-\chapter{Introduzione}
+\chapter{L'architettura di GNU/Linux}
\label{cha:intro_unix}
In questo primo capitolo sarà fatta un'introduzione ai concetti generali su
-cui è basato un sistema di tipo unix, per fornire una base di comprensione
-mirata a sottolineare le peculiarità che saranno poi importanti per quello
-che riguarda la programmazione; in particolare faremo una panoramica sulla
-struttura di un sistema \textit{unix-like} come Linux.
+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.
-Chi avesse già una conoscenza di questa materia può tranquillamente saltare
-il capitolo.
+Dopo una 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.
-\section{La struttura di un sistema Unix}
+
+\section{Una panoramica}
\label{sec:intro_unix_struct}
-Il concetto base di un sistema unix-like é quello di un nucleo del sistema (il
+In questa prima sezione faremo una breve panoramica sull'architettura del
+sistema. Chi avesse già una conoscenza di questa materia può tranquillamente
+saltare questa sezione.
+
+Il concetto base di un sistema unix-like è quello di un nucleo del sistema (il
cosiddetto \textit{kernel}) 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 alle risorse hardware
tramite delle richieste a quest'ultimo.
-Fin dall'inizio 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 é possibile che più utenti siano connessi ad
+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).
-% Questa e' una distinzione essenziale da capire,
+% Questa e` una distinzione essenziale da capire,
%specie nei confronti dei sistemi operativi successivi, nati per i personal
%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 stati realizzati usando 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
-zone di memoria fisica. Quello che succede é che il kernel é il solo
+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}, si occupa di stabilire, ad
intervalli fissi e sulla base di un opportuno calcolo delle priorità, quale
-``processo'' (vedi \capref{cha:process}) deve essere posto in esecuzione (il
-cosiddetto \textit{prehemptive scheduling}). Questo verrà comunque eseguito
-in modalità protetta; quando necessario il processo potrà accedere alle
-risorse hardware soltanto attraverso delle opportune chiamate al sistema
-(\textit{system call}) con un'interfaccia ben definita e standardizzata che
-restituiranno il controllo al kernel.
-
-La memoria viene sempre gestita del kernel attraverso il meccanismo della
-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 gestione della memoria, si incaricherà di
-rimappare automaticamente sulla memoria disponibile, salvando quando
-necessario su disco (nella cosiddetta \textit{swap}) le pagine di memoria in
+``processo'' deve essere posto in esecuzione (il cosiddetto
+\textit{prehemptive 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.
+
+La memoria viene sempre gestita dal kernel attraverso il meccanismo della
+\textsl{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 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}, vedi \capref{cha:files_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).
+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
+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).
-\section{User space e kernel space}
-\label{sec:intro_userkernel}
+\subsection{User space e kernel space}
+\label{sec:intro_user_kernel_space}
-L'architettura appena descritta fa sì che nei sistemi unix esista una
-distinzione essenziale fra il cosiddetto \textit{user space}, che
+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 é l'ambiente in cui viene eseguito il kernel. Ogni
-programma vede se stesso come se avesse la piena disponibilità della CPU
-e della memoria ed è, salvo i meccanismi di comunicazione previsti
-dall'architettura (che esamineremo nel \capref{cha:IPC}) completamente ignaro
-del fatto che altri programmi possono essere messi in esecuzione dal kernel.
+\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
+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
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
+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.
-In genere queste vanno sotto il nome di chiamate al sistema (le cosiddette
-\textit{system call}), cioè un insieme di routine che un programma può
-chiamare per le quali viene generata una interruzione del medesimo e il
-controllo è passato dal programma al kernel, il quale (oltre a fare una serie
-di altre cose come controllare a quale processo tocca essere messo in
-esecuzione) eseguirà la funzione richiesta in kernel space passando indietro i
-risultati.
-
-È da chiarire poi che di solito i programmi non chiamano direttamente le
-singole system call, ma usano un insieme di funzioni standard (definite dallo
-standard internazionale POSIX1003.a(?)) che sono comuni a tutti gli unix.
-
-\section{Il kernel e il resto}
-\label{sec:intro_kernandlib}
+\subsection{Il kernel e il sistema}
+\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 il \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, \textit{init} che è quello che si incaricherà di
-far partire tutti i processi successivi, come quello che si occupa di
-dialogare con la tastiera e lo schermo della console, mettendo a disposizione
-dell'utente che si vuole collegare un terminale e la stessa \textit{shell} da
-cui inviare i comandi.
+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.
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
effettuato da opportuni programmi che vengono eseguiti, allo stesso modo di un
-programma di scrittura o di disegno, in user space.
+qualunque programma di scrittura o di disegno, in user space.
-Questo significa ad esempio che il sistema di per sé non dispone di primitive
-per tutta una serie di operazioni (come la copia di un file) che altri sistemi
-(come Windows) hanno invece al loro interno. Per questo può capitare che
-alcune operazioni, come quella in esempio, siano implementate come normali
-programmi.
+Questo significa, ad esempio, che il sistema di per sé non dispone di
+primitive per tutta una serie di operazioni (come la copia di un file) che
+altri sistemi (come Windows) hanno invece al loro interno. Pertanto buona
+parte delle operazioni di normale amministrazione di un sistema, come quella
+in esempio, sono implementate come normali programmi.
%Una delle caratteristiche base di unix \`e perci\`o che \`e possibile
%realizzare un sistema di permessi e controlli che evitano che i programmi
%eseguano accessi non autorizzati.
-Per questo motivo è più corretto parlare di sistema GNU/Linux, in quanto da
-solo il kernel è assolutamente inutile, quello che costruisce un sistema
+Per questo motivo è più corretto parlare di un sistema GNU/Linux, in quanto da
+solo il kernel è assolutamente inutile; quello che costruisce un sistema
operativo utilizzabile è la presenza di tutta una serie di librerie e
programmi di utilità che permettono di eseguire le normali operazioni che ci
si aspetta da un sistema operativo.
-Questo è importante anche dal punto di vista della programmazione, infatti
-programmare in Linux significa anzitutto essere in grado di usare la Libreria
-Standard del C, in quanto né il kernel né il linguaggio C implementano
-direttamente operazioni comuni come la gestione della memoria, l'input/output
-o la manipolazione delle stringhe presenti in qualunque programma.
-
-Per questo in GNU/Linux una parte essenziale del sistema (senza la quale nulla
-funziona) è la realizzazione fatta dalla FSF della suddetta libreria (la
-\textit{glibc}), in cui sono state implementate tutte le funzioni essenziali
-definite negli standard POSIX e ANSI C, che viene utilizzata da qualunque
-programma.
-
-\section{Utenti e gruppi, permessi e protezioni}
-\label{sec:intro_usergroup}
-
-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 base di sicurezza che non sono previsti in sistemi operativi
-monoutente.
-
-Il concetto base è quello di utente (\textit{user}) del sistema, utente che ha
-dei ben definiti limiti e capacità rispetto a quello che può fare. Sono così
-previsti una serie di meccanismi per identificare i singoli utenti ed una
-serie di permessi e protezioni per impedire che utenti diversi possano
+\subsection{Chiamate al sistema e librerie di funzioni}
+\label{sec:intro_syscall}
+
+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
+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
+chiamate, che sono riportate nella seconda sezione del \textsl{Manuale della
+ 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}.
+
+Normalmente ciascuna di queste chiamate al sistema viene rimappata in
+opportune funzioni con lo stesso nome definite dentro la Libreria Standard del
+C, che, oltre alle interfacce alle system call, contiene anche tutta una serie
+di ulteriori funzioni, comunemente usate nella programmazione.
+
+Questo è importante da capire perché programmare in Linux significa anzitutto
+essere in grado di usare la Libreria Standard del C, in quanto né il kernel,
+né il linguaggio C, implementano direttamente operazioni comuni come la
+allocazione dinamica della memoria, l'input/output bufferizzato o la
+manipolazione delle stringhe, presenti in qualunque programma.
+
+Anche per questo in Linux è in effetti GNU/Linux, in quanto una parte
+essenziale del sistema (senza la quale niente può funzionare) è la
+realizzazione fatta dalla Free Software Foundation della suddetta libreria (la
+GNU Standard C Library, detta in breve \textit{glibc}), in cui sono state
+implementate tutte le funzioni essenziali definite negli standard POSIX e ANSI
+C, che vengono utilizzate da qualunque programma.
+
+Le funzioni di questa libreria sono quelle riportate dalla terza sezione del
+Manuale di Programmazione di Unix (cioè accessibili con il comando \cmd{man 3
+ nome}) e sono costruite sulla base delle chiamate al sistema del kernel; è
+importante avere presente questa distinzione, fondamentale dal punto di vista
+dell'implementazione, anche se poi, nella realizzazione di normali programmi,
+non si hanno differenze pratiche fra l'uso di una funzione di libreria e
+quello di una chiamata al sistema.
+
+
+\subsection{Un sistema multiutente}
+\label{sec:intro_multiuser}
+
+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.
+
+Il concetto base è quello di utente (\textit{user}) del sistema, le cui
+capacità rispetto a quello che può fare sono sottoposte a ben precisi limiti.
+Sono così previsti una serie di meccanismi per identificare i singoli utenti
+ed una serie di permessi e protezioni per impedire che utenti diversi possano
danneggiarsi a vicenda o danneggiare il sistema.
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 la identità dell'utente, in genere
attraverso la richiesta di una parola d'ordine, anche se sono possibili
-meccanismi diversi).
+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}.
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
meccanismo con cui questo può impartire comandi o eseguire altri programmi.
-Ogni utente appartiene anche ad almeno un gruppo (\textit{group}), ma può
-essere associato a più gruppi, questo permette di gestire i permessi di
+Ogni utente appartiene anche ad almeno un gruppo (il cosiddetto
+\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 in espresso in caratteri \`e inserita nei due files
-\texttt{/etc/passwd} e \texttt{/etc/groups}). Questi numeri sono
-l'\textit{user identifier}, detto in breve \textit{uid} e il \textit{group
- identifier}, detto in breve \textit{gid} che sono quelli che identificano
-l'utente di fronte al sistema.
-
+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 \acr{uid}, e il \textit{group identifier}, detto in breve \acr{gid}, che
+sono quelli che poi 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:fileintr_access_ctrl}) è regolato da questo meccanismo di
+\secref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
identificazione.
-Un utente speciale del sistema è \textit{root}, il cui uid è zero. Esso
-identifica l'amministratore del sistema, che deve essere in grado di fare
-qualunque operazione; pertanto per l'utente root i meccanismi di controllo
-descritti in precedenza sono disattivati.
-
-
+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) \{ ... \}}}.
+
+
+\section{Gli standard di unix e GNU/Linux}
+\label{sec:intro_standard}
+
+In questa sezione faremo una breve panoramica relativa ai vari standard che
+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.
+
+Ovviamente prenderemo in considerazione solo gli aspetti riguardanti
+interfacce di programmazione e le altre caratteristiche di un sistema
+unix-like ed in particolare a come e in che modo essi sono supportati da
+GNU/Linux (sia per quanto riguarda il kernel che le \acr{glibc}).
+
+
+\subsection{Lo standard ANSI C}
+\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.
+
+Scopo dello standard è quello di garantire la portabilità dei programmi C fra
+sistemi operativi diversi, ma oltre alla sintassi e alla semantica del
+linguaggio C (operatori, parole chiave, tipi di dati) lo standard prevede
+anche una libreria di funzioni che devono poter essere implementate su
+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
+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
+in cui è stata suddivisa una libreria standard. In \ntab\ si sono riportati
+questi header, insieme a quelli definiti negli altri standard descritti nelle
+sezioni successive.
+
+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
+(scartando le funzionalità addizionali) usando il \cmd{gcc} con l'opzione
+\cmd{-ansi}. Questa opzione istruisce il compilatore a definire nei vari
+header file soltanto le funzionalità previste dallo standard ANSI C e a non
+usare le varie estensioni al linguaggio e al preprocessore da esso supportate.
+
+
+\subsection{Lo 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 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
+
+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.
+
+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
+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.
+
+Le \acr{glibc} implementano tutte le funzioni definite nello standard POSIX.1,
+e Linux;
+
+
+\subsection{Lo standard X/Open -- XPG3}
+\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
+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.
+
+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 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
+ 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).
+
+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
+versione di Spec 1170 diventò così la prima versione delle \textit{Single UNIX
+ Specification}, SUSv2, più comunemente nota come \textit{Unix 95}.
+
+
+\subsection{Gli standard UNIX -- Open Group}
+\label{sec:intro_opengroup}
+
+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.
+
+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.
+
+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 (vedi \secref{sec:file_symlink},
+la funzione \func{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. 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 una
+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
+\textit{System V Interface Description}, o SVID; spesso però si 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.
+
+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}}
+\label{sec:intro_gcc_glibc_std}
+
+In Linux gli standard appena descritti sono ottenibili sia attraverso l'uso di
+opzioni del compilatore (il \cmd{gcc}) che definendo opportune costanti prima
+della 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.
+
+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
+propri header file.
+
+Le macro disponibili per i vari standard sono le seguenti:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\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 derivate da BSD4.3, insieme a quelle previste dagli standard
+ 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
+ compatibilità, dato che alcune funzioni sono definite in modo diverso. In
+ questo caso occorre pertanto 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
+ 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}] 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
+ 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
+ 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.
+\end{basedescript}
+
+\subsection{Gli standard di Linux}
+\label{sec:intro_linux_std}
+
+Da fare (o cassare, a seconda del tempo e della voglia).
projects / gapil.git / blobdiff