%% intro.tex
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+
\chapter{L'architettura del sistema}
\label{cha:intro_unix}
\label{sec:intro_unix_struct}
In questa prima sezione faremo una breve panoramica sull'architettura del
-sistema. Chi avesse già una conoscenza di questa materia può tranquillamente
+sistema. Chi avesse già una conoscenza di questa materia può tranquillamente
saltare questa sezione.
cosiddetto \textit{kernel}, nel nostro caso Linux) a cui si demanda la
gestione delle risorse essenziali (la CPU, la memoria, le periferiche) mentre
tutto il resto, quindi anche la parte che prevede l'interazione con l'utente,
-deve venire realizzato tramite programmi eseguiti dal kernel e che accedano
+dev'essere realizzato tramite programmi eseguiti dal kernel, che accedano
alle risorse hardware tramite delle richieste a quest'ultimo.
Fin dall'inizio uno Unix si presenta come un sistema operativo
\textit{multitasking}, cioè in grado di eseguire contemporaneamente più
programmi, e multiutente, in cui è possibile che più utenti siano connessi ad
-una macchina eseguendo più programmi ``in contemporanea'' (in realtà, almeno
-per macchine a processore singolo, i programmi vengono eseguiti singolarmente
-a rotazione).
+una macchina eseguendo più programmi ``\textsl{in contemporanea}''; in realtà,
+almeno per macchine a processore singolo, i programmi vengono eseguiti
+singolarmente a rotazione.
% Questa e` una distinzione essenziale da capire,
%specie nei confronti dei sistemi operativi successivi, nati per i personal
zone di memoria fisica. Quello che succede è che il kernel è il solo
programma ad essere eseguito in modalità privilegiata, con il completo accesso
all'hardware, mentre i programmi normali vengono eseguiti in modalità protetta
-(e non possono accedere direttamente alle zone di memoria riservate o alle
-porte di input/output).
+e non possono accedere direttamente alle zone di memoria riservate o alle
+porte di input/output.
-Una parte del kernel, lo \textit{scheduler}\index{scheduler}, si occupa di
+Una parte del kernel, lo \itindex{scheduler} \textit{scheduler}, si occupa di
stabilire, ad intervalli fissi e sulla base di un opportuno calcolo delle
-priorità, quale ``processo'' deve essere posto in esecuzione (il cosiddetto
-\textit{preemptive scheduling}\index{preemptive scheduling}). Questo verrà
-comunque eseguito in modalità protetta; quando necessario il processo potrà
-accedere alle risorse hardware soltanto attraverso delle opportune chiamate al
-sistema che restituiranno il controllo al kernel.
+priorità, quale ``\textsl{processo}'' deve essere posto in esecuzione (il
+cosiddetto \itindex{preemptive~multitasking} \textit{preemptive
+ multitasking}). Questo verrà comunque eseguito in modalità protetta; quando
+necessario il processo potrà accedere alle risorse hardware soltanto
+attraverso delle opportune chiamate al sistema che restituiranno il controllo
+al kernel.
La memoria viene sempre gestita dal kernel attraverso il meccanismo della
-\textsl{memoria virtuale}\index{memoria virtuale}, che consente di assegnare a
-ciascun processo uno spazio di indirizzi ``virtuale'' (vedi
-\secref{sec:proc_memory}) che il kernel stesso, con l'ausilio della unità di
+\index{memoria~virtuale} \textsl{memoria virtuale}, che consente di assegnare
+a ciascun processo uno spazio di indirizzi ``\textsl{virtuale}'' (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_memory}) che il kernel stesso, con l'ausilio della unità di
gestione della memoria, si incaricherà di rimappare automaticamente sulla
memoria disponibile, salvando su disco quando necessario (nella cosiddetta
area di \textit{swap}) le pagine di memoria in eccedenza.
Le periferiche infine vengono viste in genere attraverso un'interfaccia
astratta che permette di trattarle come fossero file, secondo il concetto per
cui \textit{everything is a file}, su cui torneremo in dettaglio in
-\capref{cha:file_intro}, (questo non è vero per le interfacce di rete, che
+cap.~\ref{cha:file_intro}. Questo non è vero per le interfacce di rete, che
hanno un'interfaccia diversa, ma resta valido il concetto generale che tutto
-il lavoro di accesso e gestione a basso livello è effettuato dal kernel).
+il lavoro di accesso e gestione a basso livello è effettuato dal kernel.
-\subsection{User space e kernel space}
-\label{sec:intro_user_kernel_space}
+\subsection{Il kernel e il sistema}
+\label{sec:intro_kern_and_sys}
Uno dei concetti fondamentali su cui si basa l'architettura dei sistemi Unix è
quello della distinzione fra il cosiddetto \textit{user space}, che
l'azione di un altro programma o del sistema e questo è il principale motivo
della stabilità di un sistema unix-like nei confronti di altri sistemi in cui
i processi non hanno di questi limiti, o che vengono per vari motivi eseguiti
-al livello del kernel.
-
-Pertanto deve essere chiaro a chi programma in Unix che l'accesso diretto
-all'hardware non può avvenire se non all'interno del kernel; al di fuori dal
-kernel il programmatore deve usare le opportune interfacce che quest'ultimo
-fornisce allo user space.
-
-
-\subsection{Il kernel e il sistema}
-\label{sec:intro_kern_and_sys}
+al livello del kernel. Pertanto deve essere chiaro a chi programma in Unix che
+l'accesso diretto all'hardware non può avvenire se non all'interno del kernel;
+al di fuori dal kernel il programmatore deve usare le opportune interfacce che
+quest'ultimo fornisce allo user space.
Per capire meglio la distinzione fra kernel space e user space si può prendere
in esame la procedura di avvio di un sistema unix-like; all'avvio il BIOS (o
in generale il software di avvio posto nelle EPROM) eseguirà la procedura di
-avvio del sistema (il cosiddetto \textit{boot}), incaricandosi di caricare il
-kernel in memoria e di farne partire l'esecuzione; quest'ultimo, dopo aver
-inizializzato le periferiche, farà partire il primo processo, \cmd{init}, che
-è quello che a sua volta farà partire tutti i processi successivi. Fra questi
-ci sarà pure quello che si occupa di dialogare con la tastiera e lo schermo
-della console, e quello che mette a disposizione dell'utente che si vuole
-collegare, un terminale e la \textit{shell} da cui inviare i comandi.
+avvio del sistema (il cosiddetto \textit{bootstrap}\footnote{il nome deriva da
+ un'espressione gergale che significa ``sollevarsi da terra tirandosi per le
+ stringhe delle scarpe'', per indicare il compito, almeno apparentemente
+ impossibile, di far eseguire un programma a partire da un computer appena
+ acceso che appunto non ne contiene nessuno; non è impossibile perché in
+ realtà c'è un programma iniziale, che è il BIOS.}), incaricandosi di
+caricare il kernel in memoria e di farne partire l'esecuzione; quest'ultimo,
+dopo aver inizializzato le periferiche, farà partire il primo processo,
+\cmd{init}, che è quello che a sua volta farà partire tutti i processi
+successivi. Fra questi ci sarà pure quello che si occupa di dialogare con la
+tastiera e lo schermo della console, e quello che mette a disposizione
+dell'utente che si vuole collegare, un terminale e la \textit{shell} da cui
+inviare i comandi.
E' da rimarcare come tutto ciò, che usualmente viene visto come parte del
sistema, non abbia in realtà niente a che fare con il kernel, ma sia
chiamate, che sono riportate nella seconda sezione del \textsl{Manuale di
programmazione di Unix} (quella cui si accede con il comando \cmd{man 2
<nome>}) e Linux non fa eccezione. Queste sono poi state codificate da vari
-standard, che esamineremo brevemente in \secref{sec:intro_standard}. Uno
+standard, che esamineremo brevemente in sez.~\ref{sec:intro_standard}. Uno
schema elementare della struttura del sistema è riportato in
-\figref{fig:intro_sys_struct}.
+fig.~\ref{fig:intro_sys_struct}.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=10cm]{img/struct_sys}
+% \includegraphics[width=10cm]{img/struct_sys}
+ \begin{tikzpicture}
+ \filldraw[fill=black!20] (0,0) rectangle (7.5,1);
+ \draw (3.75,0.5) node {System Call Interface};
+ \filldraw[fill=black!35] (0,1) rectangle (7.5,4);
+ \draw (3.75,2.5) node {\huge{kernel}};
+ \filldraw[fill=black!20] (0,4) rectangle (2.5,5);
+ \draw (1.25,4.5) node {scheduler};
+ \filldraw[fill=black!20] (2.5,4) rectangle (5,5);
+ \draw (3.75,4.5) node {VM};
+ \filldraw[fill=black!20] (5,4) rectangle (7.5,5);
+ \draw (6.25,4.5) node {driver};
+
+ \draw (1.25,7) node(cpu) [ellipse,draw] {CPU};
+ \draw (3.75,7) node(mem) [ellipse,draw] {memoria};
+ \draw (6.25,7) node(disk) [ellipse,draw] {disco};
+
+ \draw[<->] (cpu) -- (1.25,5);
+ \draw[<->] (mem) -- (3.75,5);
+ \draw[<->] (disk) -- (6.25,5);
+
+ \draw (7.5,0) node [anchor=base west] {kernel space};
+ \draw (7.5,-1) node [anchor=west] {user space};
+
+ \draw (-1,-0.5) -- (8.5, -0.5);
+
+ \draw (0,-2) rectangle (7.5,-1);
+ \draw (3.75, -1.5) node {GNU C Library};
+ \draw[->] (1.25,-1) -- (1.25,0);
+ \draw[->] (3.75,-1) -- (3.75,0);
+ \draw[->] (6.25,-1) -- (6.25,0);
+
+ \draw (1.25,-3) node(proc1) [rectangle,draw] {processo};
+ \draw (3.75,-3) node(proc2) [rectangle,draw] {processo};
+ \draw (6.25,-3) node(proc3) [rectangle,draw] {processo};
+
+ \draw[->] (1.25,-2) -- (proc1);
+ \draw[->] (3.75,-2) -- (proc2);
+ \draw[->] (6.25,-2) -- (proc3);
+ \end{tikzpicture}
\caption{Schema di massima della struttura di interazione fra processi,
kernel e dispositivi in Linux.}
\label{fig:intro_sys_struct}
Questo è importante da capire perché programmare in Linux significa anzitutto
essere in grado di usare le varie interfacce contenute nella Libreria Standard
-del C, in quanto né il kernel, né il linguaggio C, implementano direttamente
+del C, in quanto né il kernel, né il linguaggio C implementano direttamente
operazioni comuni come l'allocazione dinamica della memoria, l'input/output
bufferizzato o la manipolazione delle stringhe, presenti in qualunque
programma.
dal progetto GNU. Le \textit{libc5} oggi sono, tranne casi particolari,
completamente soppiantate dalle \acr{glibc}, le \textit{uClib} pur non
essendo complete come le \acr{glibc}, restano invece molto diffuse nel mondo
- embedded per le loro di dimensioni ridotte (e soprattutto la possibilità di
- togliere le parti non necessearie), e pertanto costituiscono un valido
+ embedded per le loro dimensioni ridotte (e soprattutto la possibilità di
+ togliere le parti non necessarie), e pertanto costituiscono un valido
rimpiazzo delle \acr{glibc} in tutti quei sistemi specializzati che
richiedono una minima occupazione di memoria.} si dovrebbe usare il nome
GNU/Linux (piuttosto che soltanto Linux) in quanto una parte essenziale del
Ogni utente è identificato da un nome (l'\textit{username}), che è quello che
viene richiesto all'ingresso nel sistema dalla procedura di \textit{login}
-(descritta in dettaglio in \secref{sec:sess_login}). Questa procedura si
+(descritta in dettaglio in sez.~\ref{sec:sess_login}). Questa procedura si
incarica di verificare l'identità dell'utente, in genere attraverso la
richiesta di una parola d'ordine (la \textit{password}), anche se sono
-possibili meccanismi diversi.\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
+possibili meccanismi diversi.\footnote{ad esempio usando la libreria PAM
(\textit{Pluggable Autentication Methods}) è possibile astrarre
completamente dai meccanismi di autenticazione e sostituire ad esempio l'uso
delle password con meccanismi di identificazione biometrica.}
\textit{default group}), ma può essere associato ad altri gruppi (i
\textit{supplementary group}), questo permette di gestire i permessi di
accesso ai file e quindi anche alle periferiche, in maniera più flessibile,
-definendo gruppi di lavoro, di accesso a determinate risorse, etc.
-
-L'utente e il gruppo sono identificati da due numeri (la cui corrispondenza ad
-un nome espresso in caratteri è inserita nei due file \file{/etc/passwd} e
-\file{/etc/groups}). Questi numeri sono l'\textit{user identifier}, detto in
-breve \textsl{userid}, ed indicato dall'acronimo \acr{uid}, e il \textit{group
- identifier}, detto in breve \textsl{groupid}, ed identificato dall'acronimo
+definendo gruppi di lavoro, di accesso a determinate risorse, ecc.
+
+L'utente e il gruppo sono identificati da due numeri, la cui corrispondenza ad
+un nome espresso in caratteri è inserita nei due file \conffile{/etc/passwd} e
+\conffile{/etc/group}.\footnote{in realtà negli sistemi più moderni, come
+ vedremo in sez.~\ref{sec:sys_user_group} queste informazioni possono essere
+ mantenute, con l'uso del \itindex{Name~Service~Switch} \textit{Name Service
+ Switch}, su varie tipologie di supporti, compresi server centralizzati
+ come LDAP.} Questi numeri sono l'\textit{user identifier}, detto in breve
+\textsl{user-ID}, ed indicato dall'acronimo \acr{uid}, e il \textit{group
+ identifier}, detto in breve \textsl{group-ID}, ed identificato dall'acronimo
\acr{gid}, e sono quelli che vengono usati dal kernel per identificare
l'utente.
-In questo modo il sistema è in grado di tenere traccia per ogni processo
-dell'utente a cui appartiene ed impedire ad altri utenti di interferire con
-esso. Inoltre con questo sistema viene anche garantita una forma base di
-sicurezza interna in quanto anche l'accesso ai file (vedi
-\secref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
+In questo modo il sistema è in grado di tenere traccia dell'utente a cui
+appartiene ciascun processo ed impedire ad altri utenti di interferire con
+quest'ultimo. Inoltre con questo sistema viene anche garantita una forma base
+di sicurezza interna in quanto anche l'accesso ai file (vedi
+sez.~\ref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
identificazione.
Infine in ogni Unix è presente un utente speciale privilegiato, il cosiddetto
essere in grado di fare qualunque operazione; per l'utente \textit{root}
infatti i meccanismi di controllo descritti in precedenza sono
disattivati.\footnote{i controlli infatti vengono sempre eseguiti da un codice
- del tipo \code{if (uid) \{ ... \}}}
+ del tipo: ``\code{if (uid) \{ \textellipsis\ \}}''.}
\section{Gli standard}
nel tempo sono stati formalizzati da enti, associazioni, consorzi e
organizzazioni varie al riguardo del sistema o alle caratteristiche che si
sono stabilite come standard di fatto in quanto facenti parte di alcune
-implementazioni molto diffuse come BSD o SVr4.
+implementazioni molto diffuse come BSD o System V.
Ovviamente prenderemo in considerazione solo gli standard riguardanti
interfacce di programmazione e le altre caratteristiche di un sistema
\label{sec:intro_ansiC}
Lo standard ANSI C è stato definito nel 1989 dall'\textit{American National
- Standard Institute}, come standard del linguaggio C ed è stato
-successivamente adottato dalla \textit{International Standard Organisation}
-come standard internazionale con la sigla ISO/IEC 9899:1990, e va anche sotto
-il nome di standard ISO C.
+ Standard Institute} come prima standardizzazione del linguaggio C e per
+questo si fa riferimento ad esso anche come C89. L'anno successivo è stato
+adottato dalla ISO (\textit{International Standard Organisation}) come
+standard internazionale con la sigla ISO/IEC 9899:1990, e per questo è noto
+anche sotto il nome di standard ISO C, o ISO C90.
+
+Nel 1999 è stata pubblicata una revisione dello standard C89, che viene
+usualmente indicata come C99, anche questa è stata ratificata dalla ISO con la
+sigla ISO/IEC 9899:1990, per cui vi si fa riferimento anche come ISO C99.
Scopo dello standard è quello di garantire la portabilità dei programmi C fra
sistemi operativi diversi, ma oltre alla sintassi ed alla semantica del
funzioni occorre includere con la direttiva \code{\#include} questi file nei
propri programmi; per ciascuna funzione che tratteremo in seguito
indicheremo anche gli \textit{header file} necessari ad usarla.} (anch'essi
-provvisti dalla \acr{glibc}), In \tabref{tab:intro_posix_header} si sono
-riportati i principali \textit{header file} definiti nello standard POSIX,
-insieme a quelli definiti negli altri standard descritti nelle sezioni
-successive.
+provvisti dalla \acr{glibc}), In tab.~\ref{tab:intro_posix_header} si sono
+riportati i principali \textit{header file} definiti nello standard POSIX ed
+ANSI C, che sono anche quelli definiti negli altri standard descritti nelle
+sezioni successive.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
& ANSI C& POSIX& \\
\hline
\hline
- \file{assert.h}&$\bullet$&$\bullet$& Verifica le asserzioni fatte in un
- programma.\\
- \file{errno.h} &$\bullet$&$\bullet$& Errori di sistema.\\
- \file{fcntl.h} &$\bullet$&$\bullet$& Controllo sulle opzioni dei file.\\
- \file{limits.h}&$\bullet$&$\bullet$& Limiti e parametri del sistema.\\
- \file{} &$\bullet$&$\bullet$& .\\
- \file{} &$\bullet$&$\bullet$& .\\
- \file{} &$\bullet$&$\bullet$& .\\
- \file{} &$\bullet$&$\bullet$& .\\
- \file{} &$\bullet$&$\bullet$& .\\
- \file{stdio.h} &$\bullet$&$\bullet$& I/O bufferizzato in standard ANSI C.\\
- \file{stdlib.h}&$\bullet$&$\bullet$& definizioni della libreria standard.\\
+ \file{assert.h}&$\bullet$& & Verifica le asserzioni fatte in un
+ programma.\\
+ \file{ctype.h} &$\bullet$& & Tipi standard.\\
+ \file{dirent.h}& &$\bullet$& Manipolazione delle directory.\\
+ \file{errno.h} & &$\bullet$& Errori di sistema.\\
+ \file{fcntl.h} & &$\bullet$& Controllo sulle opzioni dei file.\\
+ \file{limits.h}& &$\bullet$& Limiti e parametri del sistema.\\
+ \file{malloc.h}&$\bullet$& & Allocazione della memoria.\\
+ \file{setjmp.h}&$\bullet$& & Salti non locali.\\
+ \file{signal.h}& &$\bullet$& Gestione dei segnali.\\
+ \file{stdarg.h}&$\bullet$& & Gestione di funzioni a argomenti
+ variabili.\\
+ \file{stdio.h} &$\bullet$& & I/O bufferizzato in standard ANSI C.\\
+ \file{stdlib.h}&$\bullet$& & Definizioni della libreria standard.\\
+ \file{string.h}&$\bullet$& & Manipolazione delle stringhe.\\
+ \file{time.h} & &$\bullet$& Gestione dei tempi.\\
+ \file{times.h} &$\bullet$& & Gestione dei tempi.\\
+ \file{unistd.h}& &$\bullet$& Unix standard library.\\
+ \file{utmp.h} & &$\bullet$& Registro connessioni utenti.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Elenco dei vari header file definiti dallo standard POSIX.}
\label{tab:intro_posix_header}
\end{table}
-
In realtà \acr{glibc} ed i relativi header file definiscono un insieme di
funzionalità in cui sono incluse come sottoinsieme anche quelle previste dallo
standard ANSI C. È possibile ottenere una conformità stretta allo standard
Uno dei problemi di portabilità del codice più comune è quello dei tipi di
dati utilizzati nei programmi, che spesso variano da sistema a sistema, o
-anche da una architettura ad un altra (ad esempio passando da macchine con
-processori 32 bit a 64).
-
-Storicamente alcuni tipi di dati definiti dallo standard ANSI C sono sempre
-stati associati ad alcune variabili nei sistemi Unix, ad esempio la posizione
-corrente all'interno di un file è sempre stato associato ad un intero a 32
-bit, mentre il numero di dispositivo è sempre stato associato ad un intero a
-16 bit. Tutto questo ovviamente costituisce un incubo per la portabilità tutte
-le volte che, con l'evolversi delle piattaforme hardware, alcuni di questi
-tipi si sono rivelati inadeguati, e se ne è dovuto cambiare la dimensione.
+anche da una architettura ad un'altra (ad esempio passando da macchine con
+processori 32 bit a 64). In particolare questo è vero nell'uso dei cosiddetti
+\index{tipo!elementare} \textit{tipi elementari}del linguaggio C (come
+\ctyp{int}) la cui dimensione varia a seconda dell'architettura hardware.
+
+Storicamente alcuni tipi nativi dello standard ANSI C sono sempre stati
+associati ad alcune variabili nei sistemi Unix, dando per scontata la
+dimensione. Ad esempio la posizione corrente all'interno di un file è sempre
+stata associata ad un intero a 32 bit, mentre il numero di dispositivo è
+sempre stato associato ad un intero a 16 bit. Storicamente questi erano
+definiti rispettivamente come \ctyp{int} e \ctyp{short}, ma tutte le volte
+che, con l'evolversi ed il mutare delle piattaforme hardware, alcuni di questi
+tipi si sono rivelati inadeguati o sono cambiati, ci si è trovati di fronte ad
+una infinita serie di problemi di portabilità.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
\centering
- \begin{tabular}[c]{|l|c|c|l|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|}
\hline
\textbf{Tipo} & \textbf{Contenuto} \\
\hline
\hline
- \type{caddr\_t} & core address.\\
- \type{clock\_t} & contatore del tempo di sistema.\\
- \type{dev\_t} & Numero di dispositivo.\\
+ \type{caddr\_t} & Core address.\\
+ \type{clock\_t} & Contatore del tempo di sistema.\\
+ \type{dev\_t} & Numero di dispositivo (vedi sez.~\ref{sec:file_mknod}).\\
\type{gid\_t} & Identificatore di un gruppo.\\
- \type{ino\_t} & Numero di \textit{inode}.\\
+ \type{ino\_t} & Numero di \index{inode} \textit{inode}.\\
\type{key\_t} & Chiave per il System V IPC.\\
\type{loff\_t} & Posizione corrente in un file.\\
\type{mode\_t} & Attributi di un file.\\
\type{pid\_t} & Identificatore di un processo.\\
\type{rlim\_t} & Limite sulle risorse.\\
\type{sigset\_t}& Insieme di segnali.\\
- \type{ssize\_t} & Dimensione di un oggetto.\\
- \type{ssize\_t} & Dimensione in numero byte ritornata dalle funzioni.\\
+ \type{size\_t} & Dimensione di un oggetto.\\
+ \type{ssize\_t} & Dimensione in numero di byte ritornata dalle funzioni.\\
\type{ptrdiff\_t}& Differenza fra due puntatori.\\
\type{time\_t} & Numero di secondi (in tempo di calendario).\\
\type{uid\_t} & Identificatore di un utente.\\
\end{table}
Per questo motivo tutte le funzioni di libreria di solito non fanno
-riferimento ai tipi standard del linguaggio C, ma ad una serie di \textsl{tipi
- primitivi}, riportati in \tabref{tab:intro_primitive_types}, caratteristici
-di ogni sistema, definiti nell'header file \file{sys/types.h}, che associano i
-tipi utilizzati dalle funzioni di sistema ai tipi elementari supportati dal
+riferimento ai tipi elementari dello standard del linguaggio C, ma ad una
+serie di \index{tipo!primitivo} \textsl{tipi primitivi} del sistema, riportati
+in tab.~\ref{tab:intro_primitive_types}, e definiti nell'header file
+\file{sys/types.h}, in modo da mantenere completamente indipendenti i tipi
+utilizzati dalle funzioni di sistema dai tipi elementari supportati dal
compilatore C.
+\subsection{Lo standard System V}
+\label{sec:intro_sysv}
-\subsection{Lo standard IEEE -- POSIX}
+Come noto Unix nasce nei laboratori della AT\&T, che ne registrò il nome come
+marchio depositato, sviluppandone una serie di versioni diverse; nel 1983 la
+versione supportata ufficialmente venne rilasciata al pubblico con il nome di
+Unix System V, e si fa rifermento a questa implementazione con la sigla SysV o
+SV.
+
+Negli anni successivi l'AT\&T proseguì lo sviluppo rilasciando varie versioni
+con aggiunte e integrazioni, ed in particolare la \textit{release 2} nel 1985,
+a cui si fa riferimento con SVr2 e la \textit{release 3} nel 1986 (denominata
+SVr3). Le interfacce di programmazione di queste due versioni vennero
+descritte formalmente in due documenti denominati \textit{System V Interface
+ Definition} (o SVID), pertanto nel 1995 venne rilasciata la specifica SVID 1
+e nel 1986 la specifica SVID 2.
+
+Nel 1989 un accordo fra vari venditori (AT\&T, Sun, HP, ed altri) portò ad una
+versione di System V che provvedeva un'unificazione delle interfacce
+comprendente anche Xenix e BSD, questa venne denominata \textit{release 4} o
+SVr4. Anche le relative interfacce vennero descritte in un documento dal
+titolo \textit{System V Interface Description}, venendo a costituire lo
+standard SVID 3, che viene considerato la specifica finale di System V, ed a
+cui spesso si fa riferimento semplicemente con SVID. Anche SVID costituisce un
+sovrainsieme delle interfacce definite dallo standard POSIX.
+
+Nel 1992 venne rilasciata una seconda versione del sistema, la SVr4.2; l'anno
+successivo la divisione della AT\&T (già a suo tempo rinominata in Unix System
+Laboratories) venne acquistata dalla Novell, che poi trasferì il marchio Unix
+al consorzio X/Open. L'ultima versione di System V fu la SVr4.2MP rilasciata
+nel Dicembre 93. Infine nel 1995 è stata rilasciata da SCO, che aveva
+acquisito alcuni diritti sul codice di System V, una ulteriore versione delle
+\textit{System V Interface Description}, che va sotto la denominazione di SVID
+4.
+
+Linux e le \acr{glibc} implementano le principali funzionalità richieste dalle
+specifiche SVID che non sono già incluse negli standard POSIX ed ANSI C, per
+compatibilità con lo Unix System V e con altri Unix (come SunOS) che le
+includono. Tuttavia le funzionalità più oscure e meno utilizzate (che non sono
+presenti neanche in System V) sono state tralasciate.
+
+Le funzionalità implementate sono principalmente il meccanismo di
+intercomunicazione fra i processi e la memoria condivisa (il cosiddetto System
+V IPC, che vedremo in sez.~\ref{sec:ipc_sysv}) le funzioni della famiglia
+\func{hsearch} e \func{drand48}, \func{fmtmsg} e svariate funzioni
+matematiche.
+
+
+\subsection{Lo ``\textsl{standard}'' BSD}
+\label{sec:intro_bsd}
+
+Lo sviluppo di BSD iniziò quando la fine della collaborazione fra l'Università
+di Berkeley e la AT\&T generò una delle prime e più importanti fratture del
+mondo Unix. L'università di Berkeley proseguì nello sviluppo della base di
+codice di cui disponeva, e che presentava parecchie migliorie rispetto alle
+versioni allora disponibili, fino ad arrivare al rilascio di una versione
+completa di Unix, chiamata appunto BSD, del tutto indipendente dal codice
+della AT\&T.
+
+Benché BSD non sia mai stato uno standard formalizzato, l'implementazione
+dello Unix dell'Università di Berkeley nella sua storia ha introdotto una
+serie di estensioni e interfacce di grandissima rilevanza, come i link
+simbolici, la funzione \code{select} ed i socket di rete. Per questo motivo si
+fa spesso riferimento esplicito alle interfacce presenti nelle varie versioni
+dello Unix di Berkeley con una apposita sigla.
+
+Nel 1983, con il rilascio della versione 4.2 di BSD, venne definita una
+implementazione delle funzioni di interfaccia a cui si fa riferimento con la
+sigla 4.2BSD. Per fare riferimento alle precedenti versioni si usano poi le
+sigle 3BSD e 4BSD (per le due versioni pubblicate nel 1980), e 4.1BSD per
+quella pubblicata nel 1981.
+
+Le varie estensioni ideate a Berkeley sono state via via aggiunte al sistema
+nelle varie versioni succedutesi negli anni, che vanno sotto il nome di
+4.3BSD, per la versione rilasciata nel 1986 e 4.4BSD, per la versione
+rilasciata nel 1993, che costituisce l'ultima release ufficiale
+dell'università di Berkeley. Si tenga presente che molte di queste interfacce
+sono presenti in derivati commerciali di BSD come SunOS. Il kernel Linux e le
+\acr{glibc} forniscono tutte queste estensioni che sono state in gran parte
+incorporate negli standard successivi.
+
+
+\subsection{Gli standard IEEE -- POSIX}
\label{sec:intro_posix}
-Uno standard più attinente al sistema nel suo complesso (e che concerne sia il
-kernel che le librerie) è lo standard POSIX. Esso prende origine dallo
-standard ANSI C, che contiene come sottoinsieme, prevedendo ulteriori capacità
-per le funzioni in esso definite, ed aggiungendone di nuove.
+Lo standard ufficiale creato da un organismo indipendente più attinente alle
+interfacce di un sistema unix-like nel suo complesso (e che concerne sia il
+kernel che le librerie che i comandi) è stato lo standard POSIX. Esso prende
+origine dallo standard ANSI C, che contiene come sottoinsieme, prevedendo
+ulteriori capacità per le funzioni in esso definite, ed aggiungendone di
+nuove.
In realtà POSIX è una famiglia di standard diversi, il cui nome, suggerito da
Richard Stallman, sta per \textit{Portable Operating System Interface}, ma la
X finale denuncia la sua stretta relazione con i sistemi Unix. Esso nasce dal
lavoro dell'IEEE (\textit{Institute of Electrical and Electronics Engeneers})
-che ne produsse una prima versione, nota come IEEE 1003.1-1988, mirante a
-standardizzare l'interfaccia con il sistema operativo.
+che ne produsse una prima versione, nota come \textsl{IEEE 1003.1-1988},
+mirante a standardizzare l'interfaccia con il sistema operativo.
Ma gli standard POSIX non si limitano alla standardizzazione delle funzioni di
libreria, e in seguito sono stati prodotti anche altri standard per la shell e
-i comandi di sistema (1003.2), per le estensioni realtime e per i thread
-(1003.1d e 1003.1c) e vari altri. In \tabref{tab:intro_posix_std} è riportata
+i comandi di sistema (1003.2), per le estensioni \textit{real-time} e per i
+\itindex{thread} \textit{thread} (rispettivamente 1003.1d e 1003.1c) per i
+socket (1003.1g) e vari altri. In tab.~\ref{tab:intro_posix_std} è riportata
una classificazione sommaria dei principali documenti prodotti, e di come sono
identificati fra IEEE ed ISO; si tenga conto inoltre che molto spesso si usa
-l'estensione IEEE anche come aggiunta al nome POSIX (ad esempio si può parlare
-di POSIX.4 come di POSIX.1b).
+l'estensione IEEE anche come aggiunta al nome POSIX; ad esempio è più comune
+parlare di POSIX.4 come di POSIX.1b.
-Si tenga presente però che nuove specifiche e proposte di standardizzazione si
-aggiungono continuamente, mentre le versioni precedenti vengono riviste;
-talvolta poi i riferimenti cambiamo nome, per cui anche solo seguire le
+Si tenga presente inoltre che nuove specifiche e proposte di standardizzazione
+si aggiungono continuamente, mentre le versioni precedenti vengono riviste;
+talvolta poi i riferimenti cambiano nome, per cui anche solo seguire le
denominazioni usate diventa particolarmente faticoso; una pagina dove si
-possono recuperare varie (e di norma piuttosto intricate) informazioni è:
+possono recuperare varie (e di norma piuttosto intricate) informazioni è
\href{http://www.pasc.org/standing/sd11.html}
-{http://www.pasc.org/standing/sd11.html}.
-
+{\textsf{http://www.pasc.org/standing/sd11.html}}.
\begin{table}[htb]
\footnotesize
POSIX.2 & 1003.2 & 9945-2& Comandi \\
POSIX.3 & 2003 &TR13210& Metodi di test \\
POSIX.4 & 1003.1b & --- & Estensioni real-time \\
- POSIX.4a& 1003.1c & --- & Threads \\
+ POSIX.4a& 1003.1c & --- & \itindex{thread} Thread \\
POSIX.4b& 1003.1d &9945-1& Ulteriori estensioni real-time \\
POSIX.5 & 1003.5 & 14519& Interfaccia per il linguaggio ADA \\
POSIX.6 & 1003.2c,1e& 9945-2& Sicurezza \\
POSIX.8 & 1003.1f& 9945-1& Accesso ai file via rete \\
- POSIX.9 & 1003.9 & --- & Intercaccia per il Fortran-77 \\
- POSIX.12& 1003.1g& 9945-1& Sockets \\
+ POSIX.9 & 1003.9 & --- & Interfaccia per il Fortran-77 \\
+ POSIX.12& 1003.1g& 9945-1& Socket \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Elenco dei vari standard POSIX e relative denominazioni.}
\label{tab:intro_posix_std}
\end{table}
-Benché l'insieme degli standard POSIX siano basati sui sistemi Unix essi
+Benché l'insieme degli standard POSIX siano basati sui sistemi Unix, essi
definiscono comunque un'interfaccia di programmazione generica e non fanno
riferimento ad una implementazione specifica (ad esempio esiste
-un'implementazione di POSIX.1 anche sotto Windows NT). Lo standard principale
-resta comunque POSIX.1, che continua ad evolversi; la versione più nota, cui
-gran parte delle implementazioni fanno riferimento, e che costituisce una base
-per molti altri tentativi di standardizzazione, è stata rilasciata anche come
-standard internazionale con la sigla ISO/IEC 9945-1:1996.
+un'implementazione di POSIX.1 anche sotto Windows NT).
Linux e le \acr{glibc} implementano tutte le funzioni definite nello standard
POSIX.1, queste ultime forniscono in più alcune ulteriori capacità (per
Nelle versioni più recenti del kernel e delle librerie sono inoltre supportate
ulteriori funzionalità aggiunte dallo standard POSIX.1c per quanto riguarda i
-\textit{thread} (vedi \capref{cha:threads}), e dallo standard POSIX.1b per
-quanto riguarda i segnali e lo scheduling real-time
-(\secref{sec:sig_real_time} e \secref{sec:proc_real_time}), la misura del
-tempo, i meccanismi di intercomunicazione (\secref{sec:ipc_posix}) e l'I/O
-asincrono (\secref{sec:file_asyncronous_io}).
-
-
-
-\subsection{Lo standard X/Open -- XPG3}
+\itindex{thread} \textit{thread} (vedi cap.~\ref{cha:threads}), e dallo
+standard POSIX.1b per quanto riguarda i segnali e lo \itindex{scheduler}
+scheduling real-time (sez.~\ref{sec:sig_real_time} e
+sez.~\ref{sec:proc_real_time}), la misura del tempo, i meccanismi di
+intercomunicazione (sez.~\ref{sec:ipc_posix}) e l'I/O asincrono
+(sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}).
+
+Lo standard principale resta comunque POSIX.1, che continua ad evolversi; la
+versione più nota, cui gran parte delle implementazioni fanno riferimento, e
+che costituisce una base per molti altri tentativi di standardizzazione, è
+stata rilasciata anche come standard internazionale con la sigla
+\textsl{ISO/IEC 9945-1:1996} ed include i precedenti POSIX.1b e POSIX.1c. In
+genere si fa riferimento ad essa come POSIX.1-1996.
+
+Nel 2001 è stata poi eseguita una sintesi degli standard POSIX.1, POSIX.2 e
+SUSv3 (vedi sez.~\ref{sec:intro_xopen}) in un unico documento, redatto sotto
+gli auspici del cosiddetto gruppo Austin che va sotto il nome di POSIX.1-2001.
+Questo standard definisce due livelli di conformità, quello POSIX, in cui sono
+presenti solo le interfacce di base, e quello XSI che richiede la presenza di
+una serie di estensioni opzionali per lo standard POSIX, riprese da SUSv3.
+Inoltre lo standard è stato allineato allo standard C99, e segue lo stesso
+nella definizione delle interfacce.
+
+A questo standard sono stati aggiunti due documenti di correzione e
+perfezionamento denominati \textit{Technical Corrigenda}, il TC1 del 2003 ed
+il TC2 del 2004, e talvolta si fa riferimento agli stessi con le sigle
+POSIX.1-2003 e POSIX.1-2004.
+
+Infine è in corso una ulteriore revisione degli standard POSIX e SUS, che
+dovrebbe essere completata entro l'anno 2008 e che andrà presumibilmente
+sotto il nome di POSIX.1-2008. È prevista l'incorporazione di molte interfacce
+opzionali dentro le specifiche di base, oltre che le solite precisazioni ed
+aggiornamenti. Anche in questo caso è prevista la suddivisione in una
+conformità di base, e delle interfacce aggiuntive.
+
+% vedi anche man standards
+
+\subsection{Gli standard X/Open -- Opengroup -- Unix}
\label{sec:intro_xopen}
Il consorzio X/Open nacque nel 1984 come consorzio di venditori di sistemi
Unix per giungere ad un'armonizzazione delle varie implementazioni. Per far
questo iniziò a pubblicare una serie di documentazioni e specifiche sotto il
-nome di \textit{X/Open Portability Guide} (a cui di norma si fa riferimento
-con l'abbreviazione XPGn).
-
-Nel 1989 produsse una terza versione di questa guida particolarmente
-voluminosa (la \textit{X/Open Portability Guide, Issue 3}), contenente
-un'ulteriore standardizzazione dell'interfaccia di sistema di Unix, che venne
-presa come riferimento da vari produttori.
-
-Questo standard, detto anche XPG3 dal nome della suddetta guida, è sempre
-basato sullo standard POSIX.1, ma prevede una serie di funzionalità aggiuntive
-fra cui le specifiche delle API (\textit{Application Programmable Interface})
-per l'interfaccia grafica (X11).
+nome di \textit{X/Open Portability Guide} a cui di norma si fa riferimento con
+l'abbreviazione XPG$n$, con $n$ che indica la versione.
+
+Nel 1989 il consorzio produsse una terza versione di questa guida
+particolarmente voluminosa (la \textit{X/Open Portability Guide, Issue 3}),
+contenente una dettagliata standardizzazione dell'interfaccia di sistema di
+Unix, che venne presa come riferimento da vari produttori. Questo standard,
+detto anche XPG3 dal nome della suddetta guida, è sempre basato sullo standard
+POSIX.1, ma prevede una serie di funzionalità aggiuntive fra cui le specifiche
+delle API\footnote{le \textit{Application Programmable Interface}, in sostanze
+ le interfacce di programmazione.} per l'interfaccia grafica (X11).
Nel 1992 lo standard venne rivisto con una nuova versione della guida, la
-Issue 4 (da cui la sigla XPG4) che aggiungeva l'interfaccia XTI (\textit{X
+Issue 4, da cui la sigla XPG4, che aggiungeva l'interfaccia XTI (\textit{X
Transport Interface}) mirante a soppiantare (senza molto successo)
l'interfaccia dei socket derivata da BSD. Una seconda versione della guida fu
-rilasciata nel 1994, questa è nota con il nome di Spec 1170 (dal numero delle
-interfacce, header e comandi definiti).
+rilasciata nel 1994; questa è nota con il nome di Spec 1170 (dal numero delle
+interfacce, header e comandi definiti) ma si fa riferimento ad essa anche come
+XPG4v2.
Nel 1993 il marchio Unix passò di proprietà dalla Novell (che a sua volta lo
aveva comprato dalla AT\&T) al consorzio X/Open che iniziò a pubblicare le sue
-specifiche sotto il nome di \textit{Single UNIX Specification}, l'ultima
+specifiche sotto il nome di \textit{Single UNIX Specification} o SUS, l'ultima
versione di Spec 1170 diventò così la prima versione delle \textit{Single UNIX
- Specification}, SUSv1, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
-
-
-\subsection{Gli standard Unix -- Open Group}
-\label{sec:intro_opengroup}
+ Specification}, detta SUS o SUSv1, ma più comunemente nota anche come
+\textit{Unix 95}.
Nel 1996 la fusione del consorzio X/Open con la Open Software Foundation (nata
da un gruppo di aziende concorrenti rispetto ai fondatori di X/Open) portò
-alla costituzione dell'Open Group, un consorzio internazionale che raccoglie
-produttori, utenti industriali, entità accademiche e governative.
-
+alla costituzione dell'\textit{Open Group}, un consorzio internazionale che
+raccoglie produttori, utenti industriali, entità accademiche e governative.
Attualmente il consorzio è detentore del marchio depositato Unix, e prosegue
il lavoro di standardizzazione delle varie implementazioni, rilasciando
periodicamente nuove specifiche e strumenti per la verifica della conformità
alle stesse.
Nel 1997 fu annunciata la seconda versione delle \textit{Single UNIX
- Specification}, nota con la sigla SUSv2, in queste versione le interfacce
-specificate salgono a 1434 (e 3030 se si considerano le stazioni di lavoro
-grafiche, per le quali sono inserite pure le interfacce usate da CDE che
-richiede sia X11 che Motif). La conformità a questa versione permette l'uso
-del nome \textit{Unix 98}, usato spesso anche per riferirsi allo standard.
-
-
-\subsection{Lo ``standard'' BSD}
-\label{sec:intro_bsd}
-
-Lo sviluppo di BSD iniziò quando la fine della collaborazione fra l'Università
-di Berkley e la AT\&T generò una delle prime e più importanti fratture del
-mondo Unix. L'Università di Berkley proseguì nello sviluppo della base di
-codice di cui disponeva, e che presentava parecchie migliorie rispetto alle
-allora versioni disponibili, fino ad arrivare al rilascio di una versione
-completa di Unix, chiamata appunto BSD, del tutto indipendente dal codice
-della AT\&T.
-
-Benché BSD non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di Unix
-dell'Università di Berkley, ha provveduto nel tempo una serie di estensioni e
-API di grande rilievo, come il link simbolici, la funzione \code{select}, i
-socket.
-
-Queste estensioni sono state via via aggiunte al sistema nelle varie versioni
-del sistema (BSD 4.2, BSD 4.3 e BSD 4.4) come pure in alcuni derivati
-commerciali come SunOS. Il kernel e le \acr{glibc} provvedono tutte queste
-estensioni che sono state in gran parte incorporate negli standard successivi.
-
-
-\subsection{Lo standard System V}
-\label{sec:intro_sysv}
-
-Come noto Unix nasce nei laboratori della AT\&T, che ne registrò il nome come
-marchio depositato, sviluppandone una serie di versioni diverse; nel 1983 la
-versione supportata ufficialmente venne rilasciata al pubblico con il nome di
-Unix System V. Negli anni successivi l'AT\&T proseguì lo sviluppo rilasciando
-varie versioni con aggiunte e integrazioni; nel 1989 un accordo fra vari
-venditori (AT\&T, Sun, HP, e altro) portò ad una versione che provvedeva
-un'unificazione delle interfacce comprendente Xenix e BSD, la System V release
-4.
-
-L'interfaccia di questa ultima release è descritta in un documento dal titolo
-\textit{System V Interface Description}, o SVID; spesso però si fa riferimento
-a questo standard con il nome della sua implementazione, usando la sigla SVr4.
-
-Anche questo costituisce un sovrainsieme delle interfacce definite dallo
-standard POSIX. Nel 1992 venne rilasciata una seconda versione del sistema:
-la SVr4.2. L'anno successivo la divisione della AT\&T (già a suo tempo
-rinominata in Unix System Laboratories) venne acquistata dalla Novell, che poi
-trasferì il marchio Unix al consorzio X/Open; l'ultima versione di System V fu
-la SVr4.2MP rilasciata nel Dicembre 93.
-
-Linux e le \acr{glibc} implementano le principali funzionalità richieste da
-SVID che non sono già incluse negli standard POSIX ed ANSI C, per
-compatibilità con lo Unix System V e con altri Unix (come SunOS) che le
-includono. Tuttavia le funzionalità più oscure e meno utilizzate (che non sono
-presenti neanche in System V) sono state tralasciate.
-
-Le funzionalità implementate sono principalmente il meccanismo di
-intercomunicazione fra i processi e la memoria condivisa (il cosiddetto System
-V IPC, che vedremo in \secref{sec:ipc_sysv}) le funzioni della famiglia
-\func{hsearch} e \func{drand48}, \func{fmtmsg} e svariate funzioni
-matematiche.
-
-
-\subsection{Il comportamento standard del \cmd{gcc} e delle \acr{glibc}}
+ Specification}, nota con la sigla SUSv2, in questa versione le interfacce
+specificate salgono a 1434, e addirittura a 3030 se si considerano le stazioni
+di lavoro grafiche, per le quali sono inserite pure le interfacce usate da CDE
+che richiede sia X11 che Motif. La conformità a questa versione permette l'uso
+del nome \textit{Unix 98}, usato spesso anche per riferirsi allo standard. Un
+altro nome alternativo di queste specifiche, date le origini, è XPG5.
+
+Come accennato nel 2001, con il rilascio dello standard POSIX.1-2001, è stato
+effettuato uno sforzo di sintesi in cui sono state comprese, nella parte di
+interfacce estese, anche le interfacce definite nelle \textit{Single UNIX
+ Specification}, pertanto si può fare riferimento a detto standard, quando
+comprensivo del rispetto delle estensioni XSI, come SUSv3, e fregiarsi del
+marchio UNIX 03 se conformi ad esso.
+
+Infine con la prossima revisione dello standard POSIX.1 è previsto che, come
+avviene per il POSIX.1-2001, la conformità completa a tutte quelle che saranno
+le nuove estensioni XSI previste dall'aggiornamento andrà a definire la nuova
+versione delle \textit{Single UNIX Specification} che verranno chiamate SUSv4.
+
+
+\subsection{Il controllo di aderenza agli standard}
\label{sec:intro_gcc_glibc_std}
-In Linux, grazie alle \acr{glibc}, gli standard appena descritti sono
-ottenibili sia attraverso l'uso di opzioni del compilatore (il \cmd{gcc}) che
-definendo opportune costanti prima dell'inclusione dei file degli header.
-
-Se si vuole che i programmi seguano una stretta attinenza allo standard ANSI C
-si può usare l'opzione \cmd{-ansi} del compilatore, e non sarà riconosciuta
-nessuna funzione non riconosciuta dalle specifiche standard ISO per il C.
+In Linux, grazie alle \acr{glibc}, la conformità agli standard appena
+descritti può essere richiesta sia attraverso l'uso di opportune opzioni del
+compilatore (il \texttt{gcc}) che definendo delle specifiche costanti prima
+dell'inclusione dei file di dichiarazione (gli \textit{header file}) che
+definiscono le funzioni di libreria.
+
+Ad esempio se si vuole che i programmi seguano una stretta attinenza allo
+standard ANSI C si può usare l'opzione \texttt{-ansi} del compilatore, e non
+potrà essere utilizzata nessuna funzione non riconosciuta dalle specifiche
+standard ISO per il C. Il \texttt{gcc} possiede inoltre una specifica opzione
+per richiedere la conformità ad uno standard, nella forma \texttt{-std=nome},
+dove \texttt{nome} può essere \texttt{c89} per indicare lo standard ANSI C
+(vedi sez.~\ref{sec:intro_ansiC}) o \texttt{c99} per indicare la conformità
+allo standard C99.\footnote{che non è al momento completa, esistono anche le
+ possibilità di usare i valori \texttt{gnu89}, l'attuale default, che indica
+ l'uso delle estensioni GNU al C89, riprese poi dal C99, o \texttt{gnu89} che
+ indica il dialetto GNU del C99, che diventerà il default quando la
+ conformità a quest'ultimo sarà completa.}
+
+Per attivare le varie opzioni di controllo di aderenza agli standard è poi
+possibile definire delle macro di preprocessore che controllano le
+funzionalità che le \acr{glibc} possono mettere a disposizione:\footnote{le
+ macro sono definite nel file di dichiarazione \file{<features.h>}, ma non è
+ necessario includerlo nei propri programmi in quanto viene automaticamente
+ incluso da tutti gli altri file di dichiarazione che utilizzano le macro in
+ esso definite; si tenga conto inoltre che il file definisce anche delle
+ ulteriori macro interne, in genere con un doppio prefisso di \texttt{\_},
+ che non devono assolutamente mai essere usate direttamente. } questo può
+essere fatto attraverso l'opzione \texttt{-D} del compilatore, ma è buona
+norma farlo inserendo gli opportuni \code{\#define} prima della inclusione dei
+propri \textit{header file}.
+
+Le macro disponibili per controllare l'aderenza ai vari standard messe a
+disposizione delle \acr{glibc}, che rendono disponibili soltanto le funzioni
+in esse definite, sono illustrate nel seguente elenco:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
+\item[\macro{\_\_STRICT\_ANSI\_\_}] richiede l'aderenza stretta allo standard
+ C ISO; viene automaticamente predefinita qualora si invochi il \texttt{gcc}
+ con le opzione \texttt{-ansi} o \texttt{-std=c99}.
-Per attivare le varie opzioni è possibile definire le macro di preprocessore,
-che controllano le funzionalità che le \acr{glibc} possono mettere a
-disposizione: questo può essere fatto attraverso l'opzione \cmd{-D} del
-compilatore, ma è buona norma inserire gli opportuni \code{\#define} nei
-propri header file.
+\item[\macro{\_POSIX\_SOURCE}] definendo questa macro (considerata obsoleta)
+ si rendono disponibili tutte le funzionalità dello standard POSIX.1 (la
+ versione IEEE Standard 1003.1) insieme a tutte le funzionalità dello
+ standard ISO C. Se viene anche definita con un intero positivo la macro
+ \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} lo stato di questa non viene preso in
+ considerazione.
-Le macro disponibili per i vari standard sono le seguenti:
-\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
-\item[\macro{\_POSIX\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
- tutte le funzionalità dello standard POSIX.1 (la versione IEEE Standard
- 1003.1) insieme a tutte le funzionalità dello standard ISO C. Se viene anche
- definita con un intero positivo la macro \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} lo stato
- di questa non viene preso in considerazione.
\item[\macro{\_POSIX\_C\_SOURCE}] definendo questa macro ad un valore intero
positivo si controlla quale livello delle funzionalità specificate da POSIX
viene messa a disposizione; più alto è il valore maggiori sono le
- funzionalità. Se è uguale a '1' vengono attivate le funzionalità specificate
- nella edizione del 1990 (IEEE Standard 1003.1-1990), valori maggiori o
- uguali a '2' attivano le funzionalità POSIX.2 specificate nell'edizione del
- 1992 (IEEE Standard 1003.2-1992). Un valore maggiore o uguale a `199309L'
- attiva le funzionalità POSIX.1b specificate nell'edizione del 1993 (IEEE
- Standard 1003.1b-1993). Un valore maggiore o uguale a `199506L' attiva le
- funzionalità POSIX.1 specificate nell'edizione del 1996 (ISO/IEC 9945-1:
- 1996). Valori superiori abiliteranno ulteriori estensioni.
-\item[\macro{\_BSD\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+ funzionalità:
+ \begin{itemize}
+ \item un valore uguale a ``\texttt{1}'' rende disponibili le funzionalità
+ specificate nella edizione del 1990 (IEEE Standard 1003.1-1990);
+ \item valori maggiori o uguali a ``\texttt{2}'' rendono disponibili le
+ funzionalità previste dallo standard POSIX.2 specificate nell'edizione del
+ 1992 (IEEE Standard 1003.2-1992),
+ \item un valore maggiore o uguale a ``\texttt{199309L}'' rende disponibili
+ le funzionalità previste dallo standard POSIX.1b specificate nell'edizione
+ del 1993 (IEEE Standard 1003.1b-1993);
+ \item un valore maggiore o uguale a ``\texttt{199506L}'' rende disponibili
+ le funzionalità previste dallo standard POSIX.1 specificate nell'edizione
+ del 1996 (\textit{ISO/IEC 9945-1:1996}), ed in particolare le definizioni
+ dello standard POSIX.1c per i \itindex{thread} \textit{thread};
+ \item a partire dalla versione 2.3.3 delle \acr{glibc} un valore maggiore o
+ uguale a ``\texttt{200112L}'' rende disponibili le funzionalità di base
+ previste dallo standard POSIX.1-2001, escludendo le estensioni XSI;
+ \item in futuro valori superiori potranno abilitare ulteriori estensioni.
+ \end{itemize}
+
+\item[\macro{\_BSD\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili le
funzionalità derivate da BSD4.3, insieme a quelle previste dagli standard
- ISO C, POSIX.1 e POSIX.2. Alcune delle funzionalità previste da BSD sono
+ ISO C, POSIX.1 e POSIX.2; alcune delle funzionalità previste da BSD sono
però in conflitto con le corrispondenti definite nello standard POSIX.1, in
- questo caso le definizioni previste da BSD4.3 hanno la precedenza rispetto a
- POSIX. A causa della natura dei conflitti con POSIX per ottenere una piena
- compatibilità con BSD4.3 è necessario anche usare una libreria di
+ questo caso se la macro è definita le definizioni previste da BSD4.3 avranno
+ la precedenza rispetto a POSIX.
+
+ A causa della natura dei conflitti con POSIX per ottenere una piena
+ compatibilità con BSD4.3 può essere necessario anche usare una libreria di
compatibilità, dato che alcune funzioni sono definite in modo diverso. In
- questo caso occorre pertanto anche usare l'opzione \cmd{-lbsd-compat} con il
+ questo caso occorrerà anche usare l'opzione \cmd{-lbsd-compat} con il
compilatore per indicargli di utilizzare le versioni nella libreria di
compatibilità prima di quelle normali.
-\item[\macro{\_SVID\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
+
+ Si tenga inoltre presente che la preferenza verso le versioni delle funzioni
+ usate da BSD viene mantenuta soltanto se nessuna delle ulteriori macro di
+ specificazione di standard successivi (vale a dire una fra
+ \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE}, \macro{\_POSIX\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
+ \macro{\_XOPEN\_SOURCE}, \macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED} o
+ \macro{\_GNU\_SOURCE}) è stata a sua volta attivata, nel qual caso queste
+ hanno la precedenza. Se però si definisce \macro{\_BSD\_SOURCE} dopo aver
+ definito una di queste macro, l'effetto sarà quello di dare la precedenza
+ alle funzioni in forma BSD.
+
+\item[\macro{\_SVID\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili le
funzionalità derivate da SVID. Esse comprendono anche quelle definite negli
- standard ISO C, POSIX.1, POSIX.2, and X/Open.
-\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
- funzionalità descritte nella \textit{X/Open Portability Guide}. Anche queste
- sono un soprainsieme di quelle definite in POSIX.1 e POSIX.2 ed in effetti
- sia \macro{\_POSIX\_SOURCE} che \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} vengono
- automaticamente definite. Sono incluse anche ulteriori funzionalità
- disponibili in BSD e SVID. Se il valore della macro è posto a 500 questo
- include anche le nuove definizioni introdotte con la \textit{Single UNIX
- Specification, version 2}, cioè Unix98.
-\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}] definendo questa macro si attivano le
- ulteriori funzionalità necessarie ad essere conformi al rilascio del marchio
- \textit{X/Open Unix}.
-\item[\macro{\_ISOC99\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
- funzionalità previste per la revisione delle librerie standard del C
- denominato ISO C99. Dato che lo standard non è ancora adottato in maniera
- ampia queste non sono abilitate automaticamente, ma le \acr{glibc} hanno già
- un'implementazione completa che può essere attivata definendo questa macro.
-\item[\macro{\_LARGEFILE\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano le
- funzionalità per il supporto dei file di grandi dimensioni (il \textit{Large
- File Support} o LFS) con indici e dimensioni a 64 bit.
-\item[\macro{\_GNU\_SOURCE}] definendo questa macro si attivano tutte le
- funzionalità disponibili: ISO C89, ISO C99, POSIX.1, POSIX.2, BSD, SVID,
- X/Open, LFS più le estensioni specifiche GNU. Nel caso in cui BSD e POSIX
- confliggano viene data la precedenza a POSIX.
+ standard ISO C, POSIX.1, POSIX.2, e X/Open (XPG$n$) illustrati in
+ precedenza.
+
+\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
+ le funzionalità descritte nella \textit{X/Open Portability Guide}. Anche
+ queste sono un sovrainsieme di quelle definite negli standard POSIX.1 e
+ POSIX.2 ed in effetti sia \macro{\_POSIX\_SOURCE} che
+ \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} vengono automaticamente definite. Sono incluse
+ anche ulteriori funzionalità disponibili in BSD e SVID, più una serie di
+ estensioni a secondo dei seguenti valori:
+ \begin{itemize}
+ \item la definizione della macro ad un valore qualunque attiva le
+ funzionalità specificate negli standard POSIX.1, POSIX.2 e XPG4;
+ \item un valore di ``\texttt{500}'' o superiore rende disponibili anche le
+ funzionalità introdotte con SUSv2, vale a dire la conformità ad Unix98;
+ \item a partire dalla versione 2.2 delle \acr{glibc} un valore uguale a
+ ``\texttt{600}'' o superiore rende disponibili anche le funzionalità
+ introdotte con SUSv3, corrispondenti allo standard POSIX.1-2001 più le
+ estensioni XSI.
+ \end{itemize}
+
+\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}] definendo questa macro si rendono
+ disponibili le ulteriori funzionalità necessarie ad essere conformi al
+ rilascio del marchio \textit{X/Open Unix} corrispondenti allo standard
+ Unix95, vale a dire quelle specificate da SUSv1/XPG4v2. Questa macro viene
+ definita implicitamente tutte le volte che si imposta
+ \macro{\_XOPEN\_SOURCE} ad un valore maggiore o uguale a 500.
+
+\item[\macro{\_ISOC99\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
+ le funzionalità previste per la revisione delle librerie standard del C
+ introdotte con lo standard ISO C99. La macro è definita a partire dalla
+ versione 2.1.3 delle \acr{glibc}.
+
+ Le precedenti versioni della serie 2.1.x riconoscevano le stesse estensioni
+ con la macro \macro{\_ISOC9X\_SOURCE}, dato che lo standard non era stato
+ finalizzato, ma le \acr{glibc} avevano già un'implementazione completa che
+ poteva essere attivata definendo questa macro. Benché questa sia obsoleta
+ viene tuttora riconosciuta come equivalente di \macro{\_ISOC99\_SOURCE} per
+ compatibilità.
+
+\item[\macro{\_GNU\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
+ tutte le funzionalità disponibili nei vari standard oltre a varie estensioni
+ specifiche presenti solo nelle \acr{glibc} ed in Linux. Gli standard coperti
+ sono: ISO C89, ISO C99, POSIX.1, POSIX.2, BSD, SVID, X/Open, SUS.
+
+ L'uso di \macro{\_GNU\_SOURCE} è equivalente alla definizione contemporanea
+ delle macro: \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
+ \macro{\_POSIX\_SOURCE}, \macro{\_ISOC99\_SOURCE}, inoltre
+ \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} con valore ``\texttt{200112L}'' (o
+ ``\texttt{199506L}'' per le versioni delle \acr{glibc} precedenti la 2.5),
+ \macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED} e \macro{\_XOPEN\_SOURCE} con valore 600
+ (o 500 per le versioni delle \acr{glibc} precedenti la 2.2); oltre a queste
+ vengono pure attivate le ulteriori due macro \macro{\_ATFILE\_SOURCE} e
+ \macro{\_LARGEFILE64\_SOURCE} che definiscono funzioni previste
+ esclusivamente dalle \acr{glibc}.
+
\end{basedescript}
-In particolare è da sottolineare che le \acr{glibc} supportano alcune
-estensioni specifiche GNU, che non sono comprese in nessuno degli
-standard citati. Per poterle utilizzare esse devono essere attivate
-esplicitamente definendo la macro \macro{\_GNU\_SOURCE} prima di
-includere i vari header file.
+Benché Linux supporti in maniera estensiva gli standard più diffusi, esistono
+comunque delle estensioni e funzionalità specifiche, non presenti in altri
+standard e lo stesso vale per le \acr{glibc} stesse, che definiscono anche
+delle ulteriori funzioni di libreria. Ovviamente l'uso di queste funzionalità
+deve essere evitato se si ha a cuore la portabilità, ma qualora questo non sia
+un requisito esse possono rivelarsi molto utili.
+Come per l'aderenza ai vari standard, le funzionalità aggiuntive possono
+essere rese esplicitamente disponibili tramite la definizione di opportune
+macro di preprocessore, alcune di queste vengono attivate con la definizione
+di \macro{\_GNU\_SOURCE}, mentre altre devono essere attivate esplicitamente,
+inoltre alcune estensioni possono essere attivate indipendentemente tramite
+una opportuna macro; queste estensioni sono illustrate nel seguente elenco:
-\subsection{Gli standard di GNU/Linux}
-\label{sec:intro_linux_std}
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{3cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
-Da fare (o cassare, a seconda del tempo e della voglia).
+\item[\macro{\_LARGEFILE\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono
+ disponibili alcune funzioni che consentono di superare una inconsistenza
+ presente negli standard con i file di grandi dimensioni, ed in particolare
+ definire le due funzioni \func{fseeko} e \func{ftello} che al contrario
+ delle corrispettive \func{fseek} e \func{ftell} usano il tipo di dato
+ specifico \ctyp{off\_t} (vedi sez.~\ref{sec:file_fseek}).
+
+\item[\macro{\_LARGEFILE64\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono
+ disponibili le funzioni di una interfaccia alternativa al supporto di valori
+ a 64 bit nelle funzioni di gestione dei file (non supportati in certi
+ sistemi), caratterizzate dal suffisso \texttt{64} aggiunto ai vari nomi di
+ tipi di dato e funzioni (come \ctyp{off64\_t} al posto di \ctyp{off\_t} o
+ \func{lseek64} al posto di \func{lseek}).
+
+ Le funzioni di questa interfaccia alternativa sono state proposte come una
+ estensione ad uso di transizione per le \textit{Single UNIX Specification},
+ per consentire la gestione di file di grandi dimensioni anche nei sistemi a
+ 32 bit, in cui la dimensione massima, espressa con un intero, non poteva
+ superare i 2 gigabyte. Nei nuovi programmi queste funzioni devono essere
+ evitate, a favore dell'uso macro \macro{\_FILE\_OFFSET\_BITS}, che definita
+ al valore di \texttt{64} consente di usare in maniera trasparente le
+ funzioni dell'interfaccia classica.
+
+\item[\macro{\_FILE\_OFFSET\_BITS}] la definizione di questa macro al valore
+ di \texttt{64} consente di attivare la conversione automatica di tutti i
+ riferimenti a dati e funzioni a 32 bit nelle funzioni di interfaccia ai file
+ con le equivalenti a 64 bit, senza dover utilizzare esplicitamente
+ l'interfaccia alternativa appena illustrata. In questo modo diventa
+ possibile usare le ordinarie funzioni per effettuare operazioni a 64 bit sui
+ file anche su sistemi a 32 bit.\footnote{basterà ricompilare il programma
+ dopo averla definita, e saranno usate in modo trasparente le funzioni a 64
+ bit.}
+
+ Se la macro non è definita o è definita con valore \texttt{32} questo
+ comportamento viene disabilitato, e sui sistemi a 32 bit verranno usate le
+ ordinarie funzioni a 32 bit, non avendo più il supporto per file di grandi
+ dimensioni. Su sistemi a 64 bit invece, dove il problema non sussiste, la
+ macro non ha nessun effetto.
+
+\item[\macro{\_ATFILE\_SOURCE}] definendo questa macro si rendono disponibili
+ le estensioni delle funzioni di creazione di file e directory che risolvono
+ i problemi di sicurezza insiti nell'uso di pathname relativi con programmi
+ \itindex{thread} \textit{multi-thread} illustrate in
+ sez.~\ref{sec:file_openat}.
+
+\item[\macro{\_REENTRANT}] definendo questa macro, o la equivalente
+ \macro{\_THREAD\_SAFE} (fornita per compatibilità) si rendono disponibili le
+ versioni \index{funzioni!rientranti} rientranti (vedi
+ sez.~\ref{sec:proc_reentrant}) di alcune funzioni, necessarie quando si
+ usano i \itindex{thread} \textit{thread}. Alcune di queste funzioni sono
+ anche previste nello standard POSIX.1c, ma ve ne sono altre che sono
+ disponibili soltanto su alcuni sistemi, o specifiche del \acr{glibc}, e
+ possono essere utilizzate una volta definita la macro.
+
+\item[\macro{\_FORTIFY\_SOURCE}] definendo questa macro viene abilitata
+ l'inserimento di alcuni controlli per alcune funzioni di allocazione e
+ manipolazione di memoria e stringhe che consentono di rilevare
+ automaticamente alcuni errori di \textit{buffer overflow} nell'uso delle
+ stesse. La funzionalità è stata introdotta a partire dalla versione 2.3.4
+ delle \acr{glibc} e richiede anche il supporto da parte del compilatore, che
+ è disponibile solo a partire dalla versione 4.0 del \texttt{gcc}.
+
+ Le funzioni di libreria che vengono messe sotto controllo quando questa
+ funzionalità viene attivata sono, al momento della stesura di queste note,
+ le seguenti: \func{memcpy}, \func{mempcpy}, \func{memmove}, \func{memset},
+ \func{stpcpy}, \func{strcpy}, \func{strncpy}, \func{strcat}, \func{strncat},
+ \func{sprintf}, \func{snprintf}, \func{vsprintf}, \func{vsnprintf}, e
+ \func{gets}.
+
+ La macro prevede due valori, con \texttt{1} vengono eseguiti dei controlli
+ di base che non cambiano il comportamento dei programmi se si richiede una
+ ottimizzazione di livello uno o superiore,\footnote{vale a dire se si usa
+ l'opzione \texttt{-O1} o superiore del \texttt{gcc}.} mentre con il
+ valore \texttt{2} vengono aggiunti maggiori controlli.
+\end{basedescript}
+Se non è stata specificata esplicitamente nessuna di queste macro il default
+assunto è che siano definite \macro{\_BSD\_SOURCE}, \macro{\_SVID\_SOURCE},
+\macro{\_POSIX\_SOURCE}, e \macro{\_POSIX\_C\_SOURCE} con valore
+``\texttt{200112L}'' (o ``\texttt{199506L}'' per le versioni delle \acr{glibc}
+precedenti la 2.4). Si ricordi infine che perché queste macro abbiano effetto
+devono essere sempre definite prima dell'inclusione dei file di dichiarazione.
+
+
+% vedi anche man feature_test_macros
+
+% LocalWords: like kernel multitasking scheduler preemptive sez swap is cap VM
+% LocalWords: everything bootstrap init shell Windows Foundation system call
+% LocalWords: fig libc uClib glibc embedded Library POSIX username PAM Methods
+% LocalWords: Pluggable Autentication group supplementary Name Service Switch
+% LocalWords: LDAP identifier uid gid superuser root if BSD SVr dall' American
+% LocalWords: National Institute International Organisation IEC header tab gcc
+% LocalWords: assert ctype dirent errno fcntl limits malloc setjmp signal utmp
+% LocalWords: stdarg stdio stdlib string times unistd library int short caddr
+% LocalWords: address clock dev ino inode key IPC loff nlink off pid rlim size
+% LocalWords: sigset ssize ptrdiff sys nell'header IEEE Richard Portable of TR
+% LocalWords: Operating Interface dell'IEEE Electrical and Electronics thread
+% LocalWords: Engeneers Socket NT matching regular expression scheduling l'I
+% LocalWords: XPG Portability Issue Application Programmable XTI Transport AT
+% LocalWords: socket Spec Novell Specification SUSv CDE Motif Berkley select
+% LocalWords: SunOS l'AT Sun HP Xenix Description SVID Laboratories MP hsearch
+% LocalWords: drand fmtmsg define SOURCE lbsd compat XOPEN version ISOC Large
+% LocalWords: LARGEFILE Support LFS dell' black rectangle node fill cpu draw
+% LocalWords: ellipse mem anchor west proc SysV SV Definition SCO Austin XSI
+% LocalWords: Technical TC SUS Opengroup features STRICT std ATFILE fseeko
+% LocalWords: ftello fseek ftell lseek FORTIFY REENTRANT SAFE overflow memcpy
+% LocalWords: mempcpy memmove memset stpcpy strcpy strncpy strcat strncat gets
+% LocalWords: sprintf snprintf vsprintf vsnprintf
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
projects / gapil.git / blobdiff