0x23}&(\texttt{C-s})& Carattere di STOP. Blocca
1690 l'output fintanto che non
1691 viene premuto un carattere di
1693 \const{VSUSP} &\texttt{0x1A}&(\texttt{C-z})& Carattere di
1694 sospensione. Invia il segnale
1696 \const{VEOL} &\texttt{0x00}& NUL & Carattere di fine riga. Agisce come
1697 un a capo, ma non viene scartato ed
1698 è letto come l'ultimo carattere
1700 \const{VREPRINT}&\texttt{0x12}&(\texttt{C-r})& Ristampa i caratteri non
1702 \const{VDISCARD}&\texttt{0x07}&(\texttt{C-o})& Non riconosciuto in Linux.\\
1703 \const{VWERASE}&\texttt{0x17}&(\texttt{C-w})&Cancellazione di una
1705 \const{VLNEXT}&\texttt{0x16}&(\texttt{C-v})& Carattere di escape, serve a
1706 quotare il carattere
1707 successivo che non viene
1708 interpretato ma passato
1709 direttamente all'output.\\
1710 \const{VEOL2} &\texttt{0x00}& NUL & Ulteriore carattere di fine
1711 riga. Ha lo stesso effetto di
1712 \const{VEOL} ma può essere un
1713 carattere diverso. \\
1716 \caption{Valori dei caratteri di controllo mantenuti nel campo \var{c\_cc}
1717 della struttura \struct{termios}.}
1718 \label{tab:sess_termios_cc}
1722 A ciascuna di queste funzioni di controllo corrisponde un elemento del vettore
1723 \var{c\_cc} che specifica quale è il carattere speciale associato; per
1724 portabilità invece di essere indicati con la loro posizione numerica nel
1725 vettore, i vari elementi vengono indicizzati attraverso delle opportune
1726 costanti, il cui nome corrisponde all'azione ad essi associata. Un elenco
1727 completo dei caratteri di controllo, con le costanti e delle funzionalità
1728 associate è riportato in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc}, usando quelle
1729 definizioni diventa possibile assegnare un nuovo carattere di controllo con un
1731 \includecodesnip{listati/value_c_cc.c}
1733 La maggior parte di questi caratteri (tutti tranne \const{VTIME} e
1734 \const{VMIN}) hanno effetto solo quando il terminale viene utilizzato in modo
1735 canonico; per alcuni devono essere soddisfatte ulteriori richieste, ad esempio
1736 \const{VINTR}, \const{VSUSP}, e \const{VQUIT} richiedono sia impostato
1737 \const{ISIG}; \const{VSTART} e \const{VSTOP} richiedono sia impostato
1738 \const{IXON}; \const{VLNEXT}, \const{VWERASE}, \const{VREPRINT} richiedono sia
1739 impostato \const{IEXTEN}. In ogni caso quando vengono attivati i caratteri
1740 vengono interpretati e non sono passati sulla coda di ingresso.
1742 Per leggere ed scrivere tutte le varie impostazioni dei terminali viste finora
1743 lo standard POSIX prevede due funzioni che utilizzano come argomento un
1744 puntatore ad una struttura \struct{termios} che sarà quella in cui andranno
1745 immagazzinate le impostazioni. Le funzioni sono \funcd{tcgetattr} e
1746 \funcd{tcsetattr} ed il loro prototipo è:
1749 \headdecl{termios.h}
1750 \funcdecl{int tcgetattr(int fd, struct termios *termios\_p)}
1751 Legge il valore delle impostazioni di un terminale.
1753 \funcdecl{int tcsetattr(int fd, int optional\_actions, struct termios
1755 Scrive le impostazioni di un terminale.
1757 \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in
1758 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1760 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta.
1762 ed inoltre \errval{EBADF}, \errval{ENOTTY} ed \errval{EINVAL}.
1766 Le funzioni operano sul terminale cui fa riferimento il file descriptor
1767 \param{fd} utilizzando la struttura indicata dal puntatore \param{termios\_p}
1768 per lo scambio dei dati. Si tenga presente che le impostazioni sono associate
1769 al terminale e non al file descriptor; questo significa che se si è cambiata
1770 una impostazione un qualunque altro processo che apra lo stesso terminale, od
1771 un qualunque altro file descriptor che vi faccia riferimento, vedrà le nuove
1772 impostazioni pur non avendo nulla a che fare con il file descriptor che si è
1773 usato per effettuare i cambiamenti.
1775 Questo significa che non è possibile usare file descriptor diversi per
1776 utilizzare automaticamente il terminale in modalità diverse, se esiste una
1777 necessità di accesso differenziato di questo tipo occorrerà cambiare
1778 esplicitamente la modalità tutte le volte che si passa da un file descriptor
1781 La funzione \func{tcgetattr} legge i valori correnti delle impostazioni di un
1782 terminale qualunque nella struttura puntata da \param{termios\_p};
1783 \func{tcsetattr} invece effettua la scrittura delle impostazioni e quando
1784 viene invocata sul proprio terminale di controllo può essere eseguita con
1785 successo solo da un processo in foreground. Se invocata da un processo in
1786 background infatti tutto il gruppo riceverà un segnale di \const{SIGTTOU} come
1787 se si fosse tentata una scrittura, a meno che il processo chiamante non abbia
1788 \const{SIGTTOU} ignorato o bloccato, nel qual caso l'operazione sarà eseguita.
1790 La funzione \func{tcsetattr} prevede tre diverse modalità di funzionamento,
1791 specificabili attraverso l'argomento \param{optional\_actions}, che permette
1792 di stabilire come viene eseguito il cambiamento delle impostazioni del
1793 terminale, i valori possibili sono riportati in
1794 tab.~\ref{tab:sess_tcsetattr_option}; di norma (come fatto per le due funzioni
1795 di esempio) si usa sempre \const{TCSANOW}, le altre opzioni possono essere
1796 utili qualora si cambino i parametri di output.
1801 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1803 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
1806 \const{TCSANOW} & Esegue i cambiamenti in maniera immediata.\\
1807 \const{TCSADRAIN}& I cambiamenti vengono eseguiti dopo aver atteso che
1808 tutto l'output presente sulle code è stato scritto.\\
1809 \const{TCSAFLUSH}& È identico a \const{TCSADRAIN}, ma in più scarta
1810 tutti i dati presenti sulla coda di input.\\
1813 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{optional\_actions} della
1814 funzione \func{tcsetattr}.}
1815 \label{tab:sess_tcsetattr_option}
1818 Occorre infine tenere presente che \func{tcsetattr} ritorna con successo anche
1819 se soltanto uno dei cambiamenti richiesti è stato eseguito. Pertanto se si
1820 effettuano più cambiamenti è buona norma controllare con una ulteriore
1821 chiamata a \func{tcgetattr} che essi siano stati eseguiti tutti quanti.
1823 \begin{figure}[!htb]
1824 \footnotesize \centering
1825 \begin{minipage}[c]{15cm}
1826 \includecodesample{listati/SetTermAttr.c}
1829 \caption{Codice della funzione \func{SetTermAttr} che permette di
1830 impostare uno dei flag di controllo locale del terminale.}
1831 \label{fig:term_set_attr}
1834 Come già accennato per i cambiamenti effettuati ai vari flag di controllo
1835 occorre che i valori di ciascun bit siano specificati avendo cura di mantenere
1836 intatti gli altri; per questo motivo in generale si deve prima leggere il
1837 valore corrente delle impostazioni con \func{tcgetattr} per poi modificare i
1840 In fig.~\ref{fig:term_set_attr} e fig.~\ref{fig:term_unset_attr} si è riportato
1841 rispettivamente il codice delle due funzioni \func{SetTermAttr} e
1842 \func{UnSetTermAttr}, che possono essere usate per impostare o rimuovere, con
1843 le dovute precauzioni, un qualunque bit di \var{c\_lflag}. Il codice di
1844 entrambe le funzioni può essere trovato nel file \file{SetTermAttr.c} dei
1847 La funzione \func{SetTermAttr} provvede ad impostare il bit specificato
1848 dall'argomento \param{flag}; prima si leggono i valori correnti
1849 (\texttt{\small 10}) con \func{tcgetattr}, uscendo con un messaggio in caso di
1850 errore (\texttt{\small 11--14}), poi si provvede a impostare solo i bit
1851 richiesti (possono essere più di uno) con un OR binario (\texttt{\small 15});
1852 infine si scrive il nuovo valore modificato con \func{tcsetattr}
1853 (\texttt{\small 16}), notificando un eventuale errore (\texttt{\small 11--14})
1854 o uscendo normalmente.
1856 \begin{figure}[!htb]
1857 \footnotesize \centering
1858 \begin{minipage}[c]{15cm}
1859 \includecodesample{listati/UnSetTermAttr.c}
1862 \caption{Codice della funzione \func{UnSetTermAttr} che permette di
1863 rimuovere uno dei flag di controllo locale del terminale.}
1864 \label{fig:term_unset_attr}
1867 La seconda funzione, \func{UnSetTermAttr}, è assolutamente identica alla
1868 prima, solo che in questo caso, in (\texttt{\small 15}), si rimuovono i bit
1869 specificati dall'argomento \param{flag} usando un AND binario del valore
1873 Al contrario di tutte le altre caratteristiche dei terminali, che possono
1874 essere impostate esplicitamente utilizzando gli opportuni campi di
1875 \struct{termios}, per le velocità della linea (il cosiddetto \textit{baud
1876 rate}) non è prevista una implementazione standardizzata, per cui anche se
1877 in Linux sono mantenute in due campi dedicati nella struttura, questi non
1878 devono essere acceduti direttamente ma solo attraverso le apposite funzioni di
1879 interfaccia provviste da POSIX.1.
1881 Lo standard prevede due funzioni per scrivere la velocità delle linee seriali,
1882 \funcd{cfsetispeed} per la velocità della linea di ingresso e
1883 \funcd{cfsetospeed} per la velocità della linea di uscita; i loro prototipi
1887 \headdecl{termios.h}
1888 \funcdecl{int cfsetispeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
1889 Imposta la velocità delle linee seriali in ingresso.
1891 \funcdecl{int cfsetospeed(struct termios *termios\_p, speed\_t speed)}
1892 Imposta la velocità delle linee seriali in uscita.
1894 \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in
1895 caso di errore, che avviene solo quando il valore specificato non è
1899 Si noti che le funzioni si limitano a scrivere opportunamente il valore della
1900 velocità prescelta \param{speed} all'interno della struttura puntata da
1901 \param{termios\_p}; per effettuare l'impostazione effettiva occorrerà poi
1902 chiamare \func{tcsetattr}.
1904 Si tenga presente che per le linee seriali solo alcuni valori di velocità sono
1905 validi; questi possono essere specificati direttamente (le \acr{glibc}
1906 prevedono che i valori siano indicati in bit per secondo), ma in generale
1907 altre versioni di librerie possono utilizzare dei valori diversi; per questo
1908 POSIX.1 prevede una serie di costanti che però servono solo per specificare le
1909 velocità tipiche delle linee seriali:
1911 B0 B50 B75 B110 B134 B150 B200
1912 B300 B600 B1200 B1800 B2400 B4800 B9600
1913 B19200 B38400 B57600 B115200 B230400 B460800
1916 Un terminale può utilizzare solo alcune delle velocità possibili, le funzioni
1917 però non controllano se il valore specificato è valido, dato che non possono
1918 sapere a quale terminale le velocità saranno applicate; sarà l'esecuzione di
1919 \func{tcsetattr} a fallire quando si cercherà di eseguire l'impostazione.
1920 Di norma il valore ha senso solo per i terminali seriali dove indica appunto
1921 la velocità della linea di trasmissione; se questa non corrisponde a quella
1922 del terminale quest'ultimo non potrà funzionare: quando il terminale non è
1923 seriale il valore non influisce sulla velocità di trasmissione dei dati.
1925 In generale impostare un valore nullo (\val{B0}) sulla linea di output fa si
1926 che il modem non asserisca più le linee di controllo, interrompendo di fatto
1927 la connessione, qualora invece si utilizzi questo valore per la linea di input
1928 l'effetto sarà quello di rendere la sua velocità identica a quella della linea
1931 Analogamente a quanto avviene per l'impostazione, le velocità possono essere
1932 lette da una struttura \struct{termios} utilizzando altre due funzioni,
1933 \funcd{cfgetispeed} e \funcd{cfgetospeed}, i cui prototipi sono:
1936 \headdecl{termios.h}
1937 \funcdecl{speed\_t cfgetispeed(struct termios *termios\_p)}
1938 Legge la velocità delle linee seriali in ingresso.
1940 \funcdecl{speed\_t cfgetospeed(struct termios *termios\_p)}
1941 Legge la velocità delle linee seriali in uscita.
1943 \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono la velocità della linea, non
1944 sono previste condizioni di errore.}
1947 Anche in questo caso le due funzioni estraggono i valori della velocità della
1948 linea da una struttura, il cui indirizzo è specificato dall'argomento
1949 \param{termios\_p} che deve essere stata letta in precedenza con
1954 \subsection{La gestione della disciplina di linea.}
1955 \label{sec:term_line_discipline}
1957 Come illustrato dalla struttura riportata in fig.~\ref{fig:term_struct} tutti
1958 i terminali hanno un insieme di funzionalità comuni, che prevedono la presenza
1959 di code di ingresso ed uscita; in generale si fa riferimento ad esse con il
1960 nome di \textsl{discipline di linea}.
1962 Lo standard POSIX prevede alcune funzioni che permettono di intervenire
1963 direttamente sulla gestione di quest'ultime e sull'interazione fra i dati in
1964 ingresso ed uscita e le relative code. In generale tutte queste funzioni
1965 vengono considerate, dal punto di vista dell'accesso al terminale, come delle
1966 funzioni di scrittura, pertanto se usate da processi in background sul loro
1967 terminale di controllo provocano l'emissione di \const{SIGTTOU} come
1968 illustrato in sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}.\footnote{con la stessa eccezione,
1969 già vista per \func{tcsetattr}, che quest'ultimo sia bloccato o ignorato dal
1970 processo chiamante.}
1972 Una prima funzione, che è efficace solo in caso di terminali seriali asincroni
1973 (non fa niente per tutti gli altri terminali), è \funcd{tcsendbreak}; il suo
1977 \headdecl{termios.h}
1979 \funcdecl{int tcsendbreak(int fd, int duration)} Genera una condizione di
1980 break inviando un flusso di bit nulli.
1982 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1983 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
1987 La funzione invia un flusso di bit nulli (che genera una condizione di break)
1988 sul terminale associato a \param{fd}; un valore nullo di \param{duration}
1989 implica una durata del flusso fra 0.25 e 0.5 secondi, un valore diverso da
1990 zero implica una durata pari a \code{duration*T} dove \code{T} è un valore
1991 compreso fra 0.25 e 0.5.\footnote{lo standard POSIX specifica il comportamento
1992 solo nel caso si sia impostato un valore nullo per \param{duration}; il
1993 comportamento negli altri casi può dipendere dalla implementazione.}
1995 Le altre funzioni previste da POSIX servono a controllare il comportamento
1996 dell'interazione fra le code associate al terminale e l'utente; la prima è
1997 \funcd{tcdrain}, il cui prototipo è:
2000 \headdecl{termios.h}
2002 \funcdecl{int tcdrain(int fd)} Attende lo svuotamento della coda di output.
2004 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2005 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2009 La funzione blocca il processo fino a che tutto l'output presente sulla coda
2010 di uscita non è stato trasmesso al terminale associato ad \param{fd}. % La
2011 % funzione è un punto di cancellazione per i
2012 % programmi multi-thread, in tal caso le
2013 % chiamate devono essere protette con dei
2014 % gestori di cancellazione.
2016 Una seconda funzione, \funcd{tcflush}, permette svuotare immediatamente le code
2017 di cancellando tutti i dati presenti al loro interno; il suo prototipo è:
2019 \headdecl{unistd.h} \headdecl{termios.h}
2021 \funcdecl{int tcflush(int fd, int queue)} Cancella i dati presenti
2022 nelle code di ingresso o di uscita.
2024 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2025 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2029 La funzione agisce sul terminale associato a \param{fd}, l'argomento
2030 \param{queue} permette di specificare su quale coda (ingresso, uscita o
2031 entrambe), operare. Esso può prendere i valori riportati in
2032 tab.~\ref{tab:sess_tcflush_queue}, nel caso si specifichi la coda di ingresso
2033 cancellerà i dati ricevuti ma non ancora letti, nel caso si specifichi la coda
2034 di uscita cancellerà i dati scritti ma non ancora trasmessi.
2039 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2041 \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
2044 \const{TCIFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di ingresso.\\
2045 \const{TCOFLUSH} & Cancella i dati sulla coda di uscita. \\
2046 \const{TCIOFLUSH}& Cancella i dati su entrambe le code.\\
2049 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{queue} della
2050 funzione \func{tcflush}.}
2051 \label{tab:sess_tcflush_queue}
2055 L'ultima funzione dell'interfaccia che interviene sulla disciplina di linea è
2056 \funcd{tcflow}, che viene usata per sospendere la trasmissione e la ricezione
2057 dei dati sul terminale; il suo prototipo è:
2060 \headdecl{termios.h}
2062 \funcdecl{int tcflow(int fd, int action)}
2064 Sospende e riavvia il flusso dei dati sul terminale.
2066 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2067 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori \errval{EBADF} o
2071 La funzione permette di controllare (interrompendo e facendo riprendere) il
2072 flusso dei dati fra il terminale ed il sistema sia in ingresso che in uscita.
2073 Il comportamento della funzione è regolato dall'argomento \param{action}, i
2074 cui possibili valori, e relativa azione eseguita dalla funzione, sono
2075 riportati in tab.~\ref{tab:sess_tcflow_action}.
2080 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2082 \textbf{Valore}& \textbf{Azione}\\
2085 \const{TCOOFF}& Sospende l'output.\\
2086 \const{TCOON} & Riprende un output precedentemente sospeso.\\
2087 \const{TCIOFF}& Il sistema trasmette un carattere di STOP, che
2088 fa interrompere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2089 \const{TCION} & Il sistema trasmette un carattere di START, che
2090 fa riprendere la trasmissione dei dati dal terminale.\\
2093 \caption{Possibili valori per l'argomento \param{action} della
2094 funzione \func{tcflow}.}
2095 \label{tab:sess_tcflow_action}
2100 \subsection{Operare in \textsl{modo non canonico}}
2101 \label{sec:term_non_canonical}
2103 Operare con un terminale in modo canonico è relativamente semplice; basta
2104 eseguire una lettura e la funzione ritornerà quando una il driver del
2105 terminale avrà completato una linea di input. Non è detto che la linea sia
2106 letta interamente (si può aver richiesto un numero inferiore di byte) ma in
2107 ogni caso nessun dato verrà perso, e il resto della linea sarà letto alla
2108 chiamata successiva.
2110 Inoltre in modo canonico la gestione dell'input è di norma eseguita
2111 direttamente dal driver del terminale, che si incarica (a seconda di quanto
2112 impostato con le funzioni viste nei paragrafi precedenti) di cancellare i
2113 caratteri, bloccare e riavviare il flusso dei dati, terminare la linea quando
2114 viene ricevuti uno dei vari caratteri di terminazione (NL, EOL, EOL2, EOF).
2116 In modo non canonico tocca invece al programma gestire tutto quanto, i
2117 caratteri NL, EOL, EOL2, EOF, ERASE, KILL, CR, REPRINT non vengono
2118 interpretati automaticamente ed inoltre, non dividendo più l'input in linee,
2119 il sistema non ha più un limite definito per quando ritornare i dati ad un
2120 processo. Per questo motivo abbiamo visto che in \var{c\_cc} sono previsti due
2121 caratteri speciali, MIN e TIME (specificati dagli indici \const{VMIN} e
2122 \const{VTIME} in \var{c\_cc}) che dicono al sistema di ritornare da una
2123 \func{read} quando è stata letta una determinata quantità di dati o è passato
2126 Come accennato nella relativa spiegazione in tab.~\ref{tab:sess_termios_cc},
2127 TIME e MIN non sono in realtà caratteri ma valori numerici. Il comportamento
2128 del sistema per un terminale in modalità non canonica prevede quattro casi
2131 \item[MIN$>0$, TIME$>0$] In questo caso MIN stabilisce il numero minimo di
2132 caratteri desiderati e TIME un tempo di attesa, in decimi di secondo, fra un
2133 carattere e l'altro. Una \func{read} ritorna se vengono ricevuti almeno MIN
2134 caratteri prima della scadenza di TIME (MIN è solo un limite inferiore, se
2135 la funzione ha richiesto un numero maggiore di caratteri ne possono essere
2136 restituiti di più); se invece TIME scade vengono restituiti i byte ricevuti
2137 fino ad allora (un carattere viene sempre letto, dato che il timer inizia a
2138 scorrere solo dopo la ricezione del primo carattere).
2139 \item[MIN$>0$, TIME$=0$] Una \func{read} ritorna solo dopo che sono stati
2140 ricevuti almeno MIN caratteri. Questo significa che una \func{read} può
2141 bloccarsi indefinitamente.
2142 \item[MIN$=0$, TIME$>0$] In questo caso TIME indica un tempo di attesa dalla
2143 chiamata di \func{read}, la funzione ritorna non appena viene ricevuto un
2144 carattere o scade il tempo. Si noti che è possibile che \func{read} ritorni
2145 con un valore nullo.
2146 \item[MIN$=0$, TIME$=0$] In questo caso una \func{read} ritorna immediatamente
2147 restituendo tutti i caratteri ricevuti. Anche in questo caso può ritornare
2148 con un valore nullo.
2153 \section{La gestione dei terminali virtuali}
2154 \label{sec:sess_virtual_terminal}
2157 % TODO terminali virtuali
2158 % Qui c'è da mettere tutta la parte sui terminali virtuali, e la gestione
2164 \subsection{I terminali virtuali}
2165 \label{sec:sess_pty}
2167 Qui vanno spiegati i terminali virtuali, \file{/dev/pty} e compagnia.
2171 \subsection{Allocazione dei terminali virtuali}
2172 \label{sec:sess_openpty}
2174 Qui vanno le cose su \func{openpty} e compagnia.
2176 % TODO le ioctl dei terminali
2177 % TODO trattare \func{posix\_openpt}
2181 % TODO materiale sulle seriali
2182 % vedi http://www.easysw.com/~mike/serial/serial.html
2183 % TODO materiale generico sul layer TTY
2184 % vedi http://www.linusakesson.net/programming/tty/index.php
2187 % LocalWords: kernel multitasking dell'I job control BSD POSIX shell sez group
2188 % LocalWords: foreground process bg fg Di waitpid WUNTRACED pgrp session sched
2189 % LocalWords: struct pgid sid pid ps getpgid getpgrp SVr unistd void errno int
2190 % LocalWords: ESRCH getsid glibc system call XOPEN SOURCE EPERM setpgrp EACCES
2191 % LocalWords: setpgid exec EINVAL did fork race condition setsid l'I tty ioctl
2192 % LocalWords: NOCTTY TIOCSCTTY error tcsetpgrp termios fd pgrpid descriptor VT
2193 % LocalWords: ENOTTY ENOSYS EBADF SIGTTIN SIGTTOU EIO tcgetpgrp crypt SIGTSTP
2194 % LocalWords: SIGINT SIGQUIT SIGTERM SIGHUP hungup kill orphaned SIGCONT exit
2195 % LocalWords: init Slackware run level inittab fig device getty exevle TERM at
2196 % LocalWords: getpwnam chdir home chown chmod setuid setgid initgroups SIGCHLD
2197 % LocalWords: daemon like daemons NdT Stevens Programming FAQ filesystem umask
2198 % LocalWords: noclose syslog syslogd socket UDP klogd printk printf facility
2199 % LocalWords: priority log openlog const char ident option argv tab AUTH CRON
2200 % LocalWords: AUTHPRIV cron FTP KERN LOCAL LPR NEWS news USENET UUCP CONS CRIT
2201 % LocalWords: NDELAY NOWAIT ODELAY PERROR stderr format strerror EMERG ALERT
2202 % LocalWords: ERR WARNING NOTICE INFO DEBUG debug setlogmask mask UPTO za ssh
2203 % LocalWords: teletype telnet read write BELL beep CANON isatty desc ttyname
2204 % LocalWords: NULL ctermid stdio pathname buff size len ERANGE bits ispeed xFF
2205 % LocalWords: ospeed line tcflag INPCK IGNPAR PARMRK ISTRIP IGNBRK BREAK NUL
2206 % LocalWords: BRKINT IGNCR carriage return newline ICRNL INLCR IUCLC IXON NL
2207 % LocalWords: IXANY IXOFF IMAXBEL iflag OPOST CR OCRNL OLCUC ONLCR ONOCR OFILL
2208 % LocalWords: ONLRET OFDEL NLDLY CRDLY TABDLY BSDLY backspace BS VTDLY FFDLY
2209 % LocalWords: form feed FF oflag CLOCAL NOBLOCK of HUPCL CREAD CSTOPB PARENB
2210 % LocalWords: PARODD CSIZE CS CBAUD CBAUDEX CIBAUD CRTSCTS RTS CTS cflag ECHO
2211 % LocalWords: ICANON ECHOE ERASE ECHOPRT ECHOK ECHOKE ECHONL ECHOCTL ctrl ISIG
2212 % LocalWords: INTR QUIT SUSP IEXTEN EOL LNEXT REPRINT WERASE NOFLSH and TOSTOP
2213 % LocalWords: SIGSUSP XCASE DEFECHO FLUSHO DISCARD PENDIN lflag NCCS VINTR EOF
2214 % LocalWords: interrupt VQUIT VERASE VKILL VEOF VTIME VMIN VSWTC switch VSTART
2215 % LocalWords: VSTOP VSUSP VEOL VREPRINT VDISCARD VWERASE VLNEXT escape actions
2216 % LocalWords: tcgetattr tcsetattr EINTR TCSANOW TCSADRAIN TCSAFLUSH speed MIN
2217 % LocalWords: SetTermAttr UnSetTermAttr cfsetispeed cfsetospeed cfgetispeed ng
2218 % LocalWords: cfgetospeed quest'ultime tcsendbreak duration break tcdrain list
2219 % LocalWords: tcflush queue TCIFLUSH TCOFLUSH TCIOFLUSH tcflow action TCOOFF
2220 % LocalWords: TCOON TCIOFF TCION timer openpty Window nochdir embedded router
2221 % LocalWords: access point upstart systemd rsyslog vsyslog variadic src linux
2222 % LocalWords: closelog dmesg sysctl klogctl sys ERESTARTSYS
2224 %%% Local Variables:
2226 %%% TeX-master: "gapil"