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\chapter{L'interfaccia base con i processi}
\label{cha:process_interface}
Come accennato nell'introduzione il \textsl{processo} è l'unità di base con
cui un sistema unix-like alloca ed utilizza le risorse. Questo capitolo
tratterà l'interfaccia base fra il sistema e i processi, come vengono passati
-i parametri, come viene gestita e allocata la memoria, come un processo può
+gli argomenti, come viene gestita e allocata la memoria, come un processo può
richiedere servizi al sistema e cosa deve fare quando ha finito la sua
esecuzione. Nella sezione finale accenneremo ad alcune problematiche generiche
di programmazione.
tutte le parti uguali siano condivise), avrà un suo spazio di indirizzi,
variabili proprie e sarà eseguito in maniera completamente indipendente da
tutti gli altri.\footnote{questo non è del tutto vero nel caso di un programma
- \textit{multi-thread}, ma sulla gestione dei \textit{thread} in Linux
- torneremo più avanti.}
+ \textit{multi-thread}, ma la gestione dei \textit{thread} in Linux sarà
+ trattata a parte.}
\subsection{La funzione \func{main}}
\label{sec:proc_main}
-Quando un programma viene lanciato il kernel esegue un'opportuna routine di
+Quando un programma viene lanciato il kernel esegue un opportuno codice di
avvio, usando il programma \cmd{ld-linux.so}. Questo programma prima carica
-le librerie condivise che servono al programma, poi effettua il link dinamico
-del codice e alla fine lo esegue. Infatti, a meno di non aver specificato il
-flag \texttt{-static} durante la compilazione, tutti i programmi in Linux sono
-incompleti e necessitano di essere linkati alle librerie condivise quando
-vengono avviati. La procedura è controllata da alcune variabili di ambiente e
-dal contenuto di \file{/etc/ld.so.conf}. I dettagli sono riportati nella man
-page di \cmd{ld.so}.
+le librerie condivise che servono al programma, poi effettua il collegamento
+dinamico del codice e alla fine lo esegue. Infatti, a meno di non aver
+specificato il flag \texttt{-static} durante la compilazione, tutti i
+programmi in Linux sono incompleti e necessitano di essere \textsl{collegati}
+alle librerie condivise quando vengono avviati. La procedura è controllata da
+alcune variabili di ambiente e dal contenuto di \file{/etc/ld.so.conf}. I
+dettagli sono riportati nella man page di \cmd{ld.so}.
Il sistema fa partire qualunque programma chiamando la funzione \func{main};
sta al programmatore chiamare così la funzione principale del programma da cui
si suppone iniziare l'esecuzione; in ogni caso senza questa funzione lo stesso
-linker darebbe luogo ad errori.
-
-Lo standard ISO C specifica che la funzione \func{main} può non avere
-argomenti o prendere due argomenti che rappresentano gli argomenti passati da
-linea di comando, in sostanza un prototipo che va sempre bene è il seguente:
-\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- int main (int argc, char *argv[])
-\end{lstlisting}
+\textit{linker} (si chiama così il programma che effettua i collegamenti di
+cui sopra) darebbe luogo ad errori. Lo standard ISO C specifica che la
+funzione \func{main} può non avere argomenti o prendere due argomenti che
+rappresentano gli argomenti passati da linea di comando, in sostanza un
+prototipo che va sempre bene è il seguente:
+\includecodesnip{listati/main_def.c}
-In realtà nei sistemi unix esiste un'altro modo per definire la funzione
-\func{main}, che prevede la presenza di un terzo parametro, \var{char
- *envp[]}, che fornisce l'\textsl{ambiente} (vedi \secref{sec:proc_environ})
-del programma; questa forma però non è prevista dallo standard POSIX.1 per cui
-se si vogliono scrivere programmi portabili è meglio evitarla.
+In realtà nei sistemi Unix esiste un altro modo per definire la funzione
+\func{main}, che prevede la presenza di un terzo argomento, \code{char
+ *envp[]}, che fornisce (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ})
+l'\textsl{ambiente} del programma; questa forma però non è prevista dallo
+standard POSIX.1 per cui se si vogliono scrivere programmi portabili è meglio
+evitarla.
\subsection{Come chiudere un programma}
\label{sec:proc_conclusion}
-Normalmente un programma finisce è quando la funzione \func{main} ritorna, una
+Normalmente un programma finisce quando la funzione \func{main} ritorna, una
modalità equivalente di chiudere il programma è quella di chiamare
direttamente la funzione \func{exit} (che viene comunque chiamata
automaticamente quando \func{main} ritorna). Una forma alternativa è quella
di chiamare direttamente la system call \func{\_exit}, che restituisce il
-controllo direttamente alla routine di conclusione dei processi del kernel.
+controllo direttamente alla funzione di conclusione dei processi del kernel.
-Oltre alla conclusione ``normale'' esiste anche la possibilità di una
-conclusione ``anomala'' del programma a causa della ricezione di un segnale
-(si veda \capref{cha:signals}) o della chiamata alla funzione \func{abort};
-torneremo su questo in \secref{sec:proc_termination}.
+Oltre alla conclusione ``\textsl{normale}'' esiste anche la possibilità di una
+conclusione ``\textsl{anomala}'' del programma a causa della ricezione di un
+segnale (si veda cap.~\ref{cha:signals}) o della chiamata alla funzione
+\func{abort}; torneremo su questo in sez.~\ref{sec:proc_termination}.
Il valore di ritorno della funzione \func{main}, o quello usato nelle chiamate
ad \func{exit} e \func{\_exit}, viene chiamato \textsl{stato di uscita} (o
Si tenga presente inoltre che non è una buona idea usare il codice di errore
restituito dalla variabile \var{errno} (per i dettagli si veda
-\secref{sec:sys_errors}) come stato di uscita. In generale infatti una shell
+sez.~\ref{sec:sys_errors}) come stato di uscita. In generale infatti una shell
non si cura del valore se non per vedere se è diverso da zero; inoltre il
valore dello stato di uscita è sempre troncato ad 8 bit, per cui si potrebbe
incorrere nel caso in cui restituendo un codice di errore 256, si otterrebbe
uno stato di uscita uguale a zero, che verrebbe interpretato come un successo.
-In \file{stdlib.h} sono definite, seguendo lo standard POSIX, le due macro
-\macro{EXIT\_SUCCESS} e \macro{EXIT\_FAILURE}, da usare sempre per specificare
+In \file{stdlib.h} sono definite, seguendo lo standard POSIX, le due costanti
+\const{EXIT\_SUCCESS} e \const{EXIT\_FAILURE}, da usare sempre per specificare
lo stato di uscita di un processo. In Linux esse sono poste rispettivamente ai
valori di tipo \ctyp{int} 0 e 1.
\subsection{Le funzioni \func{exit} e \func{\_exit}}
\label{sec:proc_exit}
-Come accennato le funzioni usate per effettuare un'uscita ``normale'' da un
-programma sono due, la prima è la funzione \func{exit} che è definita dallo
-standard ANSI C ed il cui prototipo è:
+Come accennato le funzioni usate per effettuare un'uscita ``\textit{normale}''
+da un programma sono due, la prima è la funzione \funcd{exit}, che è definita
+dallo standard ANSI C ed il cui prototipo è:
\begin{prototype}{stdlib.h}{void exit(int status)}
- Causa la conclusione ordinaria del programma restituendo il valore
- \var{status} al processo padre.
+ Causa la conclusione ordinaria del programma.
\bodydesc{La funzione non ritorna. Il processo viene terminato.}
\end{prototype}
La funzione \func{exit} è pensata per eseguire una conclusione pulita di un
programma che usi le librerie standard del C; essa esegue tutte le funzioni
che sono state registrate con \func{atexit} e \func{on\_exit} (vedi
-\secref{sec:proc_atexit}), e chiude tutti gli stream effettuando il
+sez.~\ref{sec:proc_atexit}), e chiude tutti gli stream effettuando il
salvataggio dei dati sospesi (chiamando \func{fclose}, vedi
-\secref{sec:file_fopen}), infine passa il controllo al kernel chiamando
-\func{\_exit} e passando \param{status} come stato di uscita.
+sez.~\ref{sec:file_fopen}), infine passa il controllo al kernel chiamando
+\func{\_exit} e restituendo il valore di \param{status} come stato di uscita.
-La system call \func{\_exit} restituisce direttamente il controllo al kernel,
+La system call \funcd{\_exit} restituisce direttamente il controllo al kernel,
concludendo immediatamente il processo; i dati sospesi nei buffer degli stream
non vengono salvati e le eventuali funzioni registrate con \func{atexit} e
\func{on\_exit} non vengono eseguite. Il prototipo della funzione è:
\begin{prototype}{unistd.h}{void \_exit(int status)}
- Causa la conclusione immediata del programma restituendo \param{status} al
- processo padre come stato di uscita.
+ Causa la conclusione immediata del programma.
\bodydesc{La funzione non ritorna. Il processo viene terminato.}
\end{prototype}
La funzione chiude tutti i file descriptor appartenenti al processo (si tenga
presente che questo non comporta il salvataggio dei dati bufferizzati degli
-stream), fa sì che ogni figlio del processo sia ereditato da \cmd{init} (vedi
-\secref{cha:process_handling}), manda un segnale \macro{SIGCHLD} al processo
-padre (vedi \secref{sec:sig_job_control}) ed infine ritorna lo stato di uscita
-specificato in \param{status} che può essere raccolto usando la funzione
-\func{wait} (vedi \secref{sec:proc_wait}).
+stream), fa sì che ogni figlio del processo sia adottato da \cmd{init} (vedi
+cap.~\ref{cha:process_handling}), manda un segnale \const{SIGCHLD} al processo
+padre (vedi sez.~\ref{sec:sig_job_control}) ed infine ritorna lo stato di
+uscita specificato in \param{status} che può essere raccolto usando la
+funzione \func{wait} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}).
\subsection{Le funzioni \func{atexit} e \func{on\_exit}}
Un'esigenza comune che si incontra nella programmazione è quella di dover
effettuare una serie di operazioni di pulizia (ad esempio salvare dei dati,
-ripristinare dei settaggi, eliminare dei file temporanei, ecc.) prima della
-conclusione di un programma. In genere queste operazioni vengono fatte in
-un'apposita sezione del programma, ma quando si realizza una libreria diventa
-antipatico dover richiedere una chiamata esplicita ad una funzione di pulizia
-al programmatore che la utilizza.
+ripristinare delle impostazioni, eliminare dei file temporanei, ecc.) prima
+della conclusione di un programma. In genere queste operazioni vengono fatte
+in un'apposita sezione del programma, ma quando si realizza una libreria
+diventa antipatico dover richiedere una chiamata esplicita ad una funzione di
+pulizia al programmatore che la utilizza.
È invece molto meno soggetto ad errori, e completamente trasparente
all'utente, avere la possibilità di effettuare automaticamente la chiamata ad
una funzione che effettui tali operazioni all'uscita dal programma. A questo
scopo lo standard ANSI C prevede la possibilità di registrare un certo numero
-funzioni che verranno eseguite all'uscita dal programma (sia per la chiamata
-ad \func{exit} che per il ritorno di \func{main}). La prima funzione che si
-può utilizzare a tal fine è:
+di funzioni che verranno eseguite all'uscita dal programma (sia per la
+chiamata ad \func{exit} che per il ritorno di \func{main}). La prima funzione
+che si può utilizzare a tal fine è \funcd{atexit} il cui prototipo è:
\begin{prototype}{stdlib.h}{void atexit(void (*function)(void))}
- Registra la funzione \param{function} per essere chiamata all'uscita dal
- programma.
+ Registra la funzione \param{function} per la chiamata all'uscita dal
+ programma.
\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, \var{errno} non viene settata.}
+ fallimento, \var{errno} non viene modificata.}
\end{prototype}
-\noindent la funzione richiede come argomento l'indirizzo della opportuna
-funzione di pulizia da chiamare all'uscita, che non deve prendere argomenti e
-non deve ritornare niente (deve essere essere cioè definita come \code{void
- function(void)}).
+\noindent la funzione richiede come argomento l'indirizzo di una opportuna
+funzione di pulizia da chiamare all'uscita del programma, che non deve
+prendere argomenti e non deve ritornare niente (deve essere cioè definita come
+\code{void function(void)}).
-Un'estensione di \func{atexit} è la funzione \func{on\_exit}, che le
+Un'estensione di \func{atexit} è la funzione \funcd{on\_exit}, che le
\acr{glibc} includono per compatibilità con SunOS, ma che non è detto sia
definita su altri sistemi; il suo prototipo è:
\begin{prototype}{stdlib.h}
-{void on\_exit(void (*function)(int status, void *arg), void *arg)}
- Registra la funzione \param{function} per essere chiamata all'uscita dal
- programma. Tutte le funzioni registrate vengono chiamate in ordine inverso
- rispetto a quello di registrazione.
+{void on\_exit(void (*function)(int , void *), void *arg)}
+ Registra la funzione \param{function} per la chiamata all'uscita dal
+ programma.
\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, \var{errno} non viene settata.}
+ fallimento, \var{errno} non viene modificata.}
\end{prototype}
-In questo caso la funzione da chiamare prende due parametri, il primo dei
-quali sarà inizializzato allo stato di uscita con cui è stata chiamata
-\func{exit} ed il secondo al puntatore generico specificato come secondo
-argomento nella chiamata di \func{on\_exit}. Così diventa possibile passare
-dei dati alla funzione di chiusura.
+In questo caso la funzione da chiamare all'uscita prende i due argomenti
+specificati nel prototipo, dovrà cioè essere definita come \code{void
+ function(int status, void *argp)}. Il primo argomento sarà inizializzato
+allo stato di uscita con cui è stata chiamata \func{exit} ed il secondo al
+puntatore \param{arg} passato come secondo argomento di \func{on\_exit}. Così
+diventa possibile passare dei dati alla funzione di chiusura.
Nella sequenza di chiusura tutte le funzioni registrate verranno chiamate in
ordine inverso rispetto a quello di registrazione (ed una stessa funzione
\label{sec:proc_term_conclusion}
Data l'importanza dell'argomento è opportuno sottolineare ancora una volta che
-in un sistema unix l'unico modo in cui un programma può essere eseguito dal
+in un sistema Unix l'unico modo in cui un programma può essere eseguito dal
kernel è attraverso la chiamata alla system call \func{execve} (o attraverso
una delle funzioni della famiglia \func{exec} che vedremo in
-\secref{sec:proc_exec}).
+sez.~\ref{sec:proc_exec}).
Allo stesso modo l'unico modo in cui un programma può concludere
volontariamente la sua esecuzione è attraverso una chiamata alla system call
\func{exit} o il ritorno di \func{main}.
Uno schema riassuntivo che illustra le modalità con cui si avvia e conclude
-normalmente un programma è riportato in \nfig.
+normalmente un programma è riportato in fig.~\ref{fig:proc_prog_start_stop}.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=12cm]{img/proc_beginend}
+ \includegraphics[width=9cm]{img/proc_beginend}
\caption{Schema dell'avvio e della conclusione di un programma.}
\label{fig:proc_prog_start_stop}
\end{figure}
Si ricordi infine che un programma può anche essere interrotto dall'esterno
attraverso l'uso di un segnale (modalità di conclusione non mostrata in
-\curfig); torneremo su questo aspetto in \capref{cha:signals}.
+fig.~\ref{fig:proc_prog_start_stop}); tratteremo nei dettagli i segnali e la
+loro gestione nel capitolo \ref{cha:signals}.
\subsection{I concetti generali}
\label{sec:proc_mem_gen}
-Ci sono vari modi in cui i vari sistemi organizzano la memoria (ed i dettagli
-di basso livello dipendono spesso in maniera diretta dall'architettura
-dell'hardware), ma quello più tipico, usato dai sistemi unix-like come Linux è
-la cosiddetta \textsl{memoria virtuale} che consiste nell'assegnare ad ogni
-processo uno spazio virtuale di indirizzamento lineare, in cui gli indirizzi
-vanno da zero ad un qualche valore massimo.\footnote{nel caso di Linux fino al
- kernel 2.2 detto massimo era, per macchine a 32bit, di 2Gb, con il kernel
- 2.4 ed il supporto per la \textit{high-memory} il limite è stato esteso.}
-
-Come accennato in \capref{cha:intro_unix} questo spazio di indirizzi è
+Ci sono vari modi in cui i sistemi operativi organizzano la memoria, ed i
+dettagli di basso livello dipendono spesso in maniera diretta
+dall'architettura dell'hardware, ma quello più tipico, usato dai sistemi
+unix-like come Linux è la cosiddetta \index{memoria~virtuale} \textsl{memoria
+ virtuale} che consiste nell'assegnare ad ogni processo uno spazio virtuale
+di indirizzamento lineare, in cui gli indirizzi vanno da zero ad un qualche
+valore massimo.\footnote{nel caso di Linux fino al kernel 2.2 detto massimo
+ era, per macchine a 32bit, di 2Gb. Con il kernel 2.4 ed il supporto per la
+ \textit{high-memory} il limite è stato esteso anche per macchine a 32 bit.}
+
+Come accennato in cap.~\ref{cha:intro_unix} questo spazio di indirizzi è
virtuale e non corrisponde all'effettiva posizione dei dati nella RAM del
computer; in genere detto spazio non è neppure continuo (cioè non tutti gli
indirizzi possibili sono utilizzabili, e quelli usabili non sono
necessariamente adiacenti).
-Per la gestione da parte del kernel la memoria virtuale viene divisa in pagine
-di dimensione fissa (che ad esempio sono di 4kb su macchine a 32 bit e 8kb
-sulle alpha, valori strettamente connessi all'hardware di gestione della
-memoria), e ciascuna pagina della memoria virtuale è associata ad un supporto
-che può essere una pagina di memoria reale o ad un dispositivo di stoccaggio
-secondario (in genere lo spazio disco riservato alla swap, o i file che
-contengono il codice).
-
-Lo stesso pezzo di memoria reale (o di spazio disco) può fare da supporto a
-diverse pagine di memoria virtuale appartenenti a processi diversi (come
-accade in genere per le pagine che contengono il codice delle librerie
-condivise). Ad esempio il codice della funzione \func{printf} starà su una
-sola pagina di memoria reale che farà da supporto a tutte le pagine di memoria
-virtuale di tutti i processi che hanno detta funzione nel loro codice.
-
-La corrispondenza fra le pagine della memoria virtuale e quelle della memoria
-fisica della macchina viene gestita in maniera trasparente dall'hardware di
-gestione della memoria (la \textit{Memory Management Unit} del processore).
+Per la gestione da parte del kernel la memoria viene divisa in pagine di
+dimensione fissa,\footnote{inizialmente questi erano di 4kb sulle macchine a
+ 32 bit e di 8kb sulle alpha, con le versioni più recenti del kernel è
+ possibile anche utilizzare pagine di dimensioni maggiori (4Mb), per sistemi
+ con grandi quantitativi di memoria in cui l'uso di pagine troppo piccole
+ comporta una perdita di prestazioni.} e ciascuna pagina nello spazio di
+indirizzi virtuale è associata ad un supporto che può essere una pagina di
+memoria reale o ad un dispositivo di stoccaggio secondario (come lo spazio
+disco riservato alla swap, o i file che contengono il codice). Per ciascun
+processo il kernel si cura di mantenere un mappa di queste corrispondenze
+nella cosiddetta \itindex{page~table} \textit{page table}.\footnote{questa è
+ una semplificazione brutale, il meccanismo è molto più complesso; una buona
+ trattazione di come Linux gestisce la memoria virtuale si trova su
+ \cite{LinVM}.}
+
+Una stessa pagina di memoria reale può fare da supporto a diverse pagine di
+memoria virtuale appartenenti a processi diversi (come accade in genere per le
+pagine che contengono il codice delle librerie condivise). Ad esempio il
+codice della funzione \func{printf} starà su una sola pagina di memoria reale
+che farà da supporto a tutte le pagine di memoria virtuale di tutti i processi
+che hanno detta funzione nel loro codice.
+
+La corrispondenza fra le pagine della \index{memoria~virtuale} memoria
+virtuale di un processo e quelle della memoria fisica della macchina viene
+gestita in maniera trasparente dal kernel.\footnote{in genere con l'ausilio
+ dell'hardware di gestione della memoria (la \textit{Memory Management Unit}
+ del processore), con i kernel della serie 2.6 è comunque diventato possibile
+ utilizzare Linux anche su architetture che non dispongono di una MMU.}
Poiché in genere la memoria fisica è solo una piccola frazione della memoria
virtuale, è necessario un meccanismo che permetta di trasferire le pagine che
servono dal supporto su cui si trovano in memoria, eliminando quelle che non
-servono. Questo meccanismo è detto \textit{paging}, ed è uno dei compiti
-principali del kernel.
+servono. Questo meccanismo è detto \index{paginazione} \textsl{paginazione}
+(o \textit{paging}), ed è uno dei compiti principali del kernel.
Quando un processo cerca di accedere ad una pagina che non è nella memoria
-reale, avviene quello che viene chiamato un \textit{page fault}; l'hardware di
-gestione della memoria genera un'interruzione e passa il controllo al kernel
-il quale sospende il processo e si incarica di mettere in RAM la pagina
-richiesta (effettuando tutte le operazioni necessarie per reperire lo spazio
-necessario), per poi restituire il controllo al processo.
+reale, avviene quello che viene chiamato un \itindex{page~fault} \textit{page
+ fault}; la gestione della memoria genera un'interruzione e passa il
+controllo al kernel il quale sospende il processo e si incarica di mettere in
+RAM la pagina richiesta (effettuando tutte le operazioni necessarie per
+reperire lo spazio necessario), per poi restituire il controllo al processo.
Dal punto di vista di un processo questo meccanismo è completamente
trasparente, e tutto avviene come se tutte le pagine fossero sempre
Normalmente questo è il prezzo da pagare per avere un multitasking reale, ed
in genere il sistema è molto efficiente in questo lavoro; quando però ci siano
esigenze specifiche di prestazioni è possibile usare delle funzioni che
-permettono di bloccare il meccanismo del paging e mantenere fisse delle pagine
-in memoria (vedi \ref{sec:proc_mem_lock}).
+permettono di bloccare il meccanismo della \index{paginazione} paginazione e
+mantenere fisse delle pagine in memoria (vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_lock}).
+Inoltre per certe applicazioni gli algoritmi di gestione della memoria
\subsection{La struttura della memoria di un processo}
commette quando si è manipolato male un puntatore e genera quello che viene
chiamato un \textit{segmentation fault}. Se si tenta cioè di leggere o
scrivere da un indirizzo per il quale non esiste un'associazione della pagina
-virtuale, il kernel risponde al relativo \textit{page fault} mandando un
-segnale \macro{SIGSEGV} al processo, che normalmente ne causa la terminazione
-immediata.
+virtuale, il kernel risponde al relativo \itindex{page~fault} \textit{page
+ fault} mandando un segnale \const{SIGSEGV} al processo, che normalmente ne
+causa la terminazione immediata.
-È pertanto importante capire come viene strutturata la memoria virtuale di un
-processo. Essa viene divisa in \textsl{segmenti}, cioè un insieme contiguo di
-indirizzi virtuali ai quali il processo può accedere. Solitamente un
-programma C viene suddiviso nei seguenti segmenti:
+È pertanto importante capire come viene strutturata \index{memoria~virtuale}
+\textsl{la memoria virtuale} di un processo. Essa viene divisa in
+\textsl{segmenti}, cioè un insieme contiguo di indirizzi virtuali ai quali il
+processo può accedere. Solitamente un programma C viene suddiviso nei
+seguenti segmenti:
\begin{enumerate}
-\item Il segmento di testo o \textit{text segment}. Contiene il codice del
- programma, delle funzioni di librerie da esso utilizzate, e le costanti.
- Normalmente viene condiviso fra tutti i processi che eseguono lo stesso
- programma (e anche da processi che eseguono altri programmi nel caso delle
- librerie). Viene marcato in sola lettura per evitare sovrascritture
- accidentali (o maliziose) che ne modifichino le istruzioni.
+\item Il \index{segmento!testo} segmento di testo o \textit{text segment}.
+ Contiene il codice del programma, delle funzioni di librerie da esso
+ utilizzate, e le costanti. Normalmente viene condiviso fra tutti i processi
+ che eseguono lo stesso programma (e anche da processi che eseguono altri
+ programmi nel caso delle librerie). Viene marcato in sola lettura per
+ evitare sovrascritture accidentali (o maliziose) che ne modifichino le
+ istruzioni.
Viene allocato da \func{exec} all'avvio del programma e resta invariato
per tutto il tempo dell'esecuzione.
-\item Il segmento dei dati o \textit{data segment}. Contiene le variabili
- globali (cioè quelle definite al di fuori di tutte le funzioni che
- compongono il programma) e le variabili statiche (cioè quelle dichiarate con
- l'attributo \ctyp{static}). Di norma è diviso in due parti.
+\item Il \index{segmento!dati} segmento dei dati o \textit{data segment}.
+ Contiene le variabili globali (cioè quelle definite al di fuori di tutte le
+ funzioni che compongono il programma) e le variabili statiche (cioè quelle
+ dichiarate con l'attributo \ctyp{static}). Di norma è diviso in due parti.
La prima parte è il segmento dei dati inizializzati, che contiene le
variabili il cui valore è stato assegnato esplicitamente. Ad esempio
se si definisce:
- \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- double pi = 3.14;
- \end{lstlisting}
+\includecodesnip{listati/pi.c}
questo valore sarà immagazzinato in questo segmento. La memoria di questo
segmento viene preallocata all'avvio del programma e inizializzata ai valori
specificati.
La seconda parte è il segmento dei dati non inizializzati, che contiene le
variabili il cui valore non è stato assegnato esplicitamente. Ad esempio se
si definisce:
- \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- int vect[100];
- \end{lstlisting}
+\includecodesnip{listati/vect.c}
questo vettore sarà immagazzinato in questo segmento. Anch'esso viene
allocato all'avvio, e tutte le variabili vengono inizializzate a zero (ed i
- puntatori a \macro{NULL}).\footnote{si ricordi che questo vale solo per le
+ puntatori a \val{NULL}).\footnote{si ricordi che questo vale solo per le
variabili che vanno nel segmento dati, e non è affatto vero in generale.}
- Storicamente questo segmento viene chiamato BBS (da \textit{block started by
- symbol}). La sua dimensione è fissa.
+ Storicamente questa seconda parte del segmento dati viene chiamata BSS (da
+ \textit{Block Started by Symbol}). La sua dimensione è fissa.
-\item Lo \textit{heap}. Tecnicamente lo si può considerare l'estensione del
- segmento dati, a cui di solito è posto giusto di seguito. È qui che avviene
- l'allocazione dinamica della memoria; può essere ridimensionato allocando e
- disallocando la memoria dinamica con le apposite funzioni (vedi
- \secref{sec:proc_mem_alloc}), ma il suo limite inferiore (quello adiacente
- al segmento dati) ha una posizione fissa.
+\item Lo \itindex{heap} \textit{heap}. Tecnicamente lo si può considerare
+ l'estensione del segmento dati, a cui di solito è posto giusto di seguito. È
+ qui che avviene l'allocazione dinamica della memoria; può essere
+ ridimensionato allocando e disallocando la memoria dinamica con le apposite
+ funzioni (vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc}), ma il suo limite inferiore
+ (quello adiacente al segmento dati) ha una posizione fissa.
-\item Il segmento di \textit{stack}, che contiene lo \textit{stack} del
- programma. Tutte le volte che si effettua una chiamata ad una funzione è
- qui che viene salvato l'indirizzo di ritorno e le informazioni dello stato
- del chiamante (tipo il contenuto di alcuni registri della CPU). Poi la
- funzione chiamata alloca qui lo spazio per le sue variabili locali: in
+\item Il segmento di \itindex{stack} \textit{stack}, che contiene quello che
+ viene chiamato \textit{stack} del programma. Tutte le volte che si effettua
+ una chiamata ad una funzione è qui che viene salvato l'indirizzo di ritorno
+ e le informazioni dello stato del chiamante (tipo il contenuto di alcuni
+ registri della CPU), poi la funzione chiamata alloca qui lo spazio per le
+ sue variabili locali. Tutti questi dati vengono \textit{impilati} (da questo
+ viene il nome \itindex{stack} \textit{stack}) in sequenza uno sull'altro; in
questo modo le funzioni possono essere chiamate ricorsivamente. Al ritorno
- della funzione lo spazio è automaticamente rilasciato. Al ritorno della
- funzione lo spazio è automaticamente ripulito. La pulizia in C e C++ viene
- fatta dal chiamante.\footnote{a meno che non sia stato specificato
- l'utilizzo di una calling convention diversa da quella standard.}
-
- La dimensione di questo segmento aumenta seguendo la crescita dello stack
- del programma, ma non viene ridotta quando quest'ultimo si restringe.
+ della funzione lo spazio è automaticamente rilasciato e
+ ``\textsl{ripulito}''. La pulizia in C e C++ viene fatta dal
+ chiamante.\footnote{a meno che non sia stato specificato l'utilizzo di una
+ calling convention diversa da quella standard.}
+% TODO verificare le modalità di cambiamento della calling convention
+
+ La dimensione di questo segmento aumenta seguendo la crescita dello
+ \itindex{stack} \textit{stack} del programma, ma non viene ridotta quando
+ quest'ultimo si restringe.
\end{enumerate}
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=5cm]{img/memory_layout}
- \caption{Disposizione tipica dei segmenti di memoria di un processo}
+ \includegraphics[height=12cm]{img/memory_layout}
+ \caption{Disposizione tipica dei segmenti di memoria di un processo.}
\label{fig:proc_mem_layout}
\end{figure}
-Una disposizione tipica di questi segmenti è riportata in
-\figref{fig:proc_mem_layout}. Usando il comando \cmd{size} su un programma se
-ne può stampare le dimensioni dei segmenti di testo e di dati (inizializzati e
-BSS); si tenga presente però che il BSS non è mai salvato sul file che
-contiene l'eseguibile, dato che viene sempre inizializzato a zero al
+Una disposizione tipica dei vari segmenti (testo, \itindex{heap}
+\textit{heap}, \itindex{stack} \textit{stack}, ecc.) è riportata in
+fig.~\ref{fig:proc_mem_layout}. Usando il comando \cmd{size} su un programma
+se ne può stampare le dimensioni dei segmenti di testo e di dati
+(inizializzati e BSS); si tenga presente però che il BSS non è mai salvato sul
+file che contiene l'eseguibile, dato che viene sempre inizializzato a zero al
caricamento del programma.
\subsection{Allocazione della memoria per i programmi C}
\label{sec:proc_mem_alloc}
-Il C supporta, a livello di linguaggio, soltanto due modalità di allocazione
-della memoria: l'\textsl{allocazione statica} e l'\textsl{allocazione
- automatica}.
+Il C supporta direttamente, come linguaggio di programmazione, soltanto due
+modalità di allocazione della memoria: l'\textsl{allocazione statica} e
+l'\textsl{allocazione automatica}.
L'\textsl{allocazione statica} è quella con cui sono memorizzate le variabili
globali e le variabili statiche, cioè le variabili il cui valore deve essere
mantenuto per tutta la durata del programma. Come accennato queste variabili
-vengono allocate nel segmento dei dati all'avvio del programma (come parte
-delle operazioni svolte da \func{exec}) e lo spazio da loro occupato non viene
-liberato fino alla sua conclusione.
+vengono allocate nel \index{segmento!dati} segmento dei dati all'avvio del
+programma (come parte delle operazioni svolte da \func{exec}) e lo spazio da
+loro occupato non viene liberato fino alla sua conclusione.
L'\textsl{allocazione automatica} è quella che avviene per gli argomenti di
una funzione e per le sue variabili locali (le cosiddette \textsl{variabili
automatiche}), che esistono solo per la durata della funzione. Lo spazio
-per queste variabili viene allocato nello stack quando viene eseguita la
-funzione e liberato quando si esce dalla medesima.
+per queste variabili viene allocato nello \itindex{stack} \textit{stack} quando
+viene eseguita la funzione e liberato quando si esce dalla medesima.
-Esiste però un terzo tipo di allocazione, l'\textsl{allocazione dinamica della
- memoria}, che non è prevista direttamente all'interno del linguaggio C, ma
-che è necessaria quando il quantitativo di memoria che serve è determinabile
-solo durante il corso dell'esecuzione del programma.
+Esiste però un terzo tipo di allocazione, l'\textsl{allocazione dinamica}
+della memoria, che non è prevista direttamente all'interno del linguaggio C,
+ma che è necessaria quando il quantitativo di memoria che serve è
+determinabile solo durante il corso dell'esecuzione del programma.
Il C non consente di usare variabili allocate dinamicamente, non è possibile
cioè definire in fase di programmazione una variabile le cui dimensioni
possano essere modificate durante l'esecuzione del programma. Per questo le
librerie del C forniscono una serie opportuna di funzioni per eseguire
-l'allocazione dinamica di memoria (in genere nello heap). Le variabili il
-cui contenuto è allocato in questo modo non potranno essere usate direttamente
-come le altre, ma l'accesso sarà possibile solo in maniera indiretta,
-attraverso dei puntatori.
+l'allocazione dinamica di memoria (in genere nello \itindex{heap}
+\textit{heap}).
+Le variabili il cui contenuto è allocato in questo modo non potranno essere
+usate direttamente come le altre (quelle nello \itindex{stack}
+\textit{stack}), ma l'accesso sarà possibile solo in maniera indiretta,
+attraverso i puntatori alla memoria loro riservata che si sono ottenuti dalle
+funzioni di allocazione.
-\subsection{Le funzioni \func{malloc}, \func{calloc}, \func{realloc} e
- \func{free}}
-\label{sec:proc_mem_malloc}
Le funzioni previste dallo standard ANSI C per la gestione della memoria sono
-quattro: \func{malloc}, \func{calloc}, \func{realloc} e \func{free}, i loro
-prototipi sono i seguenti:
+quattro: \funcd{malloc}, \funcd{calloc}, \funcd{realloc} e \funcd{free}, i
+loro prototipi sono i seguenti:
\begin{functions}
\headdecl{stdlib.h}
-\funcdecl{void *calloc(size\_t size)}
- Alloca \var{size} byte nello heap. La memoria viene inizializzata a 0.
+\funcdecl{void *calloc(size\_t nmemb, size\_t size)}
+ Alloca nello \textit{heap} un'area di memoria per un vettore di
+ \param{nmemb} membri di \param{size} byte di dimensione. La memoria viene
+ inizializzata a 0.
La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata in caso
- di successo e \macro{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
- \var{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
+ di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
\funcdecl{void *malloc(size\_t size)}
- Alloca \var{size} byte nello heap. La memoria non viene inizializzata.
+ Alloca \param{size} byte nello \textit{heap}. La memoria non viene
+ inizializzata.
La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata in caso
- di successo e \macro{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
- \var{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
+ di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
\funcdecl{void *realloc(void *ptr, size\_t size)}
- Cambia la dimensione del blocco allocato all'indirizzo \var{ptr}
- portandola a \var{size}.
+ Cambia la dimensione del blocco allocato all'indirizzo \param{ptr}
+ portandola a \param{size}.
La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata in caso
- di successo e \macro{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
- \var{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
+ di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.
\funcdecl{void free(void *ptr)}
- Disalloca lo spazio di memoria puntato da \var{ptr}.
+ Disalloca lo spazio di memoria puntato da \param{ptr}.
La funzione non ritorna nulla e non riporta errori.
\end{functions}
32 bit in genere è allineato a multipli di 4 byte e sulle macchine a 64 bit a
multipli di 8 byte.
-In genere su usano le funzioni \func{malloc} e \func{calloc} per allocare
-dinamicamente la memoria necessaria al programma, e siccome i puntatori
-ritornati sono di tipo generico non è necessario effettuare un cast per
-assegnarli a puntatori al tipo di variabile per la quale si effettua
-l'allocazione.
+In genere si usano le funzioni \func{malloc} e \func{calloc} per allocare
+dinamicamente la quantità di memoria necessaria al programma indicata da
+\param{size},\footnote{queste funzioni presentano un comportamento diverso fra
+ le \acr{glibc} e le \acr{uClib} quando il valore di \param{size} è nullo.
+ Nel primo caso viene comunque restituito un puntatore valido, anche se non è
+ chiaro a cosa esso possa fare riferimento, nel secondo caso viene restituito
+ \val{NULL}. Il comportamento è analogo con \code{realloc(NULL, 0)}.} e
+siccome i puntatori ritornati sono di tipo generico non è necessario
+effettuare un cast per assegnarli a puntatori al tipo di variabile per la
+quale si effettua l'allocazione.
La memoria allocata dinamicamente deve essere esplicitamente rilasciata usando
\func{free}\footnote{le glibc provvedono anche una funzione \func{cfree}
definita per compatibilità con SunOS, che è deprecata.} una volta che non
-sia più necessaria. Questa funzione vuole come parametro un puntatore
+sia più necessaria. Questa funzione vuole come argomento un puntatore
restituito da una precedente chiamata a una qualunque delle funzioni di
allocazione che non sia già stato liberato da un'altra chiamata a \func{free},
in caso contrario il comportamento della funzione è indefinito.
La funzione \func{realloc} si usa invece per cambiare (in genere aumentare) la
dimensione di un'area di memoria precedentemente allocata, la funzione vuole
in ingresso il puntatore restituito dalla precedente chiamata ad una
-\func{malloc} (se è passato un valore \macro{NULL} allora la funzione si
-comporta come \func{malloc},\footnote{questo è vero per Linux e
+\func{malloc} (se è passato un valore \val{NULL} allora la funzione si
+comporta come \func{malloc})\footnote{questo è vero per Linux e
l'implementazione secondo lo standard ANSI C, ma non è vero per alcune
vecchie implementazioni, inoltre alcune versioni delle librerie del C
consentivano di usare \func{realloc} anche per un puntatore liberato con
\func{free} purché non ci fossero state nel frattempo altre chiamate a
funzioni di allocazione, questa funzionalità è totalmente deprecata e non è
- consentita sotto Linux.}) ad esempio quando si deve far crescere la
+ consentita sotto Linux.} ad esempio quando si deve far crescere la
dimensione di un vettore. In questo caso se è disponibile dello spazio
adiacente al precedente la funzione lo utilizza, altrimenti rialloca altrove
un blocco della dimensione voluta, copiandoci automaticamente il contenuto; lo
Si deve sempre avere ben presente il fatto che il blocco di memoria restituito
da \func{realloc} può non essere un'estensione di quello che gli si è passato
in ingresso; per questo si dovrà \emph{sempre} eseguire la riassegnazione di
-\var{ptr} al valore di ritorno della funzione, e reinizializzare o provvedere
+\param{ptr} al valore di ritorno della funzione, e reinizializzare o provvedere
ad un adeguato aggiornamento di tutti gli altri puntatori all'interno del
blocco di dati ridimensionato.
-Un errore abbastanza frequente (specie se si ha a che fare con array di
+Un errore abbastanza frequente (specie se si ha a che fare con vettori di
puntatori) è quello di chiamare \func{free} più di una volta sullo stesso
puntatore; per evitare questo problema una soluzione di ripiego è quella di
-assegnare sempre a \macro{NULL} ogni puntatore liberato con \func{free}, dato
-che, quando il parametro è un puntatore nullo, \func{free} non esegue nessuna
+assegnare sempre a \val{NULL} ogni puntatore liberato con \func{free}, dato
+che, quando l'argomento è un puntatore nullo, \func{free} non esegue nessuna
operazione.
-Le \acr{glibc} hanno un'implementazione delle routine di allocazione che è
+Le \acr{glibc} hanno un'implementazione delle funzioni di allocazione che è
controllabile dall'utente attraverso alcune variabili di ambiente, in
particolare diventa possibile tracciare questo tipo di errori usando la
-variabile \macro{MALLOC\_CHECK\_} che quando viene definita mette in uso una
-versione meno efficiente delle funzioni suddette, che però è più tollerante
-nei confronti di piccoli errori come quello di chiamate doppie a \func{free}.
-In particolare:
+variabile di ambiente \val{MALLOC\_CHECK\_} che quando viene definita mette in
+uso una versione meno efficiente delle funzioni suddette, che però è più
+tollerante nei confronti di piccoli errori come quello di chiamate doppie a
+\func{free}. In particolare:
\begin{itemize*}
-\item se la variabile è posta a zero gli errori vengono ignorati.
+\item se la variabile è posta a zero gli errori vengono ignorati;
\item se è posta ad 1 viene stampato un avviso sullo \textit{standard error}
- (vedi \secref{sec:file_std_stream}).
+ (vedi sez.~\ref{sec:file_std_stream});
\item se è posta a 2 viene chiamata \func{abort}, che in genere causa
l'immediata conclusione del programma.
\end{itemize*}
Il problema più comune e più difficile da risolvere che si incontra con le
-routine di allocazione è quando non viene opportunamente liberata la memoria
-non più utilizzata, quello che in inglese viene chiamato \textit{memory-leak},
-(cioè \textsl{perdita di memoria}).
+funzioni di allocazione è quando non viene opportunamente liberata la memoria
+non più utilizzata, quello che in inglese viene chiamato \itindex{memory~leak}
+\textit{memory leak}, cioè una \textsl{perdita di memoria}.
Un caso tipico che illustra il problema è quello in cui in una subroutine si
alloca della memoria per uso locale senza liberarla prima di uscire. La
memoria resta così allocata fino alla terminazione del processo. Chiamate
ripetute alla stessa subroutine continueranno ad effettuare altre allocazioni,
causando a lungo andare un esaurimento della memoria disponibile (e la
-probabile l'impossibilità di proseguire l'esecuzione programma).
+probabile impossibilità di proseguire l'esecuzione del programma).
Il problema è che l'esaurimento della memoria può avvenire in qualunque
momento, in corrispondenza ad una qualunque chiamata di \func{malloc}, che può
essere in una sezione del codice che non ha alcuna relazione con la subroutine
che contiene l'errore. Per questo motivo è sempre molto difficile trovare un
-\textit{memory leak}.
-
-Per ovviare a questi problemi l'implementazione delle routine di allocazione
-delle \acr{glibc} mette a disposizione una serie di funzionalità (su cui
-torneremo in \secref{sec:xxx_advanced}) che permettono di tracciare le
-allocazioni e le disallocazione, e definisce anche una serie di possibili
-\textit{hook} (\textsl{ganci}) che permettono di sostituire alle funzioni di
-libreria una propria versione (che può essere più o meno specializzata per il
-debugging).
-
+\itindex{memory~leak} \textit{memory leak}.
+
+In C e C++ il problema è particolarmente sentito. In C++, per mezzo della
+programmazione ad oggetti, il problema dei \itindex{memory~leak}
+\textit{memory leak} è notevolmente ridimensionato attraverso l'uso accurato
+di appositi oggetti come gli \textit{smartpointers}. Questo però in genere va
+a scapito delle prestazioni dell'applicazione in esecuzione.
+
+% TODO decidere cosa fare di questo che segue
+% In altri linguaggi come il java e recentemente il C\# il problema non si pone
+% nemmeno perché la gestione della memoria viene fatta totalmente in maniera
+% automatica, ovvero il programmatore non deve minimamente preoccuparsi di
+% liberare la memoria allocata precedentemente quando non serve più, poiché
+% l'infrastruttura del linguaggio gestisce automaticamente la cosiddetta
+% \index{\textit{garbage~collection}} \textit{garbage collection}. In tal caso,
+% attraverso meccanismi simili a quelli del \textit{reference counting}, quando
+% una zona di memoria precedentemente allocata non è più riferita da nessuna
+% parte del codice in esecuzione, può essere deallocata automaticamente in
+% qualunque momento dall'infrastruttura.
+
+% Anche questo va a scapito delle prestazioni dell'applicazione in esecuzione
+% (inoltre le applicazioni sviluppate con tali linguaggi di solito non sono
+% eseguibili compilati, come avviene invece per il C ed il C++, ed è necessaria
+% la presenza di una infrastruttura per la loro interpretazione e pertanto hanno
+% di per sé delle prestazioni più scadenti rispetto alle stesse applicazioni
+% compilate direttamente). Questo comporta però il problema della non
+% predicibilità del momento in cui viene deallocata la memoria precedentemente
+% allocata da un oggetto.
+
+Per limitare l'impatto di questi problemi, e semplificare la ricerca di
+eventuali errori, l'implementazione delle funzioni di allocazione delle
+\acr{glibc} mette a disposizione una serie di funzionalità che permettono di
+tracciare le allocazioni e le disallocazioni, e definisce anche una serie di
+possibili \textit{hook} (\textsl{ganci}) che permettono di sostituire alle
+funzioni di libreria una propria versione (che può essere più o meno
+specializzata per il debugging). Esistono varie librerie che forniscono dei
+sostituti opportuni delle funzioni di allocazione in grado, senza neanche
+ricompilare il programma,\footnote{esempi sono \textit{Dmalloc}
+ \href{http://dmalloc.com/}{\textsf{http://dmalloc.com/}} di Gray Watson ed
+ \textit{Electric Fence} di Bruce Perens.} di eseguire diagnostiche anche
+molto complesse riguardo l'allocazione della memoria.
-\subsection{La funzione \func{alloca}}
-\label{sec:proc_mem_alloca}
Una possibile alternativa all'uso di \func{malloc}, che non soffre dei
-problemi di memory leak descritti in precedenza, è la funzione \func{alloca},
-che invece di allocare la memoria nello heap usa il segmento di stack della
-funzione corrente. La sintassi è identica a quella di \func{malloc}, il suo
-prototipo è:
+problemi di \itindex{memory~leak} \textit{memory leak} descritti in
+precedenza, è la funzione \funcd{alloca}, che invece di allocare la memoria
+nello \itindex{heap} \textit{heap} usa il segmento di \itindex{stack}
+\textit{stack} della funzione corrente. La sintassi è identica a quella di
+\func{malloc}, il suo prototipo è:
\begin{prototype}{stdlib.h}{void *alloca(size\_t size)}
- Alloca \var{size} byte nel segmento di stack della funzione chiamante.
- La memoria non viene inizializzata.
-
- La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata in caso
- di successo e \macro{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
- \var{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
+ Alloca \param{size} byte nello stack.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata
+ in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.}
\end{prototype}
-\noindent ma in questo caso non è più necessario liberare la memoria (e quindi
-non esiste un analogo della \func{free}) in quanto essa viene rilasciata
-automaticamente al ritorno della funzione.
+
+La funzione alloca la quantità di memoria (non inizializzata) richiesta
+dall'argomento \param{size} nel segmento di \itindex{stack} \textit{stack}
+della funzione chiamante. Con questa funzione non è più necessario liberare
+la memoria allocata (e quindi non esiste un analogo della \func{free}) in
+quanto essa viene rilasciata automaticamente al ritorno della funzione.
Come è evidente questa funzione ha molti vantaggi, anzitutto permette di
-evitare alla radice i problemi di memory leak, dato che non serve più la
-deallocazione esplicita; inoltre la deallocazione automatica funziona anche
-quando si usa \func{longjmp} per uscire da una subroutine con un salto non
-locale da una funzione (vedi \secref{sec:proc_longjmp}).
+evitare alla radice i problemi di \itindex{memory~leak} \textit{memory leak},
+dato che non serve più la deallocazione esplicita; inoltre la deallocazione
+automatica funziona anche quando si usa \func{longjmp} per uscire da una
+subroutine con un salto non locale da una funzione (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_longjmp}).
Un altro vantaggio è che in Linux la funzione è molto più veloce di
\func{malloc} e non viene sprecato spazio, infatti non è necessario gestire un
non può essere usata nella lista degli argomenti di una funzione, perché lo
spazio verrebbe allocato nel mezzo degli stessi.
-% Questo è riportato solo dal manuale delle glibc, nelle man page non c'è
+% Questo è riportato solo dal manuale delle glibc, nelle pagine di manuale non c'è
% traccia di tutto ciò
%
%Inoltre se si
%cerca di allocare troppa memoria non si ottiene un messaggio di errore, ma un
%segnale di \textit{segment violation} analogo a quello che si avrebbe da una
%ricorsione infinita.
+% TODO inserire più informazioni su alloca come da man page
+
Inoltre non è chiaramente possibile usare \func{alloca} per allocare memoria
che deve poi essere usata anche al di fuori della funzione in cui essa viene
chiamata, dato che all'uscita dalla funzione lo spazio allocato diventerebbe
libero, e potrebbe essere sovrascritto all'invocazione di nuove funzioni.
Questo è lo stesso problema che si può avere con le variabili automatiche, su
-cui torneremo in \secref{sec:proc_auto_var}.
-
-
-\subsection{Le funzioni \func{brk} e \func{sbrk}}
-\label{sec:proc_mem_sbrk}
-
-L'uso di queste funzioni è necessario solo quando si voglia accedere alle
-analoghe system call a cui fanno da interfaccia. I loro prototipi sono:
-\begin{functions}
- \headdecl{unistd.h}
- \funcdecl{int brk(void *end\_data\_segment)}
- Sposta la fine del segmento dei dati all'indirizzo specificato da
- \var{end\_data\_segment}.
+cui torneremo in sez.~\ref{sec:proc_auto_var}.
+
+
+Le due funzioni seguenti\footnote{le due funzioni sono state definite con BSD
+ 4.3, non fanno parte delle librerie standard del C e mentre sono state
+ esplicitamente escluse dallo standard POSIX.} vengono utilizzate soltanto
+quando è necessario effettuare direttamente la gestione della memoria
+associata allo spazio dati di un processo, ad esempio qualora si debba
+implementare la propria versione delle funzioni di allocazione della memoria.
+La prima funzione è \funcd{brk}, ed il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int brk(void *end\_data\_segment)}
+ Sposta la fine del segmento dei dati.
- La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, nel qual caso \var{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.}
+\end{prototype}
- \funcdecl{void *sbrk(ptrdiff\_t increment)} Incrementa lo spazio dati di un
- programma di \var{increment}. Un valore zero restituisce l'attuale posizione
- della fine del segmento dati.
+La funzione è un'interfaccia diretta all'omonima system call ed imposta
+l'indirizzo finale del \index{segmento!dati} segmento dati di un processo
+all'indirizzo specificato da \param{end\_data\_segment}. Quest'ultimo deve
+essere un valore ragionevole, ed inoltre la dimensione totale del segmento non
+deve comunque eccedere un eventuale limite (si veda
+sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) imposto sulle dimensioni massime dello
+spazio dati del processo.
+
+Una seconda funzione per la manipolazione delle dimensioni
+\index{segmento!dati} del segmento dati\footnote{in questo caso si tratta
+ soltanto di una funzione di libreria, e non di una system call.} è
+\funcd{sbrk}, ed il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{void *sbrk(ptrdiff\_t increment)}
+ Incrementa la dimensione dello spazio dati.
- La funzione restituisce il puntatore all'inizio della nuova zona di memoria
- allocata in caso di successo e \macro{NULL} in caso di fallimento, nel qual
- caso \macro{errno} viene settata a \macro{ENOMEM}.
-\end{functions}
-\noindent in genere si usa \func{sbrk} con un valore zero per ottenere
-l'attuale posizione della fine del segmento dati.
+ \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore all'inizio della nuova zona
+ di memoria allocata in caso di successo e \val{NULL} in caso di
+ fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.}
+\end{prototype}
+\noindent la funzione incrementa la dimensione lo spazio dati di un programma
+di \param{increment} byte, restituendo il nuovo indirizzo finale dello stesso.
+Un valore nullo permette di ottenere l'attuale posizione della fine del
+\index{segmento!dati} segmento dati.
Queste funzioni sono state deliberatamente escluse dallo standard POSIX.1 e
per i programmi normali è sempre opportuno usare le funzioni di allocazione
-standard descritte in precedenza, che sono costruite su di esse. L'uso di
-queste funzione è ristretto alle specifiche necessità di chi debba
-implementare una sua versione delle routine di allocazione.
-
-
-% \subsection{La personalizzazione delle funzioni di allocazione}
-% \label{sec:proc_mem_malloc_custom}
+standard descritte in precedenza, che sono costruite su di esse.
\subsection{Il controllo della memoria virtuale}
\label{sec:proc_mem_lock}
-Come spiegato in \secref{sec:proc_mem_gen} il kernel gestisce la memoria in
-maniera trasparente ai processi, decidendo quando rimuovere pagine dalla
-memoria per metterle nello swap, sulla base dell'utilizzo corrente da parte
-dei vari processi.
+\index{memoria~virtuale|(}
+
+Come spiegato in sez.~\ref{sec:proc_mem_gen} il kernel gestisce la memoria
+virtuale in maniera trasparente ai processi, decidendo quando rimuovere pagine
+dalla memoria per metterle nello swap, sulla base dell'utilizzo corrente da
+parte dei vari processi.
Nell'uso comune un processo non deve preoccuparsi di tutto ciò, in quanto il
-meccanismo della paginazione riporta in RAM, ed in maniera trasparente, tutte
-le pagine che gli occorrono; esistono però esigenze particolari in cui non si
-vuole che questo meccanismo si attivi. In generale i motivi per cui si possono
-avere di queste necessità sono due:
+meccanismo della \index{paginazione} paginazione riporta in RAM, ed in maniera
+trasparente, tutte le pagine che gli occorrono; esistono però esigenze
+particolari in cui non si vuole che questo meccanismo si attivi. In generale i
+motivi per cui si possono avere di queste necessità sono due:
\begin{itemize}
-\item \textsl{La velocità}. Il processo della paginazione è trasparente solo
- se il programma in esecuzione non è sensibile al tempo che occorre a
- riportare la pagina in memoria; per questo motivo processi critici che hanno
- esigenze di tempo reale o tolleranze critiche nelle risposte (ad esempio
- processi che trattano campionamenti sonori) possono non essere in grado di
- sopportare le variazioni della velocità di accesso dovuta alla paginazione.
+\item \textsl{La velocità}. Il processo della \index{paginazione} paginazione
+ è trasparente solo se il programma in esecuzione non è sensibile al tempo
+ che occorre a riportare la pagina in memoria; per questo motivo processi
+ critici che hanno esigenze di tempo reale o tolleranze critiche nelle
+ risposte (ad esempio processi che trattano campionamenti sonori) possono non
+ essere in grado di sopportare le variazioni della velocità di accesso dovuta
+ alla paginazione.
In certi casi poi un programmatore può conoscere meglio dell'algoritmo di
allocazione delle pagine le esigenze specifiche del suo programma e decidere
quali pagine di memoria è opportuno che restino in memoria per un aumento
delle prestazioni. In genere queste sono esigenze particolari e richiedono
anche un aumento delle priorità in esecuzione del processo (vedi
- \secref{sec:proc_real_time}).
+ sez.~\ref{sec:proc_real_time}).
\item \textsl{La sicurezza}. Se si hanno password o chiavi segrete in chiaro
in memoria queste possono essere portate su disco dal meccanismo della
- paginazione. Questo rende più lungo il periodo di tempo in cui detti segreti
- sono presenti in chiaro e più complessa la loro cancellazione (ad un
- processo è possibile cancellare la memoria su cui scrive le sue variabili,
- ma non può toccare lo spazio disco su cui una pagina di memoria può essere
- stata salvata). Per questo motivo di solito i programmi di crittografia
- richiedono il blocco di alcune pagine di memoria.
+ \index{paginazione} paginazione. Questo rende più lungo il periodo di tempo
+ in cui detti segreti sono presenti in chiaro e più complessa la loro
+ cancellazione (un processo può cancellare la memoria su cui scrive le sue
+ variabili, ma non può toccare lo spazio disco su cui una pagina di memoria
+ può essere stata salvata). Per questo motivo di solito i programmi di
+ crittografia richiedono il blocco di alcune pagine di memoria.
\end{itemize}
-Il meccanismo che previene la paginazione di parte della memoria virtuale di
-un processo è chiamato \textit{memory locking} (o \textsl{blocco della
- memoria}). Il blocco è sempre associato alle pagine della memoria virtuale
-del processo, e non al segmento reale di RAM su cui essa viene mantenuta.
+\itindbeg{memory~locking}
-La regola è che se un segmento di RAM fa da supporto ad almeno una pagina
-bloccata allora esso viene escluso dal meccanismo della paginazione. I blocchi
-non si accumulano, se si blocca due volte la stessa pagina non è necessario
-sbloccarla due volte, una pagina o è bloccata oppure no.
+Il meccanismo che previene la \index{paginazione} paginazione di parte della
+memoria virtuale di un processo è chiamato \textit{memory locking} (o
+\textsl{blocco della memoria}). Il blocco è sempre associato alle pagine della
+memoria virtuale del processo, e non al segmento reale di RAM su cui essa
+viene mantenuta. La regola è che se un segmento di RAM fa da supporto ad
+almeno una pagina bloccata allora esso viene escluso dal meccanismo della
+\index{paginazione} paginazione. I blocchi non si accumulano, se si blocca due
+volte la stessa pagina non è necessario sbloccarla due volte, una pagina o è
+bloccata oppure no.
Il \textit{memory lock} persiste fintanto che il processo che detiene la
memoria bloccata non la sblocca. Chiaramente la terminazione del processo
comporta anche la fine dell'uso della sua memoria virtuale, e quindi anche di
-tutti i suoi \textit{memory lock}.
-
-I \textit{memory lock} non sono ereditati dai processi figli.\footnote{ma
- siccome Linux usa il \textit{copy on write} (vedi \secref{sec:proc_fork})
- gli indirizzi virtuali del figlio sono mantenuti sullo stesso segmento di
- RAM del padre, quindi fintanto che un figlio non scrive su un segmento, può
- usufruire del memory lock del padre.} Siccome la presenza di un
-\textit{memory lock} riduce la memoria disponibile al sistema, con un impatto
-su tutti gli altri processi, solo l'amministratore ha la capacità di bloccare
-una pagina. Ogni processo può però sbloccare le pagine relative alla propria
-memoria.
+tutti i suoi \textit{memory lock}. Infine i \textit{memory lock} non sono
+ereditati dai processi figli,\footnote{ma siccome Linux usa il
+ \itindex{copy~on~write} \textit{copy on write} (vedi
+ sez.~\ref{sec:proc_fork}) gli indirizzi virtuali del figlio sono mantenuti
+ sullo stesso segmento di RAM del padre, quindi fintanto che un figlio non
+ scrive su un segmento, può usufruire del \textit{memory lock} del padre.} e
+vengono automaticamente rimossi se si pone in esecuzione un altro programma
+con \func{exec} (vedi sez.~\ref{sec:proc_exec}).
+
+Siccome la richiesta di un \textit{memory lock} da parte di un processo riduce
+la memoria fisica disponibile nel sistema, questo ha un evidente impatto su
+tutti gli altri processi, per cui fino al kernel 2.6.9 solo un processo con i
+privilegi opportuni (la \itindex{capabilities} \textit{capability}
+\const{CAP\_IPC\_LOCK}, vedi sez.~\ref{sec:proc_capabilities}) aveva la
+capacità di bloccare una pagina.
Il sistema pone dei limiti all'ammontare di memoria di un processo che può
-essere bloccata e al totale di memoria fisica che può dedicare a questo, lo
-standard POSIX.1 richiede che sia definita in \file{unistd.h} la costante
+essere bloccata e al totale di memoria fisica che si può dedicare a questo, lo
+standard POSIX.1 richiede che sia definita in \file{unistd.h} la macro
\macro{\_POSIX\_MEMLOCK\_RANGE} per indicare la capacità di eseguire il
-\textit{memory locking} e la costante \macro{PAGESIZE} in \file{limits.h} per
-indicare la dimensione di una pagina in byte.
-
-Le funzioni per bloccare e sbloccare singole sezioni di memoria sono
-\func{mlock} e \func{munlock}; i loro prototipi sono:
+\textit{memory locking}. Inoltre in alcuni sistemi è definita la costante
+\const{PAGE\_SIZE} in \file{limits.h} per indicare la dimensione di una pagina
+in byte.\footnote{con Linux questo non avviene e si deve ricorrere alla
+ funzione \func{getpagesize}, vedi sez.~\ref{sec:sys_memory_res}.}
+
+
+A partire dal kernel 2.6.9 anche un processo normale può bloccare la propria
+memoria\footnote{la funzionalità è stata introdotta per non essere costretti a
+ dare privilegi eccessivi a programmi di crittografia, che necessitano di
+ questa funzionalità, ma che devono essere usati da utenti normali.} ma
+mentre un processo privilegiato non ha limiti sulla quantità di memoria che
+può bloccare, un processo normale è soggetto al limite della risorsa
+\const{RLIMIT\_MEMLOCK} (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}). In generale
+poi ogni processo può sbloccare le pagine relative alla propria memoria, se
+però diversi processi bloccano la stessa pagina questa resterà bloccata
+fintanto che ci sarà almeno un processo che la blocca.
+
+Le funzioni per bloccare e sbloccare la \index{paginazione} paginazione di
+singole sezioni di memoria sono \funcd{mlock} e \funcd{munlock}; i loro
+prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{sys/mman.h}
\funcdecl{int mlock(const void *addr, size\_t len)}
- Blocca la paginazione per l'intervallo di memoria da \var{addr} per
- \var{len} byte. Tutte le pagine che contengono una parte dell'intervallo
- sono mantenute in RAM per tutta la durata del blocco.
+ Blocca la paginazione su un intervallo di memoria.
\funcdecl{int munlock(const void *addr, size\_t len)}
- Sblocca l'intervallo di memoria da \var{addr} per \var{len} byte.
-
+ Rimuove il blocco della paginazione su un intervallo di memoria.
\bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in
- caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata ad uno dei
+ caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei
valori seguenti:
\begin{errlist}
- \item[\macro{ENOMEM}] alcuni indirizzi dell'intervallo specificato non
+ \item[\errcode{ENOMEM}] alcuni indirizzi dell'intervallo specificato non
corrispondono allo spazio di indirizzi del processo o si è ecceduto
il numero massimo consentito di pagine bloccate.
- \item[\macro{EINVAL}] \var{len} non è un valore positivo.
+ \item[\errcode{EINVAL}] \param{len} non è un valore positivo.
+ \item[\errcode{EPERM}] con un kernel successivo al 2.6.9 il processo non è
+ privilegiato e si un limite nullo per \const{RLIMIT\_MEMLOCK}.
\end{errlist}
- e, per \func{mlock}, anche \macro{EPERM} quando il processo non ha i
+ e, per \func{mlock}, anche \errval{EPERM} quando il processo non ha i
privilegi richiesti per l'operazione.}
\end{functions}
-Altre due funzioni, \func{mlockall} e \func{munlockall}, consentono di
-bloccare genericamente lo spazio di indirizzi di un processo. I prototipi di
-queste funzioni sono:
-
+Le due funzioni permettono rispettivamente di bloccare e sbloccare la
+\index{paginazione} paginazione per l'intervallo di memoria specificato dagli
+argomenti, che ne indicano nell'ordine l'indirizzo iniziale e la lunghezza.
+Tutte le pagine che contengono una parte dell'intervallo bloccato sono
+mantenute in RAM per tutta la durata del blocco.\footnote{con altri kernel si
+ può ottenere un errore di \errcode{EINVAL} se \param{addr} non è un multiplo
+ della dimensione delle pagine di memoria.}
+
+Altre due funzioni, \funcd{mlockall} e \funcd{munlockall}, consentono di
+bloccare genericamente la \index{paginazione} paginazione per l'intero spazio
+di indirizzi di un processo. I prototipi di queste funzioni sono:
\begin{functions}
\headdecl{sys/mman.h}
\funcdecl{int munlockall(void)}
Sblocca la paginazione per lo spazio di indirizzi del processo corrente.
- \bodydesc{Codici di ritorno ed errori sono gli stessi di \func{mlock}
- e \func{munlock}.}
+ \bodydesc{Codici di ritorno ed errori sono gli stessi di \func{mlock} e
+ \func{munlock}, con un kernel successivo al 2.6.9 l'uso di
+ \func{munlockall} senza la \itindex{capabilities} \textit{capability}
+\const{CAP\_IPC\_LOCK} genera un errore di \errcode{EPERM}.}
\end{functions}
-Il parametro \var{flags} di \func{mlockall} permette di controllarne il
+L'argomento \param{flags} di \func{mlockall} permette di controllarne il
comportamento; esso può essere specificato come l'OR aritmetico delle due
costanti:
\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.5cm}}
-\item[\macro{MCL\_CURRENT}] blocca tutte le pagine correntemente mappate nello
+\item[\const{MCL\_CURRENT}] blocca tutte le pagine correntemente mappate nello
spazio di indirizzi del processo.
-\item[\macro{MCL\_FUTURE}] blocca tutte le pagine che saranno mappate nello
+\item[\const{MCL\_FUTURE}] blocca tutte le pagine che verranno mappate nello
spazio di indirizzi del processo.
\end{basedescript}
-Con \func{mlockall} si può bloccare tutte le pagine mappate nello spazio di
-indirizzi del processo, sia che comprendano il segmento di testo, di dati, lo
-stack, lo heap e pure le funzioni di libreria chiamate, i file mappati in
-memoria, i dati del kernel mappati in user space, la memoria condivisa. L'uso
-dei flag permette di selezionare con maggior finezza le pagine da bloccare, ad
-esempio limitandosi a tutte le pagine allocate a partire da un certo momento.
-
-In ogni caso un processo real-time che deve entrare in una sezione critica
-deve provvedere a riservare memoria sufficiente prima dell'ingresso, per
-scongiurare in partenza un eventuale page fault causato dal meccanismo di
-\textit{copy on write}. Infatti se nella sezione critica si va ad utilizzare
-memoria che non è ancora stata riportata in RAM si potrebbe avere un page
-fault durante l'esecuzione della stessa, con conseguente rallentamento
-(probabilmente inaccettabile) dei tempi di esecuzione.
+Con \func{mlockall} si possono bloccare tutte le pagine mappate nello spazio
+di indirizzi del processo, sia che comprendano il \index{segmento!dati}
+\index{segmento!testo} segmento di testo, di dati, lo \itindex{stack}
+\textit{stack}, lo \itindex{heap} \textit{heap} e pure le funzioni di libreria
+chiamate, i file mappati in memoria, i dati del kernel mappati in user space,
+la memoria condivisa. L'uso dei flag permette di selezionare con maggior
+finezza le pagine da bloccare, ad esempio limitandosi a tutte le pagine
+allocate a partire da un certo momento.
+
+In ogni caso un processo real-time che deve entrare in una
+\index{sezione~critica} sezione critica deve provvedere a riservare memoria
+sufficiente prima dell'ingresso, per scongiurare l'occorrenza di un eventuale
+\itindex{page~fault} \textit{page fault} causato dal meccanismo di
+\itindex{copy~on~write} \textit{copy on write}. Infatti se nella
+\index{sezione~critica} sezione critica si va ad utilizzare memoria che non è
+ancora stata riportata in RAM si potrebbe avere un \itindex{page~fault}
+\textit{page fault} durante l'esecuzione della stessa, con conseguente
+rallentamento (probabilmente inaccettabile) dei tempi di esecuzione.
In genere si ovvia a questa problematica chiamando una funzione che ha
allocato una quantità sufficientemente ampia di variabili automatiche, in modo
-che esse vengano mappate in RAM dallo stack, dopo di che, per essere sicuri
-che esse siano state effettivamente portate in memoria, ci si scrive sopra.
+che esse vengano mappate in RAM dallo \itindex{stack} \textit{stack}, dopo di
+che, per essere sicuri che esse siano state effettivamente portate in memoria,
+ci si scrive sopra.
+
+\itindend{memory~locking}
+
+% TODO documentare \func{madvise}
+% TODO documentare \func{mincore}
+\index{memoria~virtuale|)}
-\section{Parametri, opzioni ed ambiente di un processo}
+
+% \subsection{Gestione avanzata dell'allocazione della memoria}
+% \label{sec:proc_mem_malloc_custom}
+% TODO: trattare le funzionalità avanzate di \func{malloc}
+
+
+
+\section{Argomenti, opzioni ed ambiente di un processo}
\label{sec:proc_options}
-Tutti i programmi hanno la possibilità di ricevere parametri e opzioni quando
-vengono lanciati. Il passaggio dei parametri è effettuato attraverso gli
-argomenti \var{argc} e \var{argv} della funzione \func{main}, che vengono
+Tutti i programmi hanno la possibilità di ricevere argomenti e opzioni quando
+vengono lanciati. Il passaggio degli argomenti è effettuato attraverso gli
+argomenti \param{argc} e \param{argv} della funzione \func{main}, che vengono
passati al programma dalla shell (o dal processo che esegue la \func{exec},
-secondo le modalità che vedremo in \secref{sec:proc_exec}) quando questo viene
-messo in esecuzione.
+secondo le modalità che vedremo in sez.~\ref{sec:proc_exec}) quando questo
+viene messo in esecuzione.
-Oltre al passaggio dei parametri, un'altra modalità che permette di passare
+Oltre al passaggio degli argomenti, un'altra modalità che permette di passare
delle informazioni che modifichino il comportamento di un programma è quello
dell'uso del cosiddetto \textit{environment} (cioè l'uso delle
\textsl{variabili di ambiente}). In questa sezione esamineremo le funzioni che
-permettono di gestire parametri e opzioni, e quelle che consentono di
+permettono di gestire argomenti ed opzioni, e quelle che consentono di
manipolare ed utilizzare le variabili di ambiente.
-\subsection{Il formato dei parametri}
+\subsection{Il formato degli argomenti}
\label{sec:proc_par_format}
-In genere passaggio dei parametri al programma viene effettuato dalla shell,
-che si incarica di leggere la linea di comando e di effettuarne la scansione
-(il cosiddetto \textit{parsing}) per individuare le parole che la compongono,
-ciascuna delle quali viene considerata un parametro. Di norma per individuare
-le parole viene usato come carattere di separazione lo spazio o il tabulatore,
-ma il comportamento è modificabile attraverso il settaggio della variabile di
-ambiente \cmd{IFS}.
+
+In genere il passaggio degli argomenti al programma viene effettuato dalla
+shell, che si incarica di leggere la linea di comando e di effettuarne la
+scansione (il cosiddetto \textit{parsing}) per individuare le parole che la
+compongono, ciascuna delle quali viene considerata un argomento. Di norma per
+individuare le parole viene usato come carattere di separazione lo spazio o il
+tabulatore, ma il comportamento è modificabile attraverso l'impostazione della
+variabile di ambiente \cmd{IFS}.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=11cm]{img/argv_argc}
- \caption{Esempio dei valori di \var{argv} e \var{argc} generati nella
+ \includegraphics[width=13cm]{img/argv_argc}
+ \caption{Esempio dei valori di \param{argv} e \param{argc} generati nella
scansione di una riga di comando.}
\label{fig:proc_argv_argc}
\end{figure}
-Nella scansione viene costruito il vettore di puntatori \var{argv} inserendo
-in successione il puntatore alla stringa costituente l'$n$-simo parametro; la
-variabile \var{argc} viene inizializzata al numero di parametri trovati, in
-questo modo il primo parametro è sempre il nome del programma; un esempio di
-questo meccanismo è mostrato in \curfig.
+Nella scansione viene costruito il vettore di puntatori \param{argv} inserendo
+in successione il puntatore alla stringa costituente l'$n$-simo argomento; la
+variabile \param{argc} viene inizializzata al numero di argomenti trovati, in
+questo modo il primo argomento è sempre il nome del programma; un esempio di
+questo meccanismo è mostrato in fig.~\ref{fig:proc_argv_argc}.
\subsection{La gestione delle opzioni}
\label{sec:proc_opt_handling}
-In generale un programma unix riceve da linea di comando sia gli argomenti che
+In generale un programma Unix riceve da linea di comando sia gli argomenti che
le opzioni, queste ultime sono standardizzate per essere riconosciute come
-tali: un elemento di \var{argv} che inizia con \texttt{-} e che non sia un
-singolo \texttt{-} o un \texttt{--} viene considerato un'opzione. In genere
-le opzioni sono costituite da una lettera singola (preceduta dal \cmd{-}) e
-possono avere o no un parametro associato; un comando tipico può essere quello
-mostrato in \figref{fig:proc_argv_argc}. In quel caso le opzioni sono \cmd{-r}
-ed \cmd{-m} e la prima vuole un parametro mentre la seconda no
-(\cmd{questofile.txt} è un argomento del programma, non un parametro di
-\cmd{-m}).
+tali: un elemento di \param{argv} che inizia con il carattere \texttt{'-'} e
+che non sia un singolo \texttt{'-'} o un \texttt{'-{}-'} viene considerato
+un'opzione. In genere le opzioni sono costituite da una lettera singola
+(preceduta dal carattere \cmd{'-'}) e possono avere o no un parametro
+associato; un comando tipico può essere quello mostrato in
+fig.~\ref{fig:proc_argv_argc}. In quel caso le opzioni sono \cmd{-r} e \cmd{-m}
+e la prima vuole un parametro mentre la seconda no (\cmd{questofile.txt} è un
+argomento del programma, non un parametro di \cmd{-m}).
Per gestire le opzioni all'interno dei argomenti a linea di comando passati in
-\var{argv} le librerie standard del C forniscono la funzione \func{getopt}
+\param{argv} le librerie standard del C forniscono la funzione \funcd{getopt},
che ha il seguente prototipo:
\begin{prototype}{unistd.h}
{int getopt(int argc, char *const argv[], const char *optstring)}
Esegue il parsing degli argomenti passati da linea di comando
-riconoscendo le possibili opzioni segnalate con \var{optstring}.
+riconoscendo le possibili opzioni segnalate con \param{optstring}.
\bodydesc{Ritorna il carattere che segue l'opzione, \cmd{':'} se manca un
parametro all'opzione, \cmd{'?'} se l'opzione è sconosciuta, e -1 se non
esistono altre opzioni.}
\end{prototype}
-Questa funzione prende come argomenti le due variabili \var{argc} e \var{argv}
-passate a \func{main} ed una stringa che indica quali sono le opzioni valide;
-la funzione effettua la scansione della lista degli argomenti ricercando ogni
-stringa che comincia con \cmd{-} e ritorna ogni volta che trova un'opzione
-valida.
+Questa funzione prende come argomenti le due variabili \param{argc} e
+\param{argv} passate a \func{main} ed una stringa che indica quali sono le
+opzioni valide; la funzione effettua la scansione della lista degli argomenti
+ricercando ogni stringa che comincia con \cmd{-} e ritorna ogni volta che
+trova un'opzione valida.
-La stringa \var{optstring} indica quali sono le opzioni riconosciute ed è
+La stringa \param{optstring} indica quali sono le opzioni riconosciute ed è
costituita da tutti i caratteri usati per identificare le singole opzioni, se
l'opzione ha un parametro al carattere deve essere fatto seguire un segno di
-due punti \var{':'}; nel caso di \figref{fig:proc_argv_argc} ad esempio la
-stringa di opzioni avrebbe dovuto contenere \var{"r:m"}.
+due punti \texttt{':'}; nel caso di fig.~\ref{fig:proc_argv_argc} ad esempio la
+stringa di opzioni avrebbe dovuto contenere \texttt{"r:m"}.
La modalità di uso di \func{getopt} è pertanto quella di chiamare più volte la
funzione all'interno di un ciclo, fintanto che essa non ritorna il valore -1
che indica che non ci sono più opzioni. Nel caso si incontri un'opzione non
-dichiarata in \var{optstring} viene ritornato il carattere \texttt{'?'}
-mentre se un opzione che lo richiede non è seguita da un parametro viene
+dichiarata in \param{optstring} viene ritornato il carattere \texttt{'?'}
+mentre se un'opzione che lo richiede non è seguita da un parametro viene
ritornato il carattere \texttt{':'}, infine se viene incontrato il valore
-\cmd{--} la scansione viene considerata conclusa, anche se vi sono altri
-elementi di \var{argv} che cominciano con il carattere \texttt{'-'}.
+\texttt{'-{}-'} la scansione viene considerata conclusa, anche se vi sono altri
+elementi di \param{argv} che cominciano con il carattere \texttt{'-'}.
\begin{figure}[htb]
- \footnotesize
- \begin{lstlisting}{}
- opterr = 0; /* don't want writing to stderr */
- while ( (i = getopt(argc, argv, "hp:c:e:")) != -1) {
- switch (i) {
- /*
- * Handling options
- */
- case 'h': /* help option */
- printf("Wrong -h option use\n");
- usage();
- return -1;
- break;
- case 'c': /* take wait time for childen */
- wait_child = strtol(optarg, NULL, 10); /* convert input */
- break;
- case 'p': /* take wait time for childen */
- wait_parent = strtol(optarg, NULL, 10); /* convert input */
- break;
- case 'e': /* take wait before parent exit */
- wait_end = strtol(optarg, NULL, 10); /* convert input */
- break;
- case '?': /* unrecognized options */
- printf("Unrecognized options -%c\n",optopt);
- usage();
- default: /* should not reached */
- usage();
- }
- }
- debug("Optind %d, argc %d\n",optind,argc);
- \end{lstlisting}
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15.6cm}
+ \includecodesample{listati/option_code.c}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
\caption{Esempio di codice per la gestione delle opzioni.}
\label{fig:proc_options_code}
\end{figure}
\item \var{char *optarg} contiene il puntatore alla stringa parametro
dell'opzione.
\item \var{int optind} alla fine della scansione restituisce l'indice del
- primo elemento di \var{argv} che non è un'opzione.
+ primo elemento di \param{argv} che non è un'opzione.
\item \var{int opterr} previene, se posto a zero, la stampa di un messaggio
di errore in caso di riconoscimento di opzioni non definite.
\item \var{int optopt} contiene il carattere dell'opzione non riconosciuta.
\end{itemize*}
-In \figref{fig:proc_options_code} è mostrata la sezione del programma
+In fig.~\ref{fig:proc_options_code} è mostrata la sezione del programma
\file{ForkTest.c} (che useremo nel prossimo capitolo per effettuare dei test
sulla creazione dei processi) deputata alla decodifica delle opzioni a riga di
comando.
-Anzitutto si può notare che si è anzitutto (\texttt{\small 1}) disabilitata la
-stampa di messaggi di errore per opzioni non riconosciute, per poi passare al
-ciclo per la verifica delle opzioni (\texttt{\small 2-27}); per ciascuna delle
-opzioni possibili si è poi provveduto ad un'azione opportuna, ad esempio per
-le tre opzioni che prevedono un parametro si è effettuata la decodifica del
-medesimo (il cui indirizzo è contenuto nella variabile \var{optarg})
-avvalorando la relativa variabile (\texttt{\small 12-14}, \texttt{\small
- 15-17} e \texttt{\small 18-20}). Completato il ciclo troveremo in
-\var{optind} l'indice in \var{argv[]} del primo degli argomenti rimanenti
-nella linea di comando.
-
-Normalmente \func{getopt} compie una permutazione degli elementi di \var{argv}
-così che alla fine della scansione gli elementi che non sono opzioni sono
-spostati in coda al vettore. Oltre a questa esistono altre due modalità di
-gestire gli elementi di \var{argv}; se \var{optstring} inizia con il carattere
-\texttt{'+'} (o è settata la variabile di ambiente \macro{POSIXLY\_CORRECT})
-la scansione viene fermata non appena si incontra un elemento che non è
-un'opzione. L'ultima modalità, usata quando un programma può gestire la
-mescolanza fra opzioni e argomenti, ma se li aspetta in un ordine definito, si
-attiva quando \var{optstring} inizia con il carattere \texttt{'-'}. In questo
-caso ogni elemento che non è un'opzione viene considerato comunque un'opzione
-e associato ad un valore di ritorno pari ad 1, questo permette di identificare
-gli elementi che non sono opzioni, ma non effettua il riordinamento del
-vettore \var{argv}.
+Si può notare che si è anzitutto (\texttt{\small 1}) disabilitata la stampa di
+messaggi di errore per opzioni non riconosciute, per poi passare al ciclo per
+la verifica delle opzioni (\texttt{\small 2-27}); per ciascuna delle opzioni
+possibili si è poi provveduto ad un'azione opportuna, ad esempio per le tre
+opzioni che prevedono un parametro si è effettuata la decodifica del medesimo
+(il cui indirizzo è contenuto nella variabile \var{optarg}) avvalorando la
+relativa variabile (\texttt{\small 12-14}, \texttt{\small 15-17} e
+\texttt{\small 18-20}). Completato il ciclo troveremo in \var{optind} l'indice
+in \code{argv[]} del primo degli argomenti rimanenti nella linea di comando.
+
+Normalmente \func{getopt} compie una permutazione degli elementi di
+\param{argv} cosicché alla fine della scansione gli elementi che non sono
+opzioni sono spostati in coda al vettore. Oltre a questa esistono altre due
+modalità di gestire gli elementi di \param{argv}; se \param{optstring} inizia
+con il carattere \texttt{'+'} (o è impostata la variabile di ambiente
+\macro{POSIXLY\_CORRECT}) la scansione viene fermata non appena si incontra un
+elemento che non è un'opzione. L'ultima modalità, usata quando un programma
+può gestire la mescolanza fra opzioni e argomenti, ma se li aspetta in un
+ordine definito, si attiva quando \param{optstring} inizia con il carattere
+\texttt{'-'}. In questo caso ogni elemento che non è un'opzione viene
+considerato comunque un'opzione e associato ad un valore di ritorno pari ad 1,
+questo permette di identificare gli elementi che non sono opzioni, ma non
+effettua il riordinamento del vettore \param{argv}.
\subsection{Opzioni in formato esteso}
\label{sec:proc_opt_extended}
-Un'estensione di questo schema è costituito dalle cosiddette
-\textit{long-options} espresse nella forma \cmd{--option=parameter}, anche la
-gestione di queste ultime è stata standardizzata attraverso l'uso di una
+Un'estensione di questo schema è costituita dalle cosiddette
+\textit{long-options} espresse nella forma \cmd{-{}-option=parameter}, anche
+la gestione di queste ultime è stata standardizzata attraverso l'uso di una
versione estesa di \func{getopt}.
-(NdA: da finire).
-
+(NdA: questa parte verrà inserita in seguito).
+% TODO opzioni in formato esteso
\subsection{Le variabili di ambiente}
\label{sec:proc_environ}
\textit{environment list}) messa a disposizione dal processo, e costruita
nella chiamata alla funzione \func{exec} quando questo viene lanciato.
-Come per la lista dei parametri anche questa lista è un array di puntatori a
-caratteri, ciascuno dei quali punta ad una stringa, terminata da un
-\macro{NULL}. A differenza di \var{argv[]} in questo caso non si ha una
-lunghezza dell'array data da un equivalente di \var{argc}, ma la lista è
+Come per la lista degli argomenti anche questa lista è un vettore di puntatori
+a caratteri, ciascuno dei quali punta ad una stringa, terminata da un
+\val{NULL}. A differenza di \code{argv[]} in questo caso non si ha una
+lunghezza del vettore data da un equivalente di \param{argc}, ma la lista è
terminata da un puntatore nullo.
L'indirizzo della lista delle variabili di ambiente è passato attraverso la
variabile globale \var{environ}, a cui si può accedere attraverso una semplice
dichiarazione del tipo:
-\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
-extern char ** environ;
-\end{lstlisting}
-un esempio del contenuto dell'ambiente, in si è riportato un estratto delle
-variabili che normalmente sono definite dal sistema, è riportato in \nfig.
+\includecodesnip{listati/env_ptr.c}
+un esempio della struttura di questa lista, contenente alcune delle variabili
+più comuni che normalmente sono definite dal sistema, è riportato in
+fig.~\ref{fig:proc_envirno_list}.
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=11cm]{img/environ_var}
+ \includegraphics[width=13cm]{img/environ_var}
\caption{Esempio di lista delle variabili di ambiente.}
\label{fig:proc_envirno_list}
\end{figure}
Per convenzione le stringhe che definiscono l'ambiente sono tutte del tipo
-\textsl{\texttt{nome=valore}}. Inoltre alcune variabili, come quelle elencate
-in \curfig, sono definite dal sistema per essere usate da diversi programmi e
-funzioni: per queste c'è l'ulteriore convenzione di usare nomi espressi in
-caratteri maiuscoli.
+\textsl{\texttt{nome=valore}}. Inoltre alcune variabili, come quelle elencate
+in fig.~\ref{fig:proc_envirno_list}, sono definite dal sistema per essere usate
+da diversi programmi e funzioni: per queste c'è l'ulteriore convenzione di
+usare nomi espressi in caratteri maiuscoli.\footnote{la convenzione vuole che
+ si usino dei nomi maiuscoli per le variabili di ambiente di uso generico, i
+ nomi minuscoli sono in genere riservati alle variabili interne degli script
+ di shell.}
Il kernel non usa mai queste variabili, il loro uso e la loro interpretazione è
riservata alle applicazioni e ad alcune funzioni di libreria; in genere esse
costituiscono un modo comodo per definire un comportamento specifico senza
dover ricorrere all'uso di opzioni a linea di comando o di file di
-configurazione.
-
-La shell ad esempio ne usa molte per il suo funzionamento (come \var{PATH} per
-la ricerca dei comandi, o \cmd{IFS} per la scansione degli argomenti), e
-alcune di esse (come \var{HOME}, \var{USER}, etc.) sono definite al login. In
-genere è cura dell'amministratore definire le opportune variabili di ambiente
-in uno script di avvio. Alcune servono poi come riferimento generico per molti
-programmi (come \var{EDITOR} che indica l'editor preferito da invocare in caso
-di necessità).
+configurazione. É di norma cura della shell, quando esegue un comando, passare
+queste variabili al programma messo in esecuzione attraverso un uso opportuno
+delle relative chiamate (si veda sez.~\ref{sec:proc_exec}).
+
+La shell ad esempio ne usa molte per il suo funzionamento (come \texttt{PATH}
+per la ricerca dei comandi, o \texttt{IFS} per la scansione degli argomenti),
+e alcune di esse (come \texttt{HOME}, \texttt{USER}, ecc.) sono definite al
+login (per i dettagli si veda sez.~\ref{sec:sess_login}). In genere è cura
+dell'amministratore definire le opportune variabili di ambiente in uno script
+di avvio. Alcune servono poi come riferimento generico per molti programmi
+(come \texttt{EDITOR} che indica l'editor preferito da invocare in caso di
+necessità).
Gli standard POSIX e XPG3 definiscono alcune di queste variabili (le più
-comuni), come riportato in \ntab. GNU/Linux le supporta tutte e ne definisce
-anche altre: per una lista più completa si può controllare \cmd{man environ}.
+comuni), come riportato in tab.~\ref{tab:proc_env_var}. GNU/Linux le supporta
+tutte e ne definisce anche altre: per una lista più completa si può
+controllare \cmd{man 5 environ}.
\begin{table}[htb]
\centering
+ \footnotesize
\begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|p{7cm}|}
\hline
\textbf{Variabile} & \textbf{POSIX} & \textbf{XPG3}
& \textbf{Linux} & \textbf{Descrizione} \\
\hline
\hline
- \macro{USER} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Nome utente\\
- \macro{LOGNAME} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Nome utente\\
- \macro{HOME} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ &
- Directory base dell'utente\\
- \macro{LANG} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Localizzazione\\
- \macro{PATH} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Elenco delle directory
- dei programmi\\
- \macro{PWD} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Directory corrente\\
- \macro{SHELL} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Shell in uso\\
- \macro{TERM} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Tipo di terminale\\
- \macro{PAGER} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Programma per vedere i
- testi\\
- \macro{EDITOR} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Editor di default\\
- \macro{BROWSER} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ & Browser di default\\
+ \texttt{USER} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Nome utente\\
+ \texttt{LOGNAME}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Nome di login\\
+ \texttt{HOME} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Directory base
+ dell'utente\\
+ \texttt{LANG} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Localizzazione\\
+ \texttt{PATH} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Elenco delle directory
+ dei programmi\\
+ \texttt{PWD} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Directory corrente\\
+ \texttt{SHELL} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Shell in uso\\
+ \texttt{TERM} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Tipo di terminale\\
+ \texttt{PAGER} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Programma per vedere i
+ testi\\
+ \texttt{EDITOR} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Editor preferito\\
+ \texttt{BROWSER}&$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Browser preferito\\
+ \texttt{TMPDIR} &$\bullet$&$\bullet$&$\bullet$& Directory dei file
+ temporanei\\
\hline
\end{tabular}
- \caption{Variabili di ambiente più comuni definite da vari standard.}
+ \caption{Esempi delle variabili di ambiente più comuni definite da vari
+ standard.}
\label{tab:proc_env_var}
\end{table}
-Lo standard ANSI C prevede l'esistenza di un ambiente, pur non entrando nelle
-specifiche di come sono strutturati i contenuti, e definisce la funzione
-\func{getenv} che permette di ottenere i valori delle variabili di ambiente,
-il cui prototipo è:
+Lo standard ANSI C prevede l'esistenza di un ambiente, e pur non entrando
+nelle specifiche di come sono strutturati i contenuti, definisce la funzione
+\funcd{getenv} che permette di ottenere i valori delle variabili di ambiente;
+il suo prototipo è:
\begin{prototype}{stdlib.h}{char *getenv(const char *name)}
Esamina l'ambiente del processo cercando una stringa che corrisponda a
quella specificata da \param{name}.
- \bodydesc{La funzione ritorna \macro{NULL} se non trova nulla, o il
+ \bodydesc{La funzione ritorna \val{NULL} se non trova nulla, o il
puntatore alla stringa che corrisponde (di solito nella forma
\cmd{NOME=valore}).}
\end{prototype}
Oltre a questa funzione di lettura, che è l'unica definita dallo standard ANSI
C, nell'evoluzione dei sistemi Unix ne sono state proposte altre, da
-utilizzare per settare e per cancellare le variabili di ambiente. Uno schema
+utilizzare per impostare e per cancellare le variabili di ambiente. Uno schema
delle funzioni previste nei vari standard e disponibili in Linux è riportato
-in \ntab.
+in tab.~\ref{tab:proc_env_func}.
\begin{table}[htb]
\centering
+ \footnotesize
\begin{tabular}[c]{|l|c|c|c|c|c|c|}
\hline
\textbf{Funzione} & \textbf{ANSI C} & \textbf{POSIX.1} & \textbf{XPG3} &
\textbf{SVr4} & \textbf{BSD} & \textbf{Linux} \\
\hline
\hline
- \func{getenv} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ &
- $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ \\
- \func{setenv} & & & &
- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
- \func{unsetenv} & & & &
- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
- \func{putenv} & & opz. & $\bullet$ &
- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
- \func{clearenv} & & opz. & &
- & & \\
+ \func{getenv} & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$
+ & $\bullet$ & $\bullet$ & $\bullet$ \\
+ \func{setenv} & -- & -- & --
+ & -- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
+ \func{unsetenv}& -- & -- & --
+ & -- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
+ \func{putenv} & -- & opz. & $\bullet$
+ & -- & $\bullet$ & $\bullet$ \\
+ \func{clearenv}& -- & opz. & --
+ & -- & -- & $\bullet$ \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Funzioni per la gestione delle variabili di ambiente.}
\label{tab:proc_env_func}
\end{table}
-In Linux solo le prime quattro funzioni di \curtab\ sono definite,
-\func{getenv} l'abbiamo già esaminata; delle tre restanti le prime due,
-\func{putenv} e \func{setenv}, servono per assegnare nuove variabili di
+In Linux\footnote{in realtà nelle libc4 e libc5 sono definite solo le prime
+ quattro, \func{clearenv} è stata introdotta con le \acr{glibc} 2.0.} sono
+definite tutte le funzioni elencate in tab.~\ref{tab:proc_env_func}. La prima,
+\func{getenv}, l'abbiamo appena esaminata; delle restanti le prime due,
+\funcd{putenv} e \funcd{setenv}, servono per assegnare nuove variabili di
ambiente, i loro prototipi sono i seguenti:
\begin{functions}
\headdecl{stdlib.h}
\funcdecl{int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite)}
- Setta la variabile di ambiente \param{name} al valore \param{value}.
+ Imposta la variabile di ambiente \param{name} al valore \param{value}.
\funcdecl{int putenv(char *string)} Aggiunge la stringa \param{string}
all'ambiente.
\bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 per un
- errore, che è sempre \macro{ENOMEM}.}
+ errore, che è sempre \errval{ENOMEM}.}
\end{functions}
-\noindent la terza, \func{unsetenv}, serve a cancellare una variabile di
+\noindent la terza, \funcd{unsetenv}, serve a cancellare una variabile di
ambiente; il suo prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{stdlib.h}
variabile esista già, sovrascrivendola se diverso da zero, lasciandola
immutata se uguale a zero.
-La seconda funzione prende come parametro una stringa analoga quella
-restituita da \func{getenv}, e sempre nella forma \var{NOME=valore}. Se la
+La seconda funzione prende come argomento una stringa analoga a quella
+restituita da \func{getenv}, e sempre nella forma \code{NOME=valore}. Se la
variabile specificata non esiste la stringa sarà aggiunta all'ambiente, se
-invece esiste il suo valore sarà settato a quello specificato da
+invece esiste il suo valore sarà impostato a quello specificato da
\param{string}. Si tenga presente che, seguendo lo standard SUSv2, le
\acr{glibc} successive alla versione 2.1.2 aggiungono\footnote{il
comportamento è lo stesso delle vecchie \acr{libc4} e \acr{libc5}; nelle
seguendo il comportamento di BSD4.4; dato che questo può dar luogo a perdite
di memoria e non rispetta lo standard. Il comportamento è stato modificato a
partire dalle 2.1.2, eliminando anche, sempre in conformità a SUSv2,
- l'attributo \ctyp{const} dal prototipo.} \param{string} alla lista delle
+ l'attributo \direct{const} dal prototipo.} \param{string} alla lista delle
variabili di ambiente; pertanto ogni cambiamento alla stringa in questione si
riflette automaticamente sull'ambiente, e quindi si deve evitare di passare a
questa funzione una variabile automatica (per evitare i problemi esposti in
-\secref{sec:proc_auto_var}).
+sez.~\ref{sec:proc_auto_var}).
Si tenga infine presente che se si passa a \func{putenv} solo il nome di una
variabile (cioè \param{string} è nella forma \texttt{NAME} e non contiene un
-\texttt{=}) allora questa viene cancellata dall'ambiente. Infine se la
-chiamata di \func{putenv} comporta la necessità di allocare una nuova versione
-del vettore \var{environ} questo sarà allocato, ma la versione corrente sarà
-deallocata solo se anch'essa è risultante da un'allocazione fatta in
-precedenza da un'altra \func{putenv}. Questo perché il vettore delle variabili
-di ambiente iniziale, creato dalla chiamata ad \func{exec} (vedi
-\secref{sec:proc_exec}) è piazzato al di sopra dello stack, (vedi
-\figref{fig:proc_mem_layout}) e non nello heap e non può essere deallocato.
-Inoltre la memoria associata alle variabili di ambiente eliminate non viene
-liberata.
+carattere \texttt{'='}) allora questa viene cancellata dall'ambiente. Infine
+se la chiamata di \func{putenv} comporta la necessità di allocare una nuova
+versione del vettore \var{environ} questo sarà allocato, ma la versione
+corrente sarà deallocata solo se anch'essa è risultante da un'allocazione
+fatta in precedenza da un'altra \func{putenv}. Questo perché il vettore delle
+variabili di ambiente iniziale, creato dalla chiamata ad \func{exec} (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_exec}) è piazzato al di sopra dello \itindex{stack} stack,
+(vedi fig.~\ref{fig:proc_mem_layout}) e non nello \itindex{heap} \textit{heap}
+e non può essere deallocato. Inoltre la memoria associata alle variabili di
+ambiente eliminate non viene liberata.
+
+L'ultima funzione è \funcd{clearenv}, che viene usata per cancellare
+completamente tutto l'ambiente; il suo prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{stdlib.h}
+
+ \funcdecl{int clearenv(void)}
+ Cancella tutto l'ambiente.
+
+ \bodydesc{la funzione restituisce 0 in caso di successo e un valore diverso
+ da zero per un errore.}
+\end{functions}
+
+In genere si usa questa funzione in maniera precauzionale per evitare i
+problemi di sicurezza connessi nel trasmettere ai programmi che si invocano un
+ambiente che può contenere dei dati non controllati. In tal caso si provvede
+alla cancellazione di tutto l'ambiente per costruirne una versione
+``\textsl{sicura}'' da zero.
\section{Problematiche di programmazione generica}
Il passaggio di una variabile \textit{by value} significa che in realtà quello
che viene passato alla subroutine è una copia del valore attuale di quella
variabile, copia che la subroutine potrà modificare a piacere, senza che il
-valore originale nella routine chiamante venga toccato. In questo modo non
+valore originale nella funzione chiamante venga toccato. In questo modo non
occorre preoccuparsi di eventuali effetti delle operazioni della subroutine
-sulla variabile passata come parametro.
+sulla variabile passata come argomento.
Questo però va inteso nella maniera corretta. Il passaggio \textit{by value}
vale per qualunque variabile, puntatori compresi; quando però in una
subroutine si usano dei puntatori (ad esempio per scrivere in un buffer) in
realtà si va a modificare la zona di memoria a cui essi puntano, per cui anche
se i puntatori sono copie, i dati a cui essi puntano sono sempre gli stessi, e
-le eventuali modifiche avranno effetto e saranno visibili anche nella routine
+le eventuali modifiche avranno effetto e saranno visibili anche nella funzione
chiamante.
Nella maggior parte delle funzioni di libreria e delle system call i puntatori
vengono usati per scambiare dati (attraverso buffer o strutture) e le
-variabili semplici vengono usate per specificare parametri; in genere le
-informazioni a riguardo dei risultati vengono passate alla routine chiamante
+variabili semplici vengono usate per specificare argomenti; in genere le
+informazioni a riguardo dei risultati vengono passate alla funzione chiamante
attraverso il valore di ritorno. È buona norma seguire questa pratica anche
nella programmazione normale.
Talvolta però è necessario che la funzione possa restituire indietro alla
-funzione chiamante un valore relativo ad uno dei suoi parametri. Per far
-questo si usa il cosiddetto \textit{value result argument}, si passa cioè,
-invece di una normale variabile, un puntatore alla stessa; vedremo alcuni
-esempi di questa modalità nelle funzioni che gestiscono i socket (in
-\secref{sec:TCPel_functions}), in cui, per permettere al kernel di restituire
-informazioni sulle dimensioni delle strutture degli indirizzi utilizzate,
-viene usato questo meccanismo.
+funzione chiamante un valore relativo ad uno dei suoi argomenti. Per far
+questo si usa il cosiddetto \itindex{value~result~argument} \textit{value
+ result argument}, si passa cioè, invece di una normale variabile, un
+puntatore alla stessa; vedremo alcuni esempi di questa modalità nelle funzioni
+che gestiscono i socket (in sez.~\ref{sec:TCP_functions}), in cui, per
+permettere al kernel di restituire informazioni sulle dimensioni delle
+strutture degli indirizzi utilizzate, viene usato questo meccanismo.
\subsection{Il passaggio di un numero variabile di argomenti}
\label{sec:proc_variadic}
Come vedremo nei capitoli successivi, non sempre è possibile specificare un
-numero fisso di parametri per una funzione. Lo standard ISO C prevede nella
-sua sintassi la possibilità di definire delle \textit{variadic function} che
-abbiano un numero variabile di argomenti, attraverso l'uso della
-\textit{ellipsis} \var{...} nella dichiarazione della funzione; ma non
-provvede a livello di linguaggio alcun meccanismo con cui dette funzioni
-possono accedere ai loro argomenti.
-
-L'accesso viene invece realizzato dalle librerie standard che provvedono gli
-strumenti adeguati. L'uso delle \textit{variadic function} prevede tre punti:
-\begin{itemize*}
+numero fisso di argomenti per una funzione. Lo standard ISO C prevede nella
+sua sintassi la possibilità di definire delle \index{variadic}
+\textit{variadic function} che abbiano un numero variabile di argomenti,
+attraverso l'uso nella dichiarazione della funzione dello speciale costrutto
+``\texttt{\textellipsis}'', che viene chiamato \textit{ellipsis}.
+
+Lo standard però non provvede a livello di linguaggio alcun meccanismo con cui
+dette funzioni possono accedere ai loro argomenti. L'accesso viene pertanto
+realizzato a livello delle librerie standard del C che provvedono gli
+strumenti adeguati. L'uso di una \textit{variadic function} prevede quindi
+tre punti:
+\begin{itemize}
\item \textsl{Dichiarare} la funzione come \textit{variadic} usando un
prototipo che contenga una \textit{ellipsis}.
-\item \textsl{Definire} la funzione come \textit{variadic} usando lo stesso
+\item \textsl{Definire} la funzione come \textit{variadic} usando la stessa
\textit{ellipsis}, ed utilizzare le apposite macro che consentono la
gestione di un numero variabile di argomenti.
-\item \textsl{Chiamare} la funzione specificando prima gli argomenti fissi, e
- a seguire gli addizionali.
-\end{itemize*}
+\item \textsl{Invocare} la funzione specificando prima gli argomenti fissi, ed
+ a seguire quelli addizionali.
+\end{itemize}
-Lo standard ISO C prevede che una \textit{variadic function} abbia sempre
-almeno un argomento fisso; prima di effettuare la dichiarazione deve essere
-incluso l'apposito header file \file{stdarg.h}; un esempio di dichiarazione è
-il prototipo della funzione \func{execl} che vedremo in
-\secref{sec:proc_exec}:
-\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
- int execl(const char *path, const char *arg, ...);
-\end{lstlisting}
-in questo caso la funzione prende due parametri fissi ed un numero variabile
-di altri parametri (che verranno a costituire gli elementi successivi al primo
-del vettore \var{argv} passato al nuovo processo). Lo standard ISO C richiede
-inoltre che l'ultimo degli argomenti fissi sia di tipo
+Lo standard ISO C prevede che una \index{variadic} \textit{variadic function}
+abbia sempre almeno un argomento fisso; prima di effettuare la dichiarazione
+deve essere incluso l'apposito header file \file{stdarg.h}; un esempio di
+dichiarazione è il prototipo della funzione \func{execl} che vedremo in
+sez.~\ref{sec:proc_exec}:
+\includecodesnip{listati/exec_sample.c}
+in questo caso la funzione prende due argomenti fissi ed un numero variabile
+di altri argomenti (che verranno a costituire gli elementi successivi al primo
+del vettore \param{argv} passato al nuovo processo). Lo standard ISO C
+richiede inoltre che l'ultimo degli argomenti fissi sia di tipo
\textit{self-promoting}\footnote{il linguaggio C prevede che quando si
mescolano vari tipi di dati, alcuni di essi possano essere \textsl{promossi}
per compatibilità; ad esempio i tipi \ctyp{float} vengono convertiti
automaticamente a \ctyp{double} ed i \ctyp{char} e gli \ctyp{short} ad
\ctyp{int}. Un tipo \textit{self-promoting} è un tipo che verrebbe promosso
- a sé stesso.} il che esclude array, puntatori a funzioni e interi di tipo
+ a sé stesso.} il che esclude vettori, puntatori a funzioni e interi di tipo
\ctyp{char} o \ctyp{short} (con segno o meno). Una restrizione ulteriore di
-alcuni compilatori è di non dichiarare l'ultimo parametro fisso come
-\ctyp{register}.
+alcuni compilatori è di non dichiarare l'ultimo argomento fisso come
+\direct{register}.
-Una volta dichiarata la funzione il secondo passo è accedere ai vari parametri
-quando la si va a definire. I parametri fissi infatti hanno un loro nome, ma
-quelli variabili vengono indicati in maniera generica dalla ellipsis.
+Una volta dichiarata la funzione il secondo passo è accedere ai vari argomenti
+quando la si va a definire. Gli argomenti fissi infatti hanno un loro nome, ma
+quelli variabili vengono indicati in maniera generica dalla \textit{ellipsis}.
L'unica modalità in cui essi possono essere recuperati è pertanto quella
-sequenziale; essi verranno estratti dallo stack secondo l'ordine in cui sono
-stati scritti. Per fare questo in \file{stdarg.h} sono definite delle apposite
-macro; la procedura da seguire è la seguente:
-\begin{enumerate*}
+sequenziale; essi verranno estratti dallo \itindex{stack} \textit{stack}
+secondo l'ordine in cui sono stati scritti. Per fare questo in \file{stdarg.h}
+sono definite delle apposite macro; la procedura da seguire è la seguente:
+\begin{enumerate}
\item Inizializzare un puntatore alla lista degli argomenti di tipo
- \type{va\_list} attraverso la macro \macro{va\_start}.
+ \macro{va\_list} attraverso la macro \macro{va\_start}.
\item Accedere ai vari argomenti opzionali con chiamate successive alla macro
\macro{va\_arg}, la prima chiamata restituirà il primo argomento, la seconda
il secondo e così via.
-\item Dichiarare la conclusione dell'estrazione dei parametri invocando la
+\item Dichiarare la conclusione dell'estrazione degli argomenti invocando la
macro \macro{va\_end}.
-\end{enumerate*}
-in generale è perfettamente legittimo richiedere meno argomenti di quelli che
+\end{enumerate}
+In generale è perfettamente legittimo richiedere meno argomenti di quelli che
potrebbero essere stati effettivamente forniti, e nella esecuzione delle
\macro{va\_arg} ci si può fermare in qualunque momento ed i restanti argomenti
saranno ignorati; se invece si richiedono più argomenti di quelli forniti si
\funcdecl{void va\_start(va\_list ap, last)} Inizializza il puntatore alla
lista di argomenti \param{ap}; il parametro \param{last} \emph{deve} essere
- l'ultimo dei parametri fissi.
+ l'ultimo degli argomenti fissi.
\funcdecl{type va\_arg(va\_list ap, type)} Restituisce il valore del
- successivo parametro opzionale, modificando opportunamente \param{ap}; la
+ successivo argomento opzionale, modificando opportunamente \param{ap}; la
macro richiede che si specifichi il tipo dell'argomento attraverso il
parametro \param{type} che deve essere il nome del tipo dell'argomento in
questione. Il tipo deve essere \textit{self-promoting}.
ciascuno andrà inizializzato con \macro{va\_start} e letto con \macro{va\_arg}
e ciascuno potrà scandire la lista degli argomenti per conto suo.
-Dopo l'uso di \macro{va\_end} la variabile \var{ap} diventa indefinita e
+Dopo l'uso di \macro{va\_end} la variabile \param{ap} diventa indefinita e
successive chiamate a \macro{va\_arg} non funzioneranno. Si avranno risultati
indefiniti anche chiamando \macro{va\_arg} specificando un tipo che non
-corrisponde a quello del parametro.
+corrisponde a quello dell'argomento.
Un altro limite delle macro è che i passi 1) e 3) devono essere eseguiti nel
corpo principale della funzione, il passo 2) invece può essere eseguito anche
in una subroutine passandole il puntatore alla lista di argomenti; in questo
caso però si richiede che al ritorno della funzione il puntatore non venga più
usato (lo standard richiederebbe la chiamata esplicita di \macro{va\_end}),
-dato che il valore di \var{ap} risulterebbe indefinito.
+dato che il valore di \param{ap} risulterebbe indefinito.
-Esistono dei casi in cui è necessario eseguire più volte la scansione dei
-parametri e poter memorizzare una posizione durante la stessa. La cosa più
+Esistono dei casi in cui è necessario eseguire più volte la scansione degli
+argomenti e poter memorizzare una posizione durante la stessa. La cosa più
naturale in questo caso sembrerebbe quella di copiarsi il puntatore alla lista
degli argomenti con una semplice assegnazione. Dato che una delle
realizzazioni più comuni di \macro{va\_list} è quella di un puntatore nello
-stack all'indirizzo dove sono stati salvati i parametri, è assolutamente
-normale pensare di poter effettuare questa operazione.
+\itindex{stack} \textit{stack} all'indirizzo dove sono stati salvati gli
+argomenti, è assolutamente normale pensare di poter effettuare questa
+operazione.
In generale però possono esistere anche realizzazioni diverse, per questo
-motivo \macro{va\_list} è definito come tipo opaco e non può essere assegnato
-direttamente ad un altra variabile dello stesso tipo. Per risolvere questo
-problema lo standard ISO C99\footnote{alcuni sistemi che non hanno questa
- macro provvedono al suo posto \macro{\_\_va\_copy} che era il nome proposto
- in una bozza dello standard.} ha previsto una macro ulteriore che permette
-di eseguire la copia di un puntatore alla lista degli argomenti:
+motivo \macro{va\_list} è definito come \index{tipo!opaco} \textsl{tipo opaco}
+e non può essere assegnato direttamente ad un'altra variabile dello stesso
+tipo. Per risolvere questo problema lo standard ISO C99\footnote{alcuni
+ sistemi che non hanno questa macro provvedono al suo posto
+ \macro{\_\_va\_copy} che era il nome proposto in una bozza dello standard.}
+ha previsto una macro ulteriore che permette di eseguire la copia di un
+puntatore alla lista degli argomenti:
\begin{prototype}{stdarg.h}{void va\_copy(va\_list dest, va\_list src)}
Copia l'attuale valore \param{src} del puntatore alla lista degli argomenti
su \param{dest}.
La chiamata di una funzione con un numero variabile di argomenti, posto che la
si sia dichiarata e definita come tale, non prevede nulla di particolare;
-l'invocazione è identica alle altre, con i parametri, sia quelli fissi che
+l'invocazione è identica alle altre, con gli argomenti, sia quelli fissi che
quelli opzionali, separati da virgole. Quello che però è necessario tenere
-presente è come verranno convertiti gli argomenti variabili.
+presente è come verranno convertiti gli argomenti variabili.
In Linux gli argomenti dello stesso tipo sono passati allo stesso modo, sia
che siano fissi sia che siano opzionali (alcuni sistemi trattano diversamente
Uno dei problemi che si devono affrontare con le funzioni con un numero
variabile di argomenti è che non esiste un modo generico che permetta di
-stabilire quanti sono i parametri passati effettivamente in una chiamata.
+stabilire quanti sono gli argomenti passati effettivamente in una chiamata.
Esistono varie modalità per affrontare questo problema; una delle più
immediate è quella di specificare il numero degli argomenti opzionali come uno
-degli argomenti fissi. Una variazione di questo metodo è l'uso di un parametro
+degli argomenti fissi. Una variazione di questo metodo è l'uso di un argomento
per specificare anche il tipo degli argomenti (come fa la stringa di formato
per \func{printf}).
-Una modalità diversa, che può essere applicata solo quando il tipo dei
-parametri lo rende possibile, è quella che prevede di usare un valore speciale
+Una modalità diversa, che può essere applicata solo quando il tipo degli
+argomenti lo rende possibile, è quella che prevede di usare un valore speciale
come ultimo argomento (come fa ad esempio \func{execl} che usa un puntatore
-\macro{NULL} per indicare la fine della lista degli argomenti).
+\val{NULL} per indicare la fine della lista degli argomenti).
\subsection{Potenziali problemi con le variabili automatiche}
Uno dei possibili problemi che si possono avere con le subroutine è quello di
restituire alla funzione chiamante dei dati che sono contenuti in una
variabile automatica. Ovviamente quando la subroutine ritorna la sezione
-dello stack che conteneva la variabile automatica potrà essere riutilizzata da
-una nuova funzione, con le immaginabili conseguenze di sovrapposizione e
-sovrascrittura dei dati.
+dello \itindex{stack} \textit{stack} che conteneva la variabile automatica
+potrà essere riutilizzata da una nuova funzione, con le immaginabili
+conseguenze di sovrapposizione e sovrascrittura dei dati.
Per questo una delle regole fondamentali della programmazione in C è che
all'uscita di una funzione non deve restare nessun riferimento alle variabili
Il controllo del flusso di un programma in genere viene effettuato con le
varie istruzioni del linguaggio C; fra queste la più bistrattata è il
\code{goto}, che viene deprecato in favore dei costrutti della programmazione
-strutturata, che rendono il codice più leggibile e mantenibile . Esiste però
-un caso in cui l'uso di questa istruzione porta all'implementazione più
-efficiente e chiara anche dal punto di vista della struttura del programma:
-quello dell'uscita in caso di errore.
-
-Il C però non consente di effettuare un salto ad una label definita in
-un'altra funzione, per cui se l'errore avviene in una funzione e la sua
-gestione ordinaria è in un'altra occorre usare quello che viene chiamato un
+strutturata, che rendono il codice più leggibile e mantenibile. Esiste però un
+caso in cui l'uso di questa istruzione porta all'implementazione più
+efficiente e più chiara anche dal punto di vista della struttura del
+programma: quello dell'uscita in caso di errore.
+
+\index{salto~non-locale|(}
+
+Il C però non consente di effettuare un salto ad una etichetta definita in
+un'altra funzione, per cui se l'errore avviene in una funzione, e la sua
+gestione ordinaria è in un'altra, occorre usare quello che viene chiamato un
\textsl{salto non-locale}. Il caso classico in cui si ha questa necessità,
-citato sia da \cite{APUE} che da da \cite{glibc}, è quello di un programma nel
-ccui corpo principale in cui viene letto un input del quale viene eseguita
-attraverso una serie di funzioni di analisi una scansione dei contenuti da cui
-ottenere le indicazioni per l'esecuzione di opportune operazioni.
+citato sia in \cite{APUE} che in \cite{glibc}, è quello di un programma nel
+cui corpo principale vengono letti dei dati in ingresso sui quali viene
+eseguita, tramite una serie di funzioni di analisi, una scansione dei
+contenuti, da cui si ottengono le indicazioni per l'esecuzione di opportune
+operazioni.
Dato che l'analisi può risultare molto complessa, ed opportunamente suddivisa
-in fasi diverse, la rilevazione di un errore nell'input può accadere
+in fasi diverse, la rilevazione di un errore nei dati in ingresso può accadere
all'interno di funzioni profondamente annidate l'una nell'altra. In questo
-caso si dovrebbe per ciascuna fase dover gestire tutta la casistica del
-passaggio all'indietro di tutti gli errori rilevabili dalle funzioni usate
-nelle fasi successive, mentre sarebbe molto più comodo poter tornare
-direttamente al ciclo di lettura principale, scartando l'input come
-errato.\footnote{a meno che, come precisa \cite{glibc}, alla chiusura di
- ciascuna fase non siano associate operazioni di pulizia specifiche (come
- deallocazioni, chiusure di file, ecc.), che non potrebbero essere eseguite
- con un salto non-locale.}
-
-Tutto ciò può essere realizzato salvando il contesto dello stack nel punto in
-cui si vuole tornare in caso di errore, e ripristinandolo quando l'occorrenza
-capita. La funzione che permette di salvare il contesto dello stack è
-\func{setjmp}, il cui prototipo è:
+caso si dovrebbe gestire, per ciascuna fase, tutta la casistica del passaggio
+all'indietro di tutti gli errori rilevabili dalle funzioni usate nelle fasi
+successive. Questo comporterebbe una notevole complessità, mentre sarebbe
+molto più comodo poter tornare direttamente al ciclo di lettura principale,
+scartando l'input come errato.\footnote{a meno che, come precisa \cite{glibc},
+ alla chiusura di ciascuna fase non siano associate operazioni di pulizia
+ specifiche (come deallocazioni, chiusure di file, ecc.), che non potrebbero
+ essere eseguite con un salto non-locale.}
+
+Tutto ciò può essere realizzato proprio con un salto non-locale; questo di
+norma viene realizzato salvando il contesto dello \itindex{stack}
+\textit{stack} nel punto in cui si vuole tornare in caso di errore, e
+ripristinandolo, in modo da tornare nella funzione da cui si era partiti,
+quando serve. La funzione che permette di salvare il contesto dello
+\itindex{stack} \textit{stack} è \funcd{setjmp}, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{setjmp.h}
- \funcdecl{void setjmp(jmp\_buf env)}
+ \funcdecl{int setjmp(jmp\_buf env)}
- Salva il contesto dello stack in \param{env} per un successivo uso da parte
- di \func{longjmp}.
+ Salva il contesto dello stack.
\bodydesc{La funzione ritorna zero quando è chiamata direttamente e un
valore diverso da zero quando ritorna da una chiamata di \func{longjmp}
che usa il contesto salvato in precedenza.}
\end{functions}
-
-Quando si esegue la funzione il contesto viene salvato in appositi oggetti (di
-tipo \type{jmp\_buf}), passati come primo argomento alla funzione, in genere
-questi vengono definiti come variabili globali in modo da poter essere visti
-in tutte le funzioni del programma.
+
+Quando si esegue la funzione il contesto corrente dello \itindex{stack}
+\textit{stack} viene salvato nell'argomento \param{env}, una variabile di tipo
+\type{jmp\_buf}\footnote{questo è un classico esempio di variabile di
+ \index{tipo!opaco} \textsl{tipo opaco}. Si definiscono così strutture ed
+ altri oggetti usati da una libreria, la cui struttura interna non deve
+ essere vista dal programma chiamante (da cui il nome) che li devono
+ utilizzare solo attraverso dalle opportune funzioni di gestione.} che deve
+essere stata definita in precedenza. In genere le variabili di tipo
+\type{jmp\_buf} vengono definite come variabili globali in modo da poter
+essere viste in tutte le funzioni del programma.
Quando viene eseguita direttamente la funzione ritorna sempre zero, un valore
diverso da zero viene restituito solo quando il ritorno è dovuto ad una
-chiamata di \func{longjmp} in un'altra parte del programa. Si tenga conto che
-il contesto salvato in \param{env} viene invalidato se la routine che ha
-chiamato \func{setjmp} ritorna, nel qual caso l'uso di \func{longjmp} può
-comportare conseguenze imprevedibili (e di norma fatali per il processo).
+chiamata di \func{longjmp} in un'altra parte del programma che ripristina lo
+\itindex{stack} \textit{stack} effettuando il salto non-locale. Si tenga conto
+che il contesto salvato in \param{env} viene invalidato se la funzione che ha
+chiamato \func{setjmp} ritorna, nel qual caso un successivo uso di
+\func{longjmp} può comportare conseguenze imprevedibili (e di norma fatali)
+per il processo.
-Come accennato per effettuare un salto non-locale ad un punto precedentemente
-stabilito con \func{setjmp} si usa la funzione \func{longjmp}; il suo
-prototipo è:
+Come accennato per effettuare un salto non-locale ad
+un punto precedentemente stabilito con \func{setjmp} si usa la funzione
+\funcd{longjmp}; il suo prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{setjmp.h}
\funcdecl{void longjmp(jmp\_buf env, int val)}
- Ripristina il contesto dello stack salvato nell'ultima chiamata di
- \func{setjmp} con l'argomento \param{env}.
+ Ripristina il contesto dello stack.
\bodydesc{La funzione non ritorna.}
\end{functions}
-Dopo l'esecuzione della funzione programma prosegue dal codice successivo al
+La funzione ripristina il contesto dello \itindex{stack} \textit{stack}
+salvato da una chiamata a \func{setjmp} nell'argomento \param{env}. Dopo
+l'esecuzione della funzione il programma prosegue nel codice successivo al
ritorno della \func{setjmp} con cui si era salvato \param{env}, che restituirà
-il valore \param{val} invece di zero. Il valore di \param{val} specificato
-nella chiamata deve essere diverso da zero, se si è specificato 0 sarà
-comunque restituito 1 al suo posto.
+il valore
+\param{val} invece di zero. Il valore di \param{val} specificato nella
+chiamata deve essere diverso da zero, se si è specificato 0 sarà comunque
+restituito 1 al suo posto.
In sostanza un \func{longjmp} è analogo ad un \code{return}, solo che invece
-di ritornare alla riga succesiva della funzione chiamante, il programma
-ritorna alla posizione della relativa \func{setjmp}, ed il ritorno può essere
-effettuato anche attraverso diversi livelli di funzioni annidate.
+di ritornare alla riga successiva della funzione chiamante, il programma
+ritorna alla posizione della relativa \func{setjmp}, l'altra differenza è che
+il ritorno può essere effettuato anche attraverso diversi livelli di funzioni
+annidate.
L'implementazione di queste funzioni comporta alcune restrizioni dato che esse
-interagiscono direttamente con la gestione dello stack ed il funzionamento del
-compilatore stesso. In particolare \func{setjmp} è implementata con una macro,
-pertanto non si può cercare di ottenerne l'indirizzo, ed inoltre delle
-chiamate a questa funzione sono sicure solo in uno dei seguenti casi:
+interagiscono direttamente con la gestione dello \itindex{stack}
+\textit{stack} ed il funzionamento del compilatore stesso. In particolare
+\func{setjmp} è implementata con una macro, pertanto non si può cercare di
+ottenerne l'indirizzo, ed inoltre delle chiamate a questa funzione sono sicure
+solo in uno dei seguenti casi:
\begin{itemize}
\item come espressione di controllo in un comando condizionale, di selezione
- o di iterazione (come \code{if}, \code{switch} o \code{while}).
+ o di iterazione (come \code{if}, \code{switch} o \code{while});
\item come operando per un operatore di uguaglianza o confronto in una
espressione di controllo di un comando condizionale, di selezione o di
- iterazione.
+ iterazione;
\item come operando per l'operatore di negazione (\code{!}) in una espressione
- di controllo di un comando condizionale, di selezione o di iterazione.
+ di controllo di un comando condizionale, di selezione o di iterazione;
\item come espressione a sé stante.
\end{itemize}
In generale, dato che l'unica differenza fra la chiamata diretta e quella
-ottenuta da un \func{longjmp}, è il valore di ritorno di \func{setjmp}, essa è
-usualmente chiamata all'interno di un comando \code{if}.
+ottenuta da un \func{longjmp} è costituita dal valore di ritorno di
+\func{setjmp}, essa è usualmente chiamata all'interno di un comando \code{if}.
Uno dei punti critici dei salti non-locali è quello del valore delle
variabili, ed in particolare quello delle variabili automatiche della funzione
a cui si ritorna. In generale le variabili globali e statiche mantengono i
valori che avevano al momento della chiamata di \func{longjmp}, ma quelli
-delle variabili automatiche (o di quelle dichiarate \code{register}) sono in
-genere indeterminati.
+delle variabili automatiche (o di quelle dichiarate
+\direct{register}\footnote{la direttiva \direct{register} del compilatore
+ chiede che la variabile dichiarata tale sia mantenuta, nei limiti del
+ possibile, all'interno di un registro del processore. Questa direttiva è
+ originaria dell'epoca dai primi compilatori, quando stava al programmatore
+ scrivere codice ottimizzato, riservando esplicitamente alle variabili più
+ usate l'uso dei registri del processore. Oggi questa direttiva è in disuso
+ dato che tutti i compilatori sono normalmente in grado di valutare con
+ maggior efficacia degli stessi programmatori quando sia il caso di eseguire
+ questa ottimizzazione.}) sono in genere indeterminati.
Quello che succede infatti è che i valori delle variabili che sono tenute in
memoria manterranno il valore avuto al momento della chiamata di
\func{longjmp}, mentre quelli tenuti nei registri del processore (che nella
-chiamata ad un'altra funzioni vengono salvati nel contesto nello stack)
-torneranno al valore avuto al momento della chiamata di \func{setjmp}; per
-questo quando si vuole avere un comportamento coerente si può bloccare
-l'ottimizzazione che porta le variabili nei registri dichiarandole tutte come
-\code{volatile}.
-
-
+chiamata ad un'altra funzione vengono salvati nel contesto nello
+\itindex{stack} \textit{stack}) torneranno al valore avuto al momento della
+chiamata di \func{setjmp}; per questo quando si vuole avere un comportamento
+coerente si può bloccare l'ottimizzazione che porta le variabili nei registri
+dichiarandole tutte come \direct{volatile}.\footnote{la direttiva
+ \direct{volatile} informa il compilatore che la variabile che è dichiarata
+ può essere modificata, durante l'esecuzione del nostro, da altri programmi.
+ Per questo motivo occorre dire al compilatore che non deve essere mai
+ utilizzata l'ottimizzazione per cui quanto opportuno essa viene mantenuta in
+ un registro, poiché in questo modo si perderebbero le eventuali modifiche
+ fatte dagli altri programmi (che avvengono solo in una copia posta in
+ memoria).}
+
+\index{salto~non-locale|)}
+
+
+
+% LocalWords: like exec kernel thread main ld linux static linker char envp Gb
+% LocalWords: sez POSIX exit system call cap abort shell diff errno stdlib int
+% LocalWords: SUCCESS FAILURE void atexit stream fclose unistd descriptor init
+% LocalWords: SIGCHLD wait function glibc SunOS arg argp execve fig high kb Mb
+% LocalWords: memory alpha swap table printf Unit MMU paging fault SIGSEGV BSS
+% LocalWords: multitasking segmentation text segment NULL Block Started Symbol
+% LocalWords: heap stack calling convention size malloc calloc realloc nmemb
+% LocalWords: ENOMEM ptr uClib cfree error leak smartpointers hook Dmalloc brk
+% LocalWords: Gray Watson Electric Fence Bruce Perens sbrk longjmp SUSv BSD ap
+% LocalWords: ptrdiff increment locking lock copy write capabilities IPC mlock
+% LocalWords: capability MEMLOCK limits getpagesize RLIMIT munlock sys const
+% LocalWords: addr len EINVAL EPERM mlockall munlockall flags l'OR CURRENT IFS
+% LocalWords: argc argv parsing questofile txt getopt optstring switch optarg
+% LocalWords: optind opterr optopt ForkTest POSIXLY CORRECT long options NdA
+% LocalWords: option parameter list environ PATH HOME XPG tab LOGNAME LANG PWD
+% LocalWords: TERM PAGER TMPDIR getenv name SVr setenv unsetenv putenv opz gcc
+% LocalWords: clearenv libc value overwrite string reference result argument
+% LocalWords: socket variadic ellipsis header stdarg execl self promoting last
+% LocalWords: float double short register type dest src extern setjmp jmp buf
+% LocalWords: env return if while sottoprocesso Di
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
projects / gapil.git / blobdiff