fornire una base di comprensione mirata a sottolineare le peculiarità del
sistema che sono più rilevanti per quello che riguarda la programmazione.
-Dopo un introduzione sulle caratteristiche principali di un sistema di tipo
-unix passeremo ad illustrare alcuni dei concetti basi dell'architettura di
+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{Una panoramica sulla struttura}
+\section{Una panoramica}
\label{sec:intro_unix_struct}
-In questa prima sezione faremo una panoramica sulla struttura di un sistema
-\textit{unix-like} come GNU/Linux. Chi avesse già una conoscenza di questa
-materia può tranquillamente saltare questa sezione.
+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
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).
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
soltanto attraverso delle opportune chiamate al sistema che restituiranno il
controllo al kernel.
-La memoria viene sempre gestita del kernel attraverso il meccanismo della
+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
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:files_intro}, (questo non è vero per le interfacce di rete, che
+\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_user_kernel_space}
-Uno dei concetti fondamentale 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 é l'ambiente in cui viene eseguito il kernel. Ogni
+\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
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
-avvio del sistema (il cosiddetto \textit{boot}) incaricandosi di caricare il
+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 i quali
-c'è 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 stessa \textit{shell} da cui inviare i comandi.
+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
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. Pertanto buona parte delle
-operazioni di normale amministrazione di un sistema, come quella in esempio,
-sono 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.
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 e il controllo è passato
+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 il l'allocazione
-della memoria) eseguirà la funzione richiesta in kernel space restituendo i
+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 che 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}.
+ 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 usate comunemente nella programmazione.
+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
+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.
+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, in breve \textit{glibc}), in cui sono state
+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 2
- nome}), e sono costruite sulla base delle chiamate al sistema del kernel; è
+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
+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.
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.
+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, 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
+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\footnote{Ad esempio usando la libreria PAM
(\textit{Pluggable Autentication Methods}) è possibile astrarre
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 è inserita nei due files \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 riconoscere l'utente.
+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
\secref{sec:file_access_control}) è regolato da questo meccanismo di
identificazione.
-Infine in ogni unix è presente un utente speciale privilegiato, di norma
-chiamato \textit{root}, 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) \{ ... \}}}.
+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 prenderemo in esame alcune caratteristiche generali del
-sistema e gli standard adottati per le funzioni, i prototipi, gli errori, i
-tipi di dati.
-
-\subsection{Prototipi e puntatori}
-\label{sec:intro_function}
-
-\subsection{La misura del tempo in unix}
-\label{sec:intro_unix_time}
-
-Storicamente i sistemi unix-like hanno sempre mantenuto due distinti valori
-per i tempi all'interno del sistema, essi sono rispettivamente chiamati
-\textit{calendar time} e \textit{process time}, secondo le definizioni:
-\begin{itemize}
-\item \textit{calendar time}: è il numero di secondi dalla mezzanotte del
- primo gennaio 1970, in tempo universale coordinato (o UTC), data che viene
- usualmente indicata con 00:00:00 Jan, 1 1970 (UTC) e chiamata \textit{the
- Epoch}. Questo tempo viene anche chiamato anche GMT (Greenwich Mean Time)
- dato che l'UTC corrisponde all'ora locale di Greenwich. È il tempo su cui
- viene mantenuto l'orologio del calcolatore, e viene usato ad esempio per
- indicare le date di modifica dei file o quelle di avvio dei processi. Per
- memorizzare questo tempo è stato riservato il tipo primitivo \func{time\_t}.
-\item \textit{process time}: talvolta anche detto tempo di CPU. Viene misurato
- in \textit{clock tick}, corrispondenti al numero di interruzioni effettuate
- dal timer di sistema, e che per Linux avvengono ogni centesimo di
- secondo\footnote{eccetto per la piattaforma alpha dove avvengono ogni
- millesimo di secondo}. Il dato primitivo usato per questo tempo è
- \func{clock\_t}, inoltre la costante \macro{HZ} restituisce la frequenza di
- operazione del timer, e corrisponde dunque al numero di tick al secondo. Lo
- standard POSIX definisce allo stesso modo la costante \macro{CLK\_TCK});
- questo valore può comunque essere ottenuto con \func{sysconf} (vedi
- \secref{sec:intro_limits}).
-\end{itemize}
-
-In genere si usa il \textit{calendar time} per tenere le date dei file e le
-informazioni analoghe che riguardano i tempi di ``orologio'', usati ad esempio
-per i demoni che compiono lavori amministrativi ad ore definite, come
-\cmd{cron}. Di solito questo vene convertito automaticamente dal valore in UTC
-al tempo locale, utilizzando le opportune informazioni di localizzazione
-(specificate in \file{/etc/timezone}). E da tenere presente che questo tempo è
-mantenuto dal sistema e non corrisponde all'orologio hardware del calcolatore.
-
-Il \textit{process time} di solito si esprime in secondi e viene usato appunto
-per tenere conto dei tempi di esecuzione dei processi. Per ciascun processo il
-kernel tiene tre di questi tempi:
-\begin{itemize}
-\item \textit{clock time}
-\item \textit{user time}
-\item \textit{system time}
-\end{itemize}
-il primo è il tempo ``reale'' (viene anche chiamato \textit{wall clock time})
-dall'avvio del processo, e misura il tempo trascorso fino alla sua
-conclusione; chiaramente un tale tempo dipende anche dal carico del sistema e
-da quanti altri processi stavano girando nello stesso periodo. Il secondo
-tempo è quello che la CPU ha speso nell'esecuzione delle istruzioni del
-processo in user space. Il terzo è il tempo impiegato dal kernel per eseguire
-delle system call per conto del processo medesimo (tipo quello usato per
-eseguire una \func{write} su un file). In genere la somma di user e system
-time viene chiamato \textit{CPU time}.
+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}
-\subsection{Lo standard POSIX}
+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}
-\subsection{Valori e limiti del sistema}
-\label{sec:intro_limits}
+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 utilities 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.
-\subsection{Tipi di dati primitivi}
-\label{sec:intro_data_types}
+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 release
+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 per molti anni ne detiene
+il marchio depositato; le varie versioni
+
+
+System V è la denominazione dello Unix sviluppato ufficialmente dalla AT/T; la
+sua interfaccia è descritta in un documento dal titolo \textit{System V
+ Interface Description}, a cui si fa spesso riferimento con la sigla
+SVID. Anche questo costituisce un sovrainsieme delle interfacce definite dallo
+standard POSIX.
+
+
+
+\subsection{Il comportamento standard del \cmd{gcc}}
+\label{sec:intro_gcc}
+
+
+
+\subsection{Gli standard nelle \acr{glibc}}
+\label{sec:intro_glibc_std}
+
+
+
+\subsection{Gli standard di Linux}
+\label{sec:intro_data_types}
-\section{La gestione degli errori}
-\label{sec:intro_errors}
-
-La gestione degli errori è in genere una materia complessa. Inoltre il modello
-utilizzato dai sistema unix-like è basato sull'architettura a processi, e
-presenta una serie di problemi nel caso lo si debba usare con i thread.
-Esamineremo in questa sezione le sue caratteristiche principali.
-
-
-\subsection{La variabile \func{errno}}
-\label{sec:intro_errno}
-
-Quasi tutte le funzioni delle librerie del C sono in grado di individuare e
-riportare condizioni di errore, ed è una buona norma di programmazione
-controllare sempre che le funzioni chiamate si siano concluse correttamente.
-
-In genere le funzioni di libreria usano un valore speciale per indicare che
-c'è stato un errore. Di solito questo valore è -1 o un puntatore nullo o la
-costante \macro{EOF} (a seconda della funzione); ma questo valore segnala solo
-che c'è stato un errore, non il tipo di errore.
-
-Per riportare il tipo di errore il sistema usa la variabile globale
-\var{errno}\footnote{L'uso di una variabile globale può comportare alcuni
- problemi (ad esempio nel caso dei thread) ma lo standard ISO C consente
- anche di definire \var{errno} come un \textit{modifiable lvalue}, quindi si
- può anche usare una macro, e questo è infatti il modo usato da Linux per
- renderla locale ai singoli thread }, definita nell'header \file{errno.h}, la
-variabile è in genere definita come \var{volatile} dato che può essere
-cambiata in modo asincrono da un segnale (per una descrizione dei segnali si
-veda \secref{cha:signals}), ma dato che un manipolatore di segnale scritto
-bene salva e ripristina il valore della variabile, di questo non è necessario
-preoccuparsi nella programmazione normale.
-
-I valori che può assumere \var{errno} sono riportati in \capref{cha:errors},
-nell'header \file{errno.h} sono anche definiti i nomi simbolici per le
-costanti numeriche che identificano i vari errori; essi iniziano tutti per
-\macro{E} e si possono considerare come nomi riservati. In seguito faremo
-sempre rifermento a tali valori, quando descriveremo i possibili errori
-restituiti dalle funzioni. Il programma di esempio \cmd{errcode} stampa il
-codice relativo ad un valore numerico con l'opzione \cmd{-l}.
-
-Il valore di \var{errno} viene sempre settato a zero all'avvio di un
-programma, gran parte delle funzioni di libreria settano \var{errno} ad un
-valore diverso da zero in caso di errore. Il valore è invece indefinito in
-caso di successo, perché anche se una funzione ha successo, può chiamarne
-altre al suo interno che falliscono, modificando così \var{errno}.
-
-Pertanto un valore non nullo di \var{errno} non è sintomo di errore (potrebbe
-essere il risultato di un errore precedente) e non lo si può usare per
-determinare quando o se una chiamata a funzione è fallita. La procedura da
-seguire è sempre quella di controllare \var{errno} immediatamente dopo aver
-verificato il fallimento della funzione attraverso il suo codice di ritorno.
-
-
-\subsection{Le funzioni \func{strerror} e \func{perror}}
-\label{sec:intro_strerror}
-
-Benché gli errori siano identificati univocamente dal valore numerico di
-\var{errno} le librerie provvedono alcune funzioni e variabili utili per
-riportare in opportuni messaggi le condizioni di errore verificatesi. La
-prima funzione che si può usare per ricavare i messaggi di errore è
-\func{strerror}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{string.h}{char * strerror(int errnum)}
- La funzione ritorna una stringa (statica) che descrive l'errore il cui
- codice è passato come parametro.
-\end{prototype}
-
-In generale \func{strerror} viene usata passando \var{errno} come parametro;
-nel caso si specifichi un codice sbagliato verrà restituito un messaggio di
-errore sconosciuto. La funzione utilizza una stringa statica che non deve
-essere modificata dal programma e che è utilizzabile solo fino ad una chiamata
-successiva a \func{strerror}; nel caso si usino i thread è
-provvista\footnote{questa funzione è una estensione GNU, non fa parte dello
- standard POSIX} una versione apposita:
-\begin{prototype}{string.h}
-{char * strerror\_r(int errnum, char * buff, size\_t size)}
- La funzione è analoga a \func{strerror} ma ritorna il messaggio in un buffer
- specificato da \var{buff} di lunghezza massima (compreso il terminatore)
- \var{size}.
-\end{prototype}
-che utilizza un buffer che il singolo thread deve allocare, per evitare i
-problemi connessi alla condivisione del buffer statico. Infine, per completare
-la caratterizzazione dell'errore, si può usare anche la variabile
-globale\footnote{anche questa è una estensione GNU}
-\var{program\_invocation\_short\_name} che riporta il nome del programma
-attualmente in esecuzione.
-
-Una seconda funzione usata per riportare i codici di errore in maniera
-automatizzata sullo standard error (vedi \secref{sec:file_stdfiles}) è
-\func{perror}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{stdio.h}{void perror (const char *message)}
- La funzione stampa il messaggio di errore relativo al valore corrente di
- \var{errno} sullo standard error; preceduto dalla stringa \var{message}.
-\end{prototype}
-i messaggi di errore stampati sono gli stessi di \func{strerror}, (riportati
-in \capref{cha:errors}), e, usando il valore corrente di \var{errno}, si
-riferiscono all'ultimo errore avvenuto. La stringa specificata con
-\var{message} viene stampato prime del messaggio d'errore, seguita dai due
-punti e da uno spazio, il messaggio è terminato con un a capo.
-
-Il messaggio può essere riportato anche usando altre variabili globali
-dichiarate in \file{errno.h}:
-\begin{verbatim}
- const char *sys_errlist[];
- int sys_nerr;
-\end{verbatim}
-la prima contiene i puntatori alle stringhe di errore indicizzati da
-\var{errno}; la seconda esprime il valore più alto per un codice di errore,
-l'utilizzo di questa stringa è sostanzialmente equivalente a quello di
-\func{strerror}.
-
-In \nfig\ è riportata la sezione attinente del codice del programma
-\cmd{errcode}, che può essere usato per stampare i messaggi di errore e le
-costanti usate per identificare i singoli errori; il sorgente completo del
-programma è allegato nel file \file{ErrCode.c} e contiene pure la gestione
-delle opzioni e tutte le definizioni necessarie ad associare il valore
-numerico alla costante simbolica. In particolare si è riportata la sezione che
-converte la stringa passata come parametro in un intero (\texttt{\small
- 1--2}), controllando con i valori di ritorno di \func{strtol} che la
-conversione sia avvenuta correttamente (\texttt{\small 4--10}), e poi stampa,
-a seconda dell'opzione scelta il messaggio di errore (\texttt{\small 11--14})
-o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice.
-
-\begin{figure}[!htb]
- \footnotesize
- \begin{lstlisting}{}
- /* convert string to number */
- err = strtol(argv[optind], NULL, 10);
- /* testing error condition on conversion */
- if (err==LONG_MIN) {
- perror("Underflow on error code");
- return 1;
- } else if (err==LONG_MIN) {
- perror("Overflow on error code");
- return 1;
- }
- /* conversion is fine */
- if (message) {
- printf("Error message for %d is %s\n", err, strerror(err));
- }
- if (label) {
- printf("Error label for %d is %s\n", err, err_code[err]);
- }
- \end{lstlisting}
- \caption{Codice per la stampa del messaggio di errore standard.}
- \label{fig:intro_err_mess}
-\end{figure}
projects / gapil.git / blobdiff