\label{cha:intro_unix}
In questo primo capitolo sarà fatta un'introduzione ai concetti generali su
-cui è basato un sistema di tipo unix come GNU/Linux, in questo modo potremo
+cui è basato un sistema di tipo Unix come GNU/Linux, in questo modo potremo
fornire una base di comprensione mirata a sottolineare le peculiarità del
sistema che sono più rilevanti per quello che riguarda la programmazione.
-Dopo una introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
-unix passeremo ad illustrare alcuni dei concetti base dell'architettura di
+Dopo un'introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
+Unix passeremo ad illustrare alcuni dei concetti base dell'architettura di
GNU/Linux (che sono comunque comuni a tutti i sistemi \textit{unix-like}) ed
introdurremo alcuni degli standard principali a cui viene fatto riferimento.
tramite programmi eseguiti dal kernel e che accedano alle risorse hardware
tramite delle richieste a quest'ultimo.
-Fin dall'inizio uno unix si presenta come un sistema operativo
+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
%computer (e quindi per un uso personale), sui quali l'hardware (allora
%limitato) non consentiva la realizzazione di un sistema evoluto come uno unix.
-Gli unix più recenti, come Linux, sono realizzati sfruttando alcune
+Gli Unix più recenti, come Linux, sono realizzati sfruttando alcune
caratteristiche dei processori moderni come la gestione hardware della memoria
e la modalità protetta. In sostanza con i processori moderni si può
disabilitare temporaneamente l'uso di certe istruzioni e l'accesso a certe
\subsection{User space e kernel space}
\label{sec:intro_user_kernel_space}
-Uno dei concetti fondamentali su cui si basa l'architettura dei sistemi unix è
+Uno dei concetti fondamentali su cui si basa l'architettura dei sistemi Unix è
quello della distinzione fra il cosiddetto \textit{user space}, che
contraddistingue l'ambiente in cui vengono eseguiti i programmi, e il
\textit{kernel space}, che è l'ambiente in cui viene eseguito il kernel. Ogni
-programma vede se stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU e
+programma vede sé stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU e
della memoria ed è, salvo i meccanismi di comunicazione previsti
dall'architettura, completamente ignaro del fatto che altri programmi possono
essere messi in esecuzione dal kernel.
Per questa separazione non è possibile ad un singolo programma disturbare
l'azione di un altro programma o del sistema e questo è il principale motivo
-della stabilità di un sistema unix 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.
+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
+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.
\label{sec:intro_kern_and_sys}
Per capire meglio la distinzione fra kernel space e user space si può prendere
-in esame la procedura di avvio di un sistema unix; all'avvio il BIOS (o in
-generale il software di avvio posto nelle EPROM) eseguirà la procedura di
+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
Come accennato le interfacce con cui i programmi possono accedere all'hardware
vanno sotto il nome di chiamate al sistema (le cosiddette \textit{system
call}), si tratta di un insieme di funzioni, che un programma può chiamare,
-per le quali viene generata una interruzione processo ed il controllo passa
-dal programma al kernel. Sarà poi quest'ultimo che (oltre a compiere una serie
-di operazioni interne come la gestione del multitasking e l'allocazione della
+per le quali viene generata un'interruzione processo ed il controllo passa dal
+programma al kernel. Sarà poi quest'ultimo che (oltre a compiere una serie di
+operazioni interne come la gestione del multitasking e l'allocazione della
memoria) eseguirà la funzione richiesta in \textit{kernel space} restituendo i
risultati al chiamante.
-Ogni versione unix ha storicamente sempre avuto un certo numero di queste
+Ogni versione di Unix ha storicamente sempre avuto un certo numero di queste
chiamate, che sono riportate nella seconda sezione del \textsl{Manuale della
- programmazione di unix} (quella cui si accede con il comando \cmd{man 2
+ programmazione di Unix} (quella cui si accede con il comando \cmd{man 2
nome}) e GNU/Linux non fa eccezione. Queste sono poi state codificate da
vari standard, che esamineremo brevemente in \secref{sec:intro_standard}.
\subsection{Un sistema multiutente}
\label{sec:intro_multiuser}
-Linux, come gli altri unix, nasce fin dall'inizio come sistema multiutente,
+Linux, come gli altri Unix, nasce fin dall'inizio come sistema multiutente,
cioè in grado di fare lavorare più persone in contemporanea. Per questo
esistono una serie di meccanismi di sicurezza, che non sono previsti in
sistemi operativi monoutente, e che occorre tenere presente.
Ad ogni utente è dato un nome \textit{username}, che è quello che viene
richiesto all'ingresso nel sistema dalla procedura di \textit{login}. Questa
-procedura si incarica di verificare la identità dell'utente, in genere
+procedura si incarica di verificare l'identità dell'utente, in genere
attraverso la richiesta di una parola d'ordine, anche se sono possibili
-meccanismi diversi\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
+meccanismi diversi.\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
(\textit{Pluggable Autentication Methods}) è possibile astrarre
completamente i meccanismi di autenticazione e sostituire ad esempio l'uso
- delle password con meccanismi di identificazione biometrica}.
+ delle password con meccanismi di identificazione biometrica.}
Eseguita la procedura di riconoscimento in genere il sistema manda in
esecuzione un programma di interfaccia (che può essere la \textit{shell} su
-terminale o una interfaccia grafica) che mette a disposizione dell'utente un
+terminale o un'interfaccia grafica) che mette a disposizione dell'utente un
meccanismo con cui questo può impartire comandi o eseguire altri programmi.
Ogni utente appartiene anche ad almeno un gruppo (il cosiddetto
\secref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
identificazione.
-Infine in ogni unix è presente un utente speciale privilegiato, il cosiddetto
+Infine in ogni Unix è presente un utente speciale privilegiato, il cosiddetto
\textit{superuser}, il cui username è di norma \textit{root}, ed il cui
\acr{uid} è zero. Esso identifica l'amministratore del sistema, che deve
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 \texttt{if (uid) \{ ... \}}}.
+disattivati.\footnote{i controlli infatti vengono sempre eseguiti da un codice
+ del tipo \texttt{if (uid) \{ ... \}}}
-\section{Gli standard di unix e GNU/Linux}
+\section{Gli standard di Unix e GNU/Linux}
\label{sec:intro_standard}
In questa sezione faremo una breve panoramica relativa ai vari standard che
qualunque sistema operativo.
Per questo motivo, anche se lo standard non ha alcun riferimento ad un sistema
-di tipo unix, GNU/Linux (per essere precisi le glibc), come molti unix
+di tipo Unix, GNU/Linux (per essere precisi le glibc), come molti Unix
moderni, provvede la compatibilità con questo standard, fornendo le funzioni
di libreria da esso previste. Queste sono dichiarate in quindici header file
(anch'essi provvisti dalla \acr{glibc}), uno per ciascuna delle quindici aree
\label{sec:intro_posix}
Uno standard più attinente al sistema nel suo complesso (e che concerne sia il
-kernel che le librerie e` 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. Le estensioni
-principali sono
+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.
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
+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.
le utility di sistema (1003.2), per le estensioni realtime e per i thread
(1003.1d e 1003.1c) e vari altri.
-Benché lo standard POSIX sia basato sui sistemi unix esso definisce comunque
-una interfaccia e non fa riferimento ad una specifica implementazione (ad
-esempio esiste anche una implementazione di questo standard pure sotto Windows
-NT). Lo standard si è evoluto nel tempo ed una versione più aggiornata (quella
-che viene normalmente denominata POSIX.1) è stata rilasciata come standard
-internazionale con la sigla ISO/IEC 9945-1:1996.
+Benché lo standard POSIX sia basato sui sistemi Unix esso definisce comunque
+un'interfaccia e non fa riferimento ad una specifica implementazione (ad
+esempio esiste un'implementazione di questo standard anche sotto Windows NT).
+Lo standard si è evoluto nel tempo ed una versione più aggiornata (quella che
+viene normalmente denominata POSIX.1) è stata rilasciata come standard
+internazionale con la sigla ISO/IEC 9945-1:1996.
Le \acr{glibc} implementano tutte le funzioni definite nello standard POSIX.1,
e Linux;
\label{sec:intro_xopen}
Il consorzio X/Open nacque nel 1984 come consorzio di venditori di sistemi
-unix per giungere ad una armonizzazione delle varie implementazioni. Per far
+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 una
-ulteriore standardizzazione dell'interfaccia sistema unix, che venne presa
-come riferimento da vari produttori.
+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
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
versione di Spec 1170 diventò così la prima versione delle \textit{Single UNIX
- Specification}, SUSv2, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
+ Specification}, SUSv1, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
-\subsection{Gli standard UNIX -- Open Group}
+\subsection{Gli standard Unix -- Open Group}
\label{sec:intro_opengroup}
Nel 1996 la fusione del consorzio X/Open con la Open Software Foundation (nata
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
+completa di Unix, chiamata appunto BSD, del tutto indipendente dal codice
della AT/T.
-Benchè BSD non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di unix
+Benchè BSD non sia uno standard formalizzato, l'implementazione di Unix
dell'Università di Berkley, ha provveduto nel tempo una serie di estensioni e
di API grande rilievo, come il link simbolici, la funzione \code{select}, i
socket.
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 una
-unificazione dell interfacce comprendente Xenix e BSD, la System V release 4.
+venditori (AT/T, Sun, HP, e altro) portò ad una versione che provvedeva
+un'unificazione dell interfacce comprendente Xenix e BSD, la System V release
+4.
-La interfaccia di questa ultima release è descritta in un documento dal titolo
+L'interfaccia di questa ultima release è descritta in un documento dal titolo
\textit{System V Interface Description}, o SVID; spesso però si riferimento a
questo standard con il nome della sua implementazione, usando la sigla SVr4.
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 \texttt{\#define} nei
+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.
Le macro disponibili per i vari standard sono le seguenti:
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
+ include anche le nuove definizioni introdotte con la \textit{Single UNIX
Specification, version 2}, cioè Unix98.
-\item[\macro{\_XOPEN\_SOURCE\_EXTENDED}] questa macro si attivano le ulteriori
- funzionalità necessarie a esse conformi al rilascio del marchio
- \textit{X/Open Unix}
-\item[\macro{\_ISOC99\_SOURCE}] questa macro si attivano le
+\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 sona abilitate automaticamente, ma le \acr{glibc} ha già
- una implementazione completa che può essere attivata definendo questa macro.
-\item[\macro{\_LARGEFILE\_SOURCE}] questa macro si attivano le
+ 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}] 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 confliggono viene
- data la precedenza a POSIX.
+ 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.
\end{basedescript}
In particolare è da sottolineare che le \acr{glibc} supportano alcune
projects / gapil.git / blobdiff