%% prochand.tex
%%
-%% Copyright (C) 2000-2006 Simone Piccardi. Permission is granted to
+%% Copyright (C) 2000-2007 Simone Piccardi. Permission is granted to
%% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free
%% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the
%% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo",
%% license is included in the section entitled "GNU Free Documentation
%% License".
%%
+
\chapter{La gestione dei processi}
\label{cha:process_handling}
qualunque processo può a sua volta generarne altri, detti processi figli
(\textit{child process}). Ogni processo è identificato presso il sistema da un
numero univoco, il cosiddetto \textit{process identifier} o, più brevemente,
-\acr{pid}, assegnato in forma progressiva (vedi sez.~\ref{sec:proc_pid}) quando
-il processo viene creato.
+\acr{pid}, assegnato in forma progressiva (vedi sez.~\ref{sec:proc_pid})
+quando il processo viene creato.
Una seconda caratteristica di un sistema Unix è che la generazione di un
processo è un'operazione separata rispetto al lancio di un programma. In
\begin{figure}[htb]
\centering
- \includegraphics[width=13cm]{img/task_struct}
+ \includegraphics[width=11cm]{img/task_struct}
\caption{Schema semplificato dell'architettura delle strutture usate dal
kernel nella gestione dei processi.}
\label{fig:proc_task_struct}
\end{figure}
-Come accennato in sez.~\ref{sec:intro_unix_struct} è lo \textit{scheduler}
-\itindex{scheduler} che decide quale processo mettere in esecuzione; esso
-viene eseguito ad ogni system call ed ad ogni interrupt,\footnote{più in una
- serie di altre occasioni.}
-% TODO completare questa parte.
+Come accennato in sez.~\ref{sec:intro_unix_struct} è lo \itindex{scheduler}
+\textit{scheduler} che decide quale processo mettere in esecuzione; esso viene
+eseguito ad ogni system call ed ad ogni interrupt,\footnote{più in una serie
+ di altre occasioni.}
+% TODO completare questa parte su quando viene chiamato lo scheduler.
(ma può essere anche attivato esplicitamente). Il timer di sistema provvede
-comunque a che esso sia invocato periodicamente, generando un interrupt
-periodico secondo la frequenza specificata dalla costante \const{HZ}, definita
-in \file{asm/param.h}, ed il cui valore è espresso in Hertz.\footnote{Fino al
- kernel 2.4 il valore usuale di questa costante era 100, per tutte le
- architetture eccetto l'alpha, per la quale era 1000. Occorre fare attenzione
- a non confondere questo valore con quello dei clock tick (vedi
- sez.~\ref{sec:sys_unix_time}).}
-% TODO verificare gli ultimi cambiamenti del 2.6
-% Si ha cioè un interrupt dal timer ogni centesimo di secondo.
-
-Ogni volta che viene eseguito, lo \textit{scheduler} \itindex{scheduler}
+comunque a che esso sia invocato periodicamente; generando un interrupt
+periodico secondo la frequenza specificata dalla costante
+\const{HZ},\footnote{fino al kernel 2.4 il valore usuale di questa costante
+ era 100, per tutte le architetture eccetto l'alpha, per la quale era 1000,
+ nel 2.6 è stato portato a 1000 su tutte le architetture; occorre fare
+ attenzione a non confondere questo valore con quello dei clock tick (vedi
+ sez.~\ref{sec:sys_unix_time}).} definita in \file{asm/param.h}, ed il cui
+valore è espresso in Hertz.\footnote{a partire dal kernel 2.6.21 è stato
+ introdotto (a cura di Ingo Molnar) un meccanismo completamente diverso,
+ detto \textit{tickless}, in cui non c'è più una interruzione periodica con
+ frequenza prefissata, ma ad ogni chiamata del time viene programmata
+ l'interruzione successiva sulla base di una stima; in questo modo si evita
+ di dover eseguire un migliaio di interruzioni al secondo anche su macchine
+ che non stanno facendo nulla, con un forte risparmio nell'uso dell'energia
+ da parte del processore che può essere messo in stato di sospensione anche
+ per lunghi periodi di tempo.}
+
+
+Ogni volta che viene eseguito, lo \itindex{scheduler} \textit{scheduler}
effettua il calcolo delle priorità dei vari processi attivi (torneremo su
questo in sez.~\ref{sec:proc_priority}) e stabilisce quale di essi debba
essere posto in esecuzione fino alla successiva invocazione.
candidato per generare ulteriori indicatori associati al processo di cui
diventa possibile garantire l'unicità: ad esempio in alcune implementazioni la
funzione \func{tempnam} (si veda sez.~\ref{sec:file_temp_file}) usa il
-\acr{pid} per generare un \itindex{pathname}\textit{pathname} univoco, che non
-potrà essere replicato da un altro processo che usi la stessa funzione.
+\acr{pid} per generare un \itindex{pathname} \textit{pathname} univoco, che
+non potrà essere replicato da un altro processo che usi la stessa funzione.
Tutti i processi figli dello stesso processo padre sono detti
\textit{sibling}, questa è una delle relazioni usate nel \textsl{controllo di
affrontato in dettaglio in sez.~\ref{sec:proc_perms}.
-\subsection{La funzione \func{fork}}
+\subsection{La funzione \func{fork} e le funzioni di creazione dei processi}
\label{sec:proc_fork}
La funzione \funcd{fork} è la funzione fondamentale della gestione dei
Dopo il successo dell'esecuzione di una \func{fork} sia il processo padre che
il processo figlio continuano ad essere eseguiti normalmente a partire
dall'istruzione successiva alla \func{fork}; il processo figlio è però una
-copia del padre, e riceve una copia dei segmenti di testo, \itindex{stack}
-stack e dati (vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}), ed esegue esattamente lo
-stesso codice del padre. Si tenga presente però che la memoria è copiata, non
-condivisa, pertanto padre e figlio vedono variabili diverse.
-
-Per quanto riguarda la gestione della memoria, in generale
-il\index{segmento!testo} segmento di testo, che è identico per i due processi,
-è condiviso e tenuto in read-only per il padre e per i figli. Per gli altri
-segmenti Linux utilizza la tecnica del \textit{copy on write}
-\itindex{copy~on~write}; questa tecnica comporta che una pagina di memoria
-viene effettivamente copiata per il nuovo processo solo quando ci viene
-effettuata sopra una scrittura (e si ha quindi una reale differenza fra padre
-e figlio). In questo modo si rende molto più efficiente il meccanismo della
-creazione di un nuovo processo, non essendo più necessaria la copia di tutto
-lo spazio degli indirizzi virtuali del padre, ma solo delle pagine di memoria
-che sono state modificate, e solo al momento della modifica stessa.
+copia del padre, e riceve una copia dei \index{segmento!testo} segmenti di
+testo, \itindex{stack} stack e \index{segmento!dati} dati (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}), ed esegue esattamente lo stesso codice del
+padre. Si tenga presente però che la memoria è copiata, non condivisa,
+pertanto padre e figlio vedono variabili diverse.
+
+Per quanto riguarda la gestione della memoria, in generale il
+\index{segmento!testo} segmento di testo, che è identico per i due processi, è
+condiviso e tenuto in read-only per il padre e per i figli. Per gli altri
+segmenti Linux utilizza la tecnica del \itindex{copy~on~write} \textit{copy on
+ write}; questa tecnica comporta che una pagina di memoria viene
+effettivamente copiata per il nuovo processo solo quando ci viene effettuata
+sopra una scrittura (e si ha quindi una reale differenza fra padre e figlio).
+In questo modo si rende molto più efficiente il meccanismo della creazione di
+un nuovo processo, non essendo più necessaria la copia di tutto lo spazio
+degli indirizzi virtuali del padre, ma solo delle pagine di memoria che sono
+state modificate, e solo al momento della modifica stessa.
La differenza che si ha nei due processi è che nel processo padre il valore di
ritorno della funzione \func{fork} è il \acr{pid} del processo figlio, mentre
Esaminiamo questo risultato: una prima conclusione che si può trarre è che non
si può dire quale processo fra il padre ed il figlio venga eseguito per
primo\footnote{a partire dal kernel 2.5.2-pre10 è stato introdotto il nuovo
- scheduler\itindex{scheduler} di Ingo Molnar che esegue sempre per primo il
- figlio; per mantenere la portabilità è opportuno non fare comunque
+ \itindex{scheduler} \textit{scheduler} di Ingo Molnar che esegue sempre per
+ primo il figlio; per mantenere la portabilità è opportuno non fare comunque
affidamento su questo comportamento.} dopo la chiamata a \func{fork};
dall'esempio si può notare infatti come nei primi due cicli sia stato eseguito
per primo il padre (con la stampa del \acr{pid} del nuovo processo) per poi
istruzioni del codice fra padre e figli, né sull'ordine in cui questi potranno
essere messi in esecuzione. Se è necessaria una qualche forma di precedenza
occorrerà provvedere ad espliciti meccanismi di sincronizzazione, pena il
-rischio di incorrere nelle cosiddette \textit{race condition}
-\itindex{race~condition} (vedi sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
+rischio di incorrere nelle cosiddette \itindex{race~condition} \textit{race
+ condition} (vedi sez.~\ref{sec:proc_race_cond}).
Si noti inoltre che essendo i segmenti di memoria utilizzati dai singoli
processi completamente separati, le modifiche delle variabili nei processi
proprietà; la lista dettagliata delle proprietà che padre e figlio hanno in
comune dopo l'esecuzione di una \func{fork} è la seguente:
\begin{itemize*}
-\item i file aperti e gli eventuali flag di
- \textit{close-on-exec}\itindex{close-on-exec} impostati (vedi
- sez.~\ref{sec:proc_exec} e sez.~\ref{sec:file_fcntl});
+\item i file aperti e gli eventuali flag di \itindex{close-on-exec}
+ \textit{close-on-exec} impostati (vedi sez.~\ref{sec:proc_exec} e
+ sez.~\ref{sec:file_fcntl});
\item gli identificatori per il controllo di accesso: l'\textsl{user-ID
reale}, il \textsl{group-ID reale}, l'\textsl{user-ID effettivo}, il
\textsl{group-ID effettivo} ed i \textit{group-ID supplementari} (vedi
sez.~\ref{sec:proc_access_id});
-\item gli identificatori per il controllo di sessione: il \textit{process
- group-ID} e il \textit{session id} ed il terminale di controllo (vedi
- sez.~\ref{sec:sess_proc_group});
+\item gli identificatori per il controllo di sessione: il
+ \itindex{process~group} \textit{process group-ID} e il \textit{session id}
+ ed il terminale di controllo (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group});
\item la directory di lavoro e la directory radice (vedi
sez.~\ref{sec:file_work_dir} e sez.~\ref{sec:file_chroot});
\item la maschera dei permessi di creazione (vedi
- sez.~\ref{sec:file_perm_managemen});
+ sez.~\ref{sec:file_perm_management});
\item la maschera dei segnali bloccati (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask}) e le
azioni installate (vedi sez.~\ref{sec:sig_gen_beha});
\item i segmenti di memoria condivisa agganciati al processo (vedi
sez.~\ref{sec:ipc_sysv_shm});
\item i limiti sulle risorse (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit});
\item le priorità real-time e le affinità di processore (vedi
- sez.~\ref{sec:proc_real_time});
+ sez.~\ref{sec:proc_real_time} e sez.\ref{sec:proc_sched_multiprocess});
\item le variabili di ambiente (vedi sez.~\ref{sec:proc_environ}).
\end{itemize*}
Le differenze fra padre e figlio dopo la \func{fork} invece sono:
\end{itemize*}
-\subsection{La funzione \func{vfork}}
-\label{sec:proc_vfork}
-
-La funzione \func{vfork} è esattamente identica a \func{fork} ed ha la stessa
+Una seconda funzione storica usata per la creazione di un nuovo processo è
+\func{vfork}, che è esattamente identica a \func{fork} ed ha la stessa
semantica e gli stessi errori; la sola differenza è che non viene creata la
tabella delle pagine né la struttura dei task per il nuovo processo. Il
processo padre è posto in attesa fintanto che il figlio non ha eseguito una
\func{fork} veniva fatta solo per poi eseguire una \func{exec}. La funzione
venne introdotta in BSD per migliorare le prestazioni.
-Dato che Linux supporta il \textit{copy on write} \itindex{copy~on~write} la
+Dato che Linux supporta il \itindex{copy~on~write} \textit{copy on write} la
perdita di prestazioni è assolutamente trascurabile, e l'uso di questa
funzione (che resta un caso speciale della system call \func{\_\_clone}) è
deprecato; per questo eviteremo di trattarla ulteriormente.
Ma abbiamo accennato che oltre alla conclusione normale esistono anche delle
modalità di conclusione anomala; queste sono in sostanza due: il programma può
chiamare la funzione \func{abort} per invocare una chiusura anomala, o essere
-terminato da un segnale. In realtà anche la prima modalità si riconduce alla
-seconda, dato che \func{abort} si limita a generare il segnale
-\const{SIGABRT}.
+terminato da un segnale (torneremo sui segnali in cap.~\ref{cha:signals}). In
+realtà anche la prima modalità si riconduce alla seconda, dato che
+\func{abort} si limita a generare il segnale \const{SIGABRT}.
Qualunque sia la modalità di conclusione di un processo, il kernel esegue
comunque una serie di operazioni: chiude tutti i file aperti, rilascia la
dal processo (vedi sez.~\ref{sec:sys_unix_time}) e lo stato di terminazione,
mentre la memoria in uso ed i file aperti vengono rilasciati immediatamente. I
processi che sono terminati, ma il cui stato di terminazione non è stato
-ancora ricevuto dal padre sono chiamati \textit{zombie}\index{zombie}, essi
+ancora ricevuto dal padre sono chiamati \index{zombie} \textit{zombie}, essi
restano presenti nella tabella dei processi ed in genere possono essere
identificati dall'output di \cmd{ps} per la presenza di una \texttt{Z} nella
colonna che ne indica lo stato (vedi tab.~\ref{tab:proc_proc_states}). Quando
\end{verbatim} %$
\normalsize e come si vede, dato che non si è fatto nulla per riceverne lo
stato di terminazione, i tre processi figli sono ancora presenti pur essendosi
-conclusi, con lo stato di zombie \index{zombie} e l'indicazione che sono stati
-terminati.
-
-La possibilità di avere degli zombie \index{zombie} deve essere tenuta sempre
-presente quando si scrive un programma che deve essere mantenuto in esecuzione
-a lungo e creare molti figli. In questo caso si deve sempre avere cura di far
-leggere l'eventuale stato di uscita di tutti i figli (in genere questo si fa
-attraverso un apposito \textit{signal handler}, che chiama la funzione
-\func{wait}, vedi sez.~\ref{sec:sig_sigchld} e sez.~\ref{sec:proc_wait}).
-Questa operazione è necessaria perché anche se gli \textit{zombie}
-\index{zombie} non consumano risorse di memoria o processore, occupano
-comunque una voce nella tabella dei processi, che a lungo andare potrebbe
-esaurirsi.
+conclusi, con lo stato di \index{zombie} \textit{zombie} e l'indicazione che
+sono stati terminati.
+
+La possibilità di avere degli \index{zombie} \textit{zombie} deve essere
+tenuta sempre presente quando si scrive un programma che deve essere mantenuto
+in esecuzione a lungo e creare molti figli. In questo caso si deve sempre
+avere cura di far leggere l'eventuale stato di uscita di tutti i figli (in
+genere questo si fa attraverso un apposito \textit{signal handler}, che chiama
+la funzione \func{wait}, vedi sez.~\ref{sec:sig_sigchld} e
+sez.~\ref{sec:proc_wait}). Questa operazione è necessaria perché anche se gli
+\index{zombie} \textit{zombie} non consumano risorse di memoria o processore,
+occupano comunque una voce nella tabella dei processi, che a lungo andare
+potrebbe esaurirsi.
Si noti che quando un processo adottato da \cmd{init} termina, esso non
-diviene uno \textit{zombie}\index{zombie}; questo perché una delle funzioni di
-\cmd{init} è appunto quella di chiamare la funzione \func{wait} per i processi
-cui fa da padre, completandone la terminazione. Questo è quanto avviene anche
-quando, come nel caso del precedente esempio con \cmd{forktest}, il padre
-termina con dei figli in stato di zombie\index{zombie}: alla sua terminazione
-infatti tutti i suoi figli (compresi gli zombie\index{zombie}) verranno
-adottati da \cmd{init}, il quale provvederà a completarne la terminazione.
-
-Si tenga presente infine che siccome gli zombie\index{zombie} sono processi
-già usciti, non c'è modo di eliminarli con il comando \cmd{kill}; l'unica
-possibilità di cancellarli dalla tabella dei processi è quella di terminare il
-processo che li ha generati, in modo che \cmd{init} possa adottarli e
-provvedere a concluderne la terminazione.
-
-
-\subsection{Le funzioni \func{wait} e \func{waitpid}}
+diviene uno \index{zombie} \textit{zombie}; questo perché una delle funzioni
+di \cmd{init} è appunto quella di chiamare la funzione \func{wait} per i
+processi cui fa da padre, completandone la terminazione. Questo è quanto
+avviene anche quando, come nel caso del precedente esempio con \cmd{forktest},
+il padre termina con dei figli in stato di \index{zombie} \textit{zombie}:
+alla sua terminazione infatti tutti i suoi figli (compresi gli \index{zombie}
+\textit{zombie}) verranno adottati da \cmd{init}, il quale provvederà a
+completarne la terminazione.
+
+Si tenga presente infine che siccome gli \index{zombie} \textit{zombie} sono
+processi già usciti, non c'è modo di eliminarli con il comando \cmd{kill};
+l'unica possibilità di cancellarli dalla tabella dei processi è quella di
+terminare il processo che li ha generati, in modo che \cmd{init} possa
+adottarli e provvedere a concluderne la terminazione.
+
+
+\subsection{La funzione \func{waitpid} e le funzioni di ricezione degli stati
+ di uscita}
\label{sec:proc_wait}
Uno degli usi più comuni delle capacità multitasking di un sistema unix-like
principale attende le richieste che vengono poi soddisfatte da una serie di
processi figli. Si è già sottolineato al paragrafo precedente come in questo
caso diventi necessario gestire esplicitamente la conclusione dei figli onde
-evitare di riempire di \textit{zombie}\index{zombie} la tabella dei processi;
-le funzioni deputate a questo compito sono sostanzialmente due, \funcd{wait} e
+evitare di riempire di \index{zombie} \textit{zombie} la tabella dei processi;
+le funzioni deputate a questo compito sono principalmente due, \funcd{wait} e
\func{waitpid}. La prima, il cui prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\funcd{waitpid} che effettua lo stesso servizio, ma dispone di una serie di
funzionalità più ampie, legate anche al controllo di sessione (si veda
sez.~\ref{sec:sess_job_control}). Dato che è possibile ottenere lo stesso
-comportamento di \func{wait} si consiglia di utilizzare sempre questa
-funzione, il cui prototipo è:
+comportamento di \func{wait}\footnote{in effetti il codice
+ \code{wait(\&status)} è del tutto equivalente a \code{waitpid(WAIT\_ANY,
+ \&status, 0)}.} si consiglia di utilizzare sempre questa funzione, il cui
+prototipo è:
\begin{functions}
\headdecl{sys/types.h}
\headdecl{sys/wait.h}
è stata specificata l'opzione \const{WNOHANG} e il processo non è uscito e
-1 per un errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
\begin{errlist}
- \item[\errcode{EINTR}] se non è stata specificata l'opzione \const{WNOHANG} e
+ \item[\errcode{EINTR}] non è stata specificata l'opzione \const{WNOHANG} e
la funzione è stata interrotta da un segnale.
\item[\errcode{ECHILD}] il processo specificato da \param{pid} non esiste o
non è figlio del processo chiamante.
+ \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore non valido per
+ l'argomento \param{options}.
\end{errlist}}
\end{functions}
-Le differenze principali fra le due funzioni sono che \func{wait} si blocca
-sempre fino a che un processo figlio non termina, mentre \func{waitpid} ha la
-possibilità si specificare un'opzione \const{WNOHANG} che ne previene il
-blocco; inoltre \func{waitpid} può specificare in maniera flessibile quale
-processo attendere, sulla base del valore fornito dall'argomento \param{pid},
-secondo lo specchietto riportato in tab.~\ref{tab:proc_waidpid_pid}.
+La prima differenza fra le due funzioni è che con \func{waitpid} si può
+specificare in maniera flessibile quale processo attendere, sulla base del
+valore fornito dall'argomento \param{pid}, questo può assumere diversi valori,
+secondo lo specchietto riportato in tab.~\ref{tab:proc_waidpid_pid}, dove si
+sono riportate anche le costanti definite per indicare alcuni di essi.
\begin{table}[!htb]
\centering
\footnotesize
\begin{tabular}[c]{|c|c|p{8cm}|}
\hline
- \textbf{Valore} & \textbf{Opzione} &\textbf{Significato}\\
+ \textbf{Valore} & \textbf{Costante} &\textbf{Significato}\\
\hline
\hline
- $<-1$& -- & attende per un figlio il cui
+ $<-1$& -- & Attende per un figlio il cui
\itindex{process~group} \textit{process group}
(vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) è uguale
al valore assoluto di \param{pid}. \\
- $-1$& \const{WAIT\_ANY} & attende per un figlio qualsiasi, usata in
- questa maniera è equivalente a \func{wait}.\\
- $0$ &\const{WAIT\_MYPGRP}&attende per un figlio il cui
- \itindex{process~group} \textit{process group} è
+ $-1$&\const{WAIT\_ANY} & Attende per un figlio qualsiasi, usata in
+ questa maniera senza specificare nessuna opzione
+ è equivalente a \func{wait}.\\
+ $ 0$&\const{WAIT\_MYPGRP}&Attende per un figlio il cui
+ \itindex{process~group} \textit{process group}
+ (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) è
uguale a quello del processo chiamante. \\
- $>0$& -- & attende per un figlio il cui \acr{pid} è uguale
+ $>0$& -- & Attende per un figlio il cui \acr{pid} è uguale
al valore di \param{pid}.\\
\hline
\end{tabular}
\label{tab:proc_waidpid_pid}
\end{table}
-Il comportamento di \func{waitpid} può inoltre essere modificato passando
-delle opportune opzioni tramite l'argomento \param{option}. I valori possibili
-sono il già citato \const{WNOHANG}, che previene il blocco della funzione
-quando il processo figlio non è terminato, e \const{WUNTRACED} che permette di
-tracciare i processi bloccati. Il valore dell'opzione deve essere specificato
-come maschera binaria ottenuta con l'OR delle suddette costanti con zero.
-
-In genere si utilizza \const{WUNTRACED} all'interno del controllo di sessione,
-(l'argomento è trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control}). In tal caso
-infatti la funzione ritorna, restituendone il \acr{pid}, quando c'è un
-processo figlio che è entrato in stato di sleep (vedi
-tab.~\ref{tab:proc_proc_states}) e del quale non si è ancora letto lo stato
-(con questa stessa opzione). In Linux sono previste altre opzioni non standard
-relative al comportamento con i thread, che riprenderemo in
-sez.~\ref{sec:thread_xxx}.
-
-La terminazione di un processo figlio è chiaramente un evento asincrono
-rispetto all'esecuzione di un programma e può avvenire in un qualunque
-momento. Per questo motivo, come accennato nella sezione precedente, una delle
-azioni prese dal kernel alla conclusione di un processo è quella di mandare un
-segnale di \const{SIGCHLD} al padre. L'azione predefinita (si veda
+Il comportamento di \func{waitpid} può inoltre essere modificato passando alla
+funzione delle opportune opzioni tramite l'argomento \param{options}; questo
+deve essere specificato come maschera binaria dei flag riportati in
+tab.~\ref{tab:proc_waitpid_options},\footnote{oltre a queste in Linux sono
+ previste del altre opzioni non standard, relative al comportamento con i
+ thread, che riprenderemo in sez.~\ref{sec:thread_xxx}.} che possono essere
+combinati fra loro con un OR aritmetico.
+
+L'uso dell'opzione \const{WNOHANG} consente di prevenire il blocco della
+funzione qualora nessun figlio sia uscito (o non si siano verificate le altre
+condizioni per l'uscita della funzione); in tal caso la funzione ritornerà un
+valore nullo anziché positivo.\footnote{anche in questo caso un valore
+ positivo indicherà il \acr{pid} del processo di cui si è ricevuto lo stato
+ ed un valore negativo un errore.}
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro} & \textbf{Descrizione}\\
+ \hline
+ \hline
+ \const{WNOHANG} & La funzione ritorna immediatamente anche se non è
+ terminato nessun processo figlio. \\
+ \const{WUNTRACED} & Ritorna anche se un processo figlio è stato fermato. \\
+ \const{WCONTINUED}& Ritorna anche quando un processo figlio che era stato
+ fermato ha ripreso l'esecuzione.\footnotemark \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{options}
+ della funzione \func{waitpid}.}
+ \label{tab:proc_waitpid_options}
+\end{table}
+
+\footnotetext{disponibile solo a partire dal kernel 2.6.10.}
+
+Le altre due opzioni \const{WUNTRACED} e \const{WCONTINUED} consentono
+rispettivamente di tracciare non la terminazione di un processo, ma il fatto
+che esso sia stato fermato, o fatto ripartire, e sono utilizzate per la
+gestione del controllo di sessione (vedi sez.~\ref{sec:sess_job_control}).
+
+Nel caso di \const{WUNTRACED} la funzione ritorna, restituendone il \acr{pid},
+quando un processo figlio entra nello stato \textit{stopped}\footnote{in
+ realtà viene notificato soltanto il caso in cui il processo è stato fermato
+ da un segnale di stop (vedi sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}), e non quello in
+ cui lo stato \textit{stopped} è dovuto all'uso di \func{ptrace} (vedi
+ sez.~\ref{sec:xxx_ptrace}).} (vedi tab.~\ref{tab:proc_proc_states}), mentre
+con \const{WCONTINUED} la funzione ritorna quando un processo in stato
+\textit{stopped} riprende l'esecuzione per la ricezione del segnale
+\const{SIGCONT} (l'uso di questi segnali per il controllo di sessione è
+dettagliato in sez.~\ref{sec:sess_ctrl_term}).
+
+La terminazione di un processo figlio (così come gli altri eventi osservabili
+con \func{waitpid}) è chiaramente un evento asincrono rispetto all'esecuzione
+di un programma e può avvenire in un qualunque momento. Per questo motivo,
+come accennato nella sezione precedente, una delle azioni prese dal kernel
+alla conclusione di un processo è quella di mandare un segnale di
+\const{SIGCHLD} al padre. L'azione predefinita (si veda
sez.~\ref{sec:sig_base}) per questo segnale è di essere ignorato, ma la sua
generazione costituisce il meccanismo di comunicazione asincrona con cui il
kernel avverte il processo padre che uno dei suoi figli è terminato.
-In genere in un programma non si vuole essere forzati ad attendere la
-conclusione di un processo per proseguire, specie se tutto questo serve solo
-per leggerne lo stato di chiusura (ed evitare la presenza di
-\textit{zombie}\index{zombie}), per questo la modalità più usata per chiamare
-queste funzioni è quella di utilizzarle all'interno di un \textit{signal
- handler} (vedremo un esempio di come gestire \const{SIGCHLD} con i segnali
-in sez.~\ref{sec:sig_example}). In questo caso infatti, dato che il segnale è
-generato dalla terminazione di un figlio, avremo la certezza che la chiamata a
-\func{wait} non si bloccherà.
+Il comportamento delle funzioni è però cambiato nel passaggio dal kernel 2.4
+al kernel 2.6, quest'ultimo infatti si è adeguato alle prescrizioni dello
+standard POSIX.1-2001,\footnote{una revisione del 2001 dello standard POSIX.1
+ che ha aggiunto dei requisiti e delle nuove funzioni, come \func{waitid}.}
+e come da esso richiesto se \const{SIGCHLD} viene ignorato, o se si imposta il
+flag di \const{SA\_NOCLDSTOP} nella ricezione dello stesso (si veda
+sez.~\ref{sec:sig_sigaction}) i processi figli che terminano non diventano
+\textit{zombie} e sia \func{wait} che \func{waitpid} si bloccano fintanto che
+tutti i processi figli non sono terminati, dopo di che falliscono con un
+errore di \errcode{ENOCHLD}.\footnote{questo è anche il motivo per cui le
+ opzioni \const{WUNTRACED} e \const{WCONTINUED} sono utilizzabili soltanto
+ qualora non si sia impostato il flag di \const{SA\_NOCLDSTOP} per il segnale
+ \const{SIGCHLD}.}
+
+Con i kernel della serie 2.4 e tutti i kernel delle serie precedenti entrambe
+le funzioni di attesa ignorano questa prescrizione\footnote{lo standard POSIX.1
+ originale infatti lascia indefinito il comportamento di queste funzioni
+ quando \const{SIGCHLD} viene ignorato.} e si comportano sempre nello stesso
+modo, indipendentemente dal fatto \const{SIGCHLD} sia ignorato o meno:
+attendono la terminazione di un processo figlio e ritornano il relativo
+\acr{pid} e lo stato di terminazione nell'argomento \param{status}.
+
+In generale in un programma non si vuole essere forzati ad attendere la
+conclusione di un processo figlio per proseguire l'esecuzione, specie se tutto
+questo serve solo per leggerne lo stato di chiusura (ed evitare eventualmente
+la presenza di \index{zombie} \textit{zombie}). Per questo la modalità più
+comune di chiamare queste funzioni è quella di utilizzarle all'interno di un
+\textit{signal handler} (vedremo un esempio di come gestire \const{SIGCHLD}
+con i segnali in sez.~\ref{sec:sig_example}). In questo caso infatti, dato che
+il segnale è generato dalla terminazione di un figlio, avremo la certezza che
+la chiamata a \func{waitpid} non si bloccherà.
+
+Come accennato sia \func{wait} che \func{waitpid} restituiscono lo stato di
+terminazione del processo tramite il puntatore \param{status} (se non
+interessa memorizzare lo stato si può passare un puntatore nullo). Il valore
+restituito da entrambe le funzioni dipende dall'implementazione, ma
+tradizionalmente alcuni bit (in genere 8) sono riservati per memorizzare lo
+stato di uscita, e altri per indicare il segnale che ha causato la
+terminazione (in caso di conclusione anomala), uno per indicare se è stato
+generato un \itindex{core~dump} \textit{core dump}, ecc.\footnote{le
+ definizioni esatte si possono trovare in \file{<bits/waitstatus.h>} ma
+ questo file non deve mai essere usato direttamente, esso viene incluso
+ attraverso \file{<sys/wait.h>}.}
+
+Lo standard POSIX.1 definisce una serie di macro di preprocessore da usare per
+analizzare lo stato di uscita. Esse sono definite sempre in
+\file{<sys/wait.h>} ed elencate in tab.~\ref{tab:proc_status_macro} (si tenga
+presente che queste macro prendono come parametro la variabile di tipo
+\ctyp{int} puntata da \param{status}).
\begin{table}[!htb]
\centering
\footnotesize
- \begin{tabular}[c]{|c|p{10cm}|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{10cm}|}
\hline
\textbf{Macro} & \textbf{Descrizione}\\
\hline
\macro{WEXITSTATUS(s)} & Restituisce gli otto bit meno significativi dello
stato di uscita del processo (passato attraverso
\func{\_exit}, \func{exit} o come valore di
- ritorno di \func{main}). Può essere valutata solo
+ ritorno di \func{main}); può essere valutata solo
se \val{WIFEXITED} ha restituito un valore non
nullo.\\
- \macro{WIFSIGNALED(s)} & Vera se il processo figlio è terminato
+ \macro{WIFSIGNALED(s)} & Condizione vera se il processo figlio è terminato
in maniera anomala a causa di un segnale che non
è stato catturato (vedi
sez.~\ref{sec:sig_notification}).\\
\macro{WTERMSIG(s)} & Restituisce il numero del segnale che ha causato
- la terminazione anomala del processo. Può essere
+ la terminazione anomala del processo; può essere
valutata solo se \val{WIFSIGNALED} ha restituito
un valore non nullo.\\
\macro{WCOREDUMP(s)} & Vera se il processo terminato ha generato un
- file di \itindex{core~dump}\textit{core
- dump}. Può essere valutata solo se
+ file di \itindex{core~dump} \textit{core
+ dump}; può essere valutata solo se
\val{WIFSIGNALED} ha restituito un valore non
nullo.\footnotemark \\
\macro{WIFSTOPPED(s)} & Vera se il processo che ha causato il ritorno di
- \func{waitpid} è bloccato. L'uso è possibile solo
- avendo specificato l'opzione \const{WUNTRACED}. \\
+ \func{waitpid} è bloccato; l'uso è possibile solo
+ con \func{waitpid} avendo specificato l'opzione
+ \const{WUNTRACED}.\\
\macro{WSTOPSIG(s)} & Restituisce il numero del segnale che ha bloccato
- il processo. Può essere valutata solo se
+ il processo; può essere valutata solo se
\val{WIFSTOPPED} ha restituito un valore non
nullo. \\
+ \macro{WIFCONTINUED(s)}& Vera se il processo che ha causato il ritorno è
+ stato riavviato da un
+ \const{SIGCONT}.\footnotemark \\
\hline
\end{tabular}
\caption{Descrizione delle varie macro di preprocessore utilizzabili per
\label{tab:proc_status_macro}
\end{table}
-\footnotetext{questa macro non è definita dallo standard POSIX.1, ma è
- presente come estensione sia in Linux che in altri Unix.}
-
-Entrambe le funzioni di attesa restituiscono lo stato di terminazione del
-processo tramite il puntatore \param{status} (se non interessa memorizzare
-lo stato si può passare un puntatore nullo). Il valore restituito da
-entrambe le funzioni dipende dall'implementazione, e tradizionalmente alcuni
-bit (in genere 8) sono riservati per memorizzare lo stato di uscita, e altri
-per indicare il segnale che ha causato la terminazione (in caso di
-conclusione anomala), uno per indicare se è stato generato un
-\itindex{core~dump}\textit{core dump}, ecc.\footnote{le definizioni esatte
- si possono trovare in \file{<bits/waitstatus.h>} ma questo file non deve
- mai essere usato direttamente, esso viene incluso attraverso
- \file{<sys/wait.h>}.}
+\footnotetext[18]{questa macro non è definita dallo standard POSIX.1-2001, ma è
+ presente come estensione sia in Linux che in altri Unix, deve essere
+ pertanto utilizzata con attenzione (ad esempio è il caso di usarla in un
+ blocco \texttt{\#ifdef WCOREDUMP ... \#endif}.}
-Lo standard POSIX.1 definisce una serie di macro di preprocessore da usare per
-analizzare lo stato di uscita. Esse sono definite sempre in
-\file{<sys/wait.h>} ed elencate in tab.~\ref{tab:proc_status_macro} (si tenga
-presente che queste macro prendono come parametro la variabile di tipo
-\ctyp{int} puntata da \param{status}).
+\footnotetext{è presente solo a partire dal kernel 2.6.10.}
Si tenga conto che nel caso di conclusione anomala il valore restituito da
\val{WTERMSIG} può essere confrontato con le costanti definite in
\file{signal.h} ed elencate in tab.~\ref{tab:sig_signal_list}, e stampato
usando le apposite funzioni trattate in sez.~\ref{sec:sig_strsignal}.
+A partire dal kernel 2.6.9, sempre in conformità allo standard POSIX.1-2001, è
+stata introdotta una nuova funzione di attesa che consente di avere un
+controllo molto più preciso sui possibili cambiamenti di stato dei processi
+figli e più dettagli sullo stato di uscita; la funzione è \funcd{waitid} ed il
+suo prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/types.h}
+
+ \headdecl{sys/wait.h}
+
+ \funcdecl{int waitid(idtype\_t idtype, id\_t id, siginfo\_t *infop, int
+ options)}
-\subsection{Le funzioni \func{wait3} e \func{wait4}}
-\label{sec:proc_wait4}
+ Attende la conclusione di un processo figlio.
-Linux, seguendo un'estensione di BSD, supporta altre due funzioni per la
-lettura dello stato di terminazione di un processo, analoghe alle precedenti
-ma che prevedono un ulteriore argomento attraverso il quale il kernel può
-restituire al padre informazioni sulle risorse usate dal processo terminato e
-dai vari figli. Le due funzioni sono \funcd{wait3} e \funcd{wait4}, che
-diventano accessibili definendo la macro \macro{\_USE\_BSD}; i loro prototipi
-sono:
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 per un errore,
+ nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\errcode{EINTR}] se non è stata specificata l'opzione \const{WNOHANG} e
+ la funzione è stata interrotta da un segnale.
+ \item[\errcode{ECHILD}] il processo specificato da \param{pid} non esiste o
+ non è figlio del processo chiamante.
+ \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un valore non valido per
+ l'argomento \param{options}.
+ \end{errlist}}
+\end{functions}
+
+La funzione prevede che si specifichi quali processi si intendono osservare
+usando i due argomenti \param{idtype} ed \param{id}; il primo indica se si
+vuole porsi in attesa su un singolo processo, un gruppo di processi o un
+processo qualsiasi, e deve essere specificato secondo uno dei valori di
+tab.~\ref{tab:proc_waitid_idtype}; il secondo indica, a seconda del valore del
+primo, quale processo o quale gruppo di processi selezionare.
+
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro} & \textbf{Descrizione}\\
+ \hline
+ \hline
+ \const{P\_PID} & Indica la richiesta di attendere per un processo figlio
+ il cui \acr{pid} corrisponda al valore dell'argomento
+ \param{id}.\\
+ \const{P\_PGID}& Indica la richiesta di attendere per un processo figlio
+ appartenente al \textit{process group} (vedi
+ sez.~\ref{sec:sess_proc_group}) il cui \acr{pgid}
+ corrisponda al valore dell'argomento \param{id}.\\
+ \const{P\_ALL} & Indica la richiesta di attendere per un processo figlio
+ generico, il valore dell'argomento \param{id} viene
+ ignorato.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti per i valori dell'argomento \param{idtype} della funzione
+ \func{waitid}.}
+ \label{tab:proc_waitid_idtype}
+\end{table}
+
+Come per \func{waitpid} anche il comportamento di \func{waitid} viene
+controllato dall'argomento \param{options}, da specificare come maschera
+binaria dei valori riportati in tab.~\ref{tab:proc_waitid_options}. Benché
+alcuni di questi siano identici come significato ed effetto ai precedenti di
+tab.~\ref{tab:proc_waitpid_options}, ci sono delle differenze significative:
+in questo caso si dovrà specificare esplicitamente l'attesa della terminazione
+di un processo impostando l'opzione \const{WEXITED}, mentre il precedente
+\const{WUNTRACED} è sostituito da \const{WSTOPPED}. Infine è stata aggiunta
+l'opzione \const{WNOWAIT} che consente una lettura dello stato mantenendo il
+processo in attesa di ricezione, così che una successiva chiamata possa di
+nuovo riceverne lo stato.
+
+\begin{table}[!htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro} & \textbf{Descrizione}\\
+ \hline
+ \hline
+ \const{WEXITED} & Ritorna quando un processo figlio è terminato. \\
+ \const{WNOHANG} & Ritorna immediatamente anche se non c'è niente da
+ notificare. \\
+ \const{WSTOPPED} & Ritorna quando un processo figlio è stato fermato. \\
+ \const{WCONTINUED}& ritorna quando un processo figlio che era stato
+ fermato ha ripreso l'esecuzione. \\
+ \const{WNOWAIT} & Lascia il processo ancora in attesa di ricezione, così
+ che una successiva chiamata possa di nuovo riceverne
+ lo stato. \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti che identificano i bit dell'argomento \param{options}
+ della funzione \func{waitid}.}
+ \label{tab:proc_waitid_options}
+\end{table}
+
+La funzione \func{waitid} restituisce un valore nullo in caso di successo, e
+$-1$ in caso di errore; viene restituito un valore nullo anche se è stata
+specificata l'opzione \const{WNOHANG} e la funzione è ritornata immediatamente
+senza che nessun figlio sia terminato. Pertanto per verificare il motivo del
+ritorno della funzione occorre analizzare le informazioni che essa
+restituisce; queste, al contrario delle precedenti \func{wait} e
+\func{waitpid}, sono ritornate nella struttura di tipo \struct{siginfo\_t}
+(vedi fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}) all'indirizzo puntato dall'argomento
+\param{infop}.
+
+Tratteremo nei dettagli questa struttura ed il significato dei suoi vari campi
+in sez.~\ref{sec:sig_sigaction}, per quanto ci interessa qui basta dire che al
+ritorno di \func{waitid} verranno avvalorati i seguenti campi:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\var{si\_pid}] con il \acr{pid} del figlio.
+\item[\var{si\_uid}] con l'user-ID reale (vedi sez.~\ref{sec:proc_perms}) del
+ figlio.
+\item[\var{si\_signo}] con \const{SIGCHLD}.
+\item[\var{si\_status}] con lo stato di uscita del figlio o con il segnale che
+ lo ha terminato, fermato o riavviato.
+\item[\var{si\_code}] con uno fra \const{CLD\_EXITED}, \const{CLD\_KILLED},
+ \const{CLD\_STOPPED}, \const{CLD\_CONTINUED} (vedi tab.~\ref{xxx_si_code}).
+\end{basedescript}
+
+%TODO mettere riferimento alla tabella giusta
+
+Infine Linux, seguendo un'estensione di BSD, supporta altre due funzioni per
+la lettura dello stato di terminazione di un processo, analoghe alle
+precedenti ma che prevedono un ulteriore argomento attraverso il quale il
+kernel può restituire al padre informazioni sulle risorse usate dal processo
+terminato e dai vari figli. Le due funzioni sono \funcd{wait3} e
+\funcd{wait4}, che diventano accessibili definendo la macro
+\macro{\_USE\_BSD}; i loro prototipi sono:
\begin{functions}
\headdecl{sys/times.h} \headdecl{sys/types.h} \headdecl{sys/wait.h}
\headdecl{sys/resource.h}
sez.~\ref{sec:sys_resource_use}) per ottenere le risorse di sistema usate da un
processo; la sua definizione è riportata in fig.~\ref{fig:sys_rusage_struct}.
-
\subsection{Le funzioni \func{exec}}
\label{sec:proc_exec}
processo chiama una di queste funzioni esso viene completamente sostituito dal
nuovo programma; il \acr{pid} del processo non cambia, dato che non viene
creato un nuovo processo, la funzione semplicemente rimpiazza lo
-\itindex{stack} stack, lo \itindex{heap} heap, i dati ed il testo del processo
+\itindex{stack} \textit{stack}, lo \itindex{heap} \textit{heap}, i
+\index{segmento!dati} dati ed il \index{segmento!testo} testo del processo
corrente con un nuovo programma letto da disco.
Ci sono sei diverse versioni di \func{exec} (per questo la si è chiamata
Le altre quattro funzioni si limitano invece a cercare di eseguire il file
indicato dall'argomento \param{path}, che viene interpretato come il
-\itindex{pathname}\textit{pathname} del programma.
+\itindex{pathname} \textit{pathname} del programma.
\begin{figure}[htb]
\centering
sez.~\ref{sec:sig_gen_beha}).
La gestione dei file aperti dipende dal valore che ha il flag di
-\textit{close-on-exec}\itindex{close-on-exec} (vedi anche
+\itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec} (vedi anche
sez.~\ref{sec:file_fcntl}) per ciascun file descriptor. I file per cui è
impostato vengono chiusi, tutti gli altri file restano aperti. Questo
significa che il comportamento predefinito è che i file restano aperti
Per le directory, lo standard POSIX.1 richiede che esse vengano chiuse
attraverso una \func{exec}, in genere questo è fatto dalla funzione
\func{opendir} (vedi sez.~\ref{sec:file_dir_read}) che effettua da sola
-l'impostazione del flag di \textit{close-on-exec}\itindex{close-on-exec} sulle
-directory che apre, in maniera trasparente all'utente.
+l'impostazione del flag di \itindex{close-on-exec} \textit{close-on-exec}
+sulle directory che apre, in maniera trasparente all'utente.
Abbiamo detto che l'\textsl{user-ID reale} ed il \textsl{group-ID reale}
restano gli stessi all'esecuzione di \func{exec}; lo stesso vale per
l'\textsl{user-ID effettivo} ed il \textsl{group-ID effettivo} (il significato
di questi identificatori è trattato in sez.~\ref{sec:proc_access_id}), tranne
-quando il file che si va ad eseguire abbia o il \itindex{suid~bit}\acr{suid}
+quando il file che si va ad eseguire abbia o il \itindex{suid~bit} \acr{suid}
bit o lo \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} bit impostato, in questo caso
l'\textsl{user-ID effettivo} ed il \textsl{group-ID effettivo} vengono
impostati rispettivamente all'utente o al gruppo cui il file appartiene (per i
del programma per caricare le librerie necessarie ed effettuare il link
dell'eseguibile. Se il programma è in formato ELF per caricare le librerie
dinamiche viene usato l'interprete indicato nel segmento \const{PT\_INTERP},
-in genere questo è \file{/lib/ld-linux.so.1} per programmi collegati con le
-\acr{libc5}, e \file{/lib/ld-linux.so.2} per programmi collegati con le
+in genere questo è \sysfile{/lib/ld-linux.so.1} per programmi collegati con le
+\acr{libc5}, e \sysfile{/lib/ld-linux.so.2} per programmi collegati con le
\acr{glibc}.
Infine nel caso il file sia uno script esso deve iniziare con una linea nella
realtà già esistono estensioni di questo modello base, che lo rendono più
flessibile e controllabile, come le \itindex{capabilities}
\textit{capabilities} illustrate in sez.~\ref{sec:proc_capabilities}, le ACL
- per i file o il \textit{Mandatory Access Control}
- \itindex{Mandatory~Access~Control~(MAC)} di SELinux; inoltre basandosi sul
- lavoro effettuato con SELinux, a partire dal kernel 2.5.x, è iniziato lo
- sviluppo di una infrastruttura di sicurezza, il \textit{Linux Security
- Modules}, o LSM, in grado di fornire diversi agganci a livello del kernel
- per modularizzare tutti i possibili controlli di accesso.} di sicurezza di
-un sistema unix-like è fondato sui concetti di utente e gruppo, e sulla
-separazione fra l'amministratore (\textsl{root}, detto spesso anche
-\textit{superuser}) che non è sottoposto a restrizioni, ed il resto degli
-utenti, per i quali invece vengono effettuati i vari controlli di accesso.
+ per i file o il \itindex{Mandatory~Access~Control~(MAC)} \textit{Mandatory
+ Access Control} di SELinux; inoltre basandosi sul lavoro effettuato con
+ SELinux, a partire dal kernel 2.5.x, è iniziato lo sviluppo di una
+ infrastruttura di sicurezza, il \textit{Linux Security Modules}, o LSM, in
+ grado di fornire diversi agganci a livello del kernel per modularizzare
+ tutti i possibili controlli di accesso.} di sicurezza di un sistema
+unix-like è fondato sui concetti di utente e gruppo, e sulla separazione fra
+l'amministratore (\textsl{root}, detto spesso anche \textit{superuser}) che
+non è sottoposto a restrizioni, ed il resto degli utenti, per i quali invece
+vengono effettuati i vari controlli di accesso.
Abbiamo già accennato come il sistema associ ad ogni utente e gruppo due
identificatori univoci, lo user-ID ed il group-ID; questi servono al kernel per
padre, e vengono impostati dalla funzione \func{exec} all'avvio del processo,
come copie dell'\textsl{user-ID effettivo} e del \textsl{group-ID effettivo}
dopo che questi sono stati impostati tenendo conto di eventuali
-\itindex{suid~bit}\acr{suid} o \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}. Essi quindi
+\itindex{suid~bit} \acr{suid} o \itindex{sgid~bit} \acr{sgid}. Essi quindi
consentono di tenere traccia di quale fossero utente e gruppo effettivi
all'inizio dell'esecuzione di un nuovo programma.
ed eventualmente tornare indietro.
Come esempio per chiarire l'uso di queste funzioni prendiamo quello con cui
-viene gestito l'accesso al file \file{/var/log/utmp}. In questo file viene
+viene gestito l'accesso al file \sysfile{/var/log/utmp}. In questo file viene
registrato chi sta usando il sistema al momento corrente; chiaramente non può
essere lasciato aperto in scrittura a qualunque utente, che potrebbe
falsificare la registrazione. Per questo motivo questo file (e l'analogo
-\file{/var/log/wtmp} su cui vengono registrati login e logout) appartengono ad
-un gruppo dedicato (\acr{utmp}) ed i programmi che devono accedervi (ad
+\sysfile{/var/log/wtmp} su cui vengono registrati login e logout) appartengono
+ad un gruppo dedicato (\acr{utmp}) ed i programmi che devono accedervi (ad
esempio tutti i programmi di terminale in X, o il programma \cmd{screen} che
crea terminali multipli su una console) appartengono a questo gruppo ed hanno
il bit \acr{sgid} impostato.
\textsl{group-ID salvato} &=& \textrm{\acr{utmp}}
\end{eqnarray*}
in questo modo, dato che il \textsl{group-ID effettivo} è quello giusto, il
-programma può accedere a \file{/var/log/utmp} in scrittura ed aggiornarlo. A
-questo punto il programma può eseguire una \code{setgid(getgid())} per
+programma può accedere a \sysfile{/var/log/utmp} in scrittura ed aggiornarlo.
+A questo punto il programma può eseguire una \code{setgid(getgid())} per
impostare il \textsl{group-ID effettivo} a quello dell'utente (e dato che il
\textsl{group-ID reale} corrisponde la funzione avrà successo), in questo modo
non sarà possibile lanciare dal terminale programmi che modificano detto file,
\end{eqnarray*}
e ogni processo lanciato dal terminale avrebbe comunque \acr{gid} come
\textsl{group-ID effettivo}. All'uscita dal terminale, per poter di nuovo
-aggiornare lo stato di \file{/var/log/utmp} il programma eseguirà una
+aggiornare lo stato di \sysfile{/var/log/utmp} il programma eseguirà una
\code{setgid(utmp)} (dove \var{utmp} è il valore numerico associato al gruppo
\acr{utmp}, ottenuto ad esempio con una precedente \func{getegid}), dato che
in questo caso il valore richiesto corrisponde al \textsl{group-ID salvato} la
\textsl{group-ID effettivo} &=& \textrm{\acr{utmp}} \\
\textsl{group-ID salvato} &=& \textrm{\acr{utmp} (invariato)}
\end{eqnarray*}
-consentendo l'accesso a \file{/var/log/utmp}.
+consentendo l'accesso a \sysfile{/var/log/utmp}.
Occorre però tenere conto che tutto questo non è possibile con un processo con
i privilegi di amministratore, in tal caso infatti l'esecuzione di una
Anche queste funzioni sono un'estensione specifica di Linux, e non richiedono
nessun privilegio. I valori sono restituiti negli argomenti, che vanno
specificati come puntatori (è un altro esempio di
-\itindex{value~result~argument}\textit{value result argument}). Si noti che
+\itindex{value~result~argument} \textit{value result argument}). Si noti che
queste funzioni sono le uniche in grado di leggere gli identificatori del
gruppo \textit{saved}.
\end{functions}
La funzione esegue la scansione del database dei gruppi (usualmente
-\file{/etc/groups}) cercando i gruppi di cui è membro l'utente \param{user}
+\conffile{/etc/group}) cercando i gruppi di cui è membro l'utente \param{user}
con cui costruisce una lista di gruppi supplementari, a cui aggiunge anche
\param{group}, infine imposta questa lista per il processo corrente usando
\func{setgroups}. Si tenga presente che sia \func{setgroups} che
%
% POSIX-draft defined capabilities.
%
- \const{CAP\_CHOWN} & la capacità di cambiare proprietario e gruppo
+ \const{CAP\_CHOWN} & La capacità di cambiare proprietario e gruppo
proprietario di un file (vedi
sez.~\ref{sec:file_ownership_management}).\\
- \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& la capacità di evitare il controllo dei
+ \const{CAP\_DAC\_OVERRIDE}& La capacità di evitare il controllo dei
permessi di lettura, scrittura ed esecuzione dei
file, (vedi sez.~\ref{sec:file_access_control})
caratteristici del modello classico del
\itindex{Discrectionary~Access~Control~(DAC)}
\textit{Discrectionary Access Control} (da cui
il nome DAC).\\
- \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& la capacità di evitare il controllo dei
+ \const{CAP\_DAC\_READ\_SEARCH}& La capacità di evitare il controllo dei
permessi di lettura, scrittura ed esecuzione per
le directory (vedi
sez.~\ref{sec:file_access_control}).\\
- \const{CAP\_FOWNER} & la capacità di evitare il controllo che
+ \const{CAP\_FOWNER} & La capacità di evitare il controllo che
l'user-ID effettivo del processo (o meglio il
\textit{filesystem user-ID}, vedi
sez.~\ref{sec:proc_setuid}) coincida con
\func{open} e \func{fcntl} (vedi
sez.~\ref{sec:file_open} e
sez.~\ref{sec:file_fcntl}).\\
- \const{CAP\_FSETID} & la capacità di evitare la cancellazione
+ \const{CAP\_FSETID} & La capacità di evitare la cancellazione
automatica dei bit \itindex{suid~bit} \acr{suid}
e \itindex{sgid~bit} \acr{sgid} quando un file
per i quali sono impostati viene modificato da
quando questo è relativo ad un gruppo cui non si
appartiene (vedi
sez.~\ref{sec:file_perm_management}).\\
- \const{CAP\_KILL} & la capacità di mandare segnali a qualunque
+ \const{CAP\_KILL} & La capacità di mandare segnali a qualunque
processo (vedi sez.~\ref{sec:sig_kill_raise}).\\
- \const{CAP\_SETGID} & la capacità di manipolare i group ID dei
+ \const{CAP\_SETGID} & La capacità di manipolare i group ID dei
processi, sia il principale che i supplementari,
(vedi sez.~\ref{sec:proc_setgroups} che quelli
trasmessi tramite i socket \textit{unix domain}
(vedi sez.~\ref{sec:unix_socket}).\\
- \const{CAP\_SETUID} & la capacità di manipolare gli user ID del
+ \const{CAP\_SETUID} & La capacità di manipolare gli user ID del
processo (con \func{setuid}, \func{setreuid},
\func{setresuid}, \func{setfsuid}) e di
trasmettere un valore arbitrario
% Linux specific capabilities
%
\hline
- \const{CAP\_SETPCAP} & la capacità di impostare o rimuovere una capacità
+ \const{CAP\_SETPCAP} & La capacità di impostare o rimuovere una capacità
(limitatamente a quelle che il processo
chiamante ha nel suo insieme di capacità
permesse) da qualunque processo.\\
\textit{append only} per i file su un
filesystem che supporta questi
attributi estesi.\\
- \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& la capacità di porre in ascolto server
+ \const{CAP\_NET\_BIND\_SERVICE}& La capacità di porre in ascolto server
su porte riservate (vedi
sez.~\ref{sec:TCP_func_bind}).\\
- \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& la capacità di consentire l'uso di socket in
+ \const{CAP\_NET\_BROADCAST}& La capacità di consentire l'uso di socket in
\itindex{broadcast} \textit{broadcast} e
\itindex{multicast} \textit{multicast}.\\
\const{CAP\_NET\_ADMIN} & la capacità di eseguire alcune operazioni
\itindex{multicast} \textit{multicasting},
impostare interfacce di rete e
tabella di instradamento).\\
- \const{CAP\_NET\_RAW} & la capacità di usare socket \texttt{RAW} e
+ \const{CAP\_NET\_RAW} & La capacità di usare socket \texttt{RAW} e
\texttt{PACKET} (quelli che permettono di creare
pacchetti nei protocolli di basso livello).\\
- \const{CAP\_IPC\_LOCK} & la capacità di effettuare il \textit{memory
+ \const{CAP\_IPC\_LOCK} & La capacità di effettuare il \textit{memory
locking} \itindex{memory~locking} con le
funzioni \func{mlock}, \func{mlockall},
\func{shmctl}, \func{mmap} (vedi
sez.~\ref{sec:proc_mem_lock} e
sez.~\ref{sec:file_memory_map}). \\
- \const{CAP\_IPC\_OWNER} & la capacità di evitare il controllo dei permessi
+ \const{CAP\_IPC\_OWNER} & La capacità di evitare il controllo dei permessi
per le operazioni sugli oggetti di
intercomunicazione fra processi (vedi
sez.~\ref{sec:ipc_sysv}).\\
- \const{CAP\_SYS\_MODULE}& la capacità di caricare e rimuovere moduli del
+ \const{CAP\_SYS\_MODULE}& La capacità di caricare e rimuovere moduli del
kernel. \\
- \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & la capacità di eseguire operazioni sulle porte
+ \const{CAP\_SYS\_RAWIO} & La capacità di eseguire operazioni sulle porte
di I/O con \func{ioperm} e \func{iopl} (vedi
sez.~\ref{sec:file_io_port}).\\
- \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& la capacità di eseguire la funzione
+ \const{CAP\_SYS\_CHROOT}& La capacità di eseguire la funzione
\func{chroot} (vedi
sez.~\ref{sec:file_chroot}).\\
- \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& consente di tracciare qualunque processo con
+ \const{CAP\_SYS\_PTRACE}& Consente di tracciare qualunque processo con
\func{ptrace} (vedi
sez.~\ref{sec:xxx_ptrace}).\\
-% TODO documentatare ptrace
- \const{CAP\_SYS\_PACCT} & la capacità di usare le funzioni di
+ \const{CAP\_SYS\_PACCT} & La capacità di usare le funzioni di
\textit{accounting} dei processi (vedi
sez.~\ref{sec:sys_bsd_accounting}).\\
- \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & la capacità di eseguire una serie di compiti
+ \const{CAP\_SYS\_ADMIN} & La capacità di eseguire una serie di compiti
amministrativi (come impostare le quote,
attivare e disattivare la swap, montare,
rimontare e smontare filesystem, ecc.). \\
- \const{CAP\_SYS\_BOOT} & la capacità di fare eseguire un riavvio del
+ \const{CAP\_SYS\_BOOT} & La capacità di fare eseguire un riavvio del
sistema.\\
- \const{CAP\_SYS\_NICE} & la capacità di modificare le priorità dei
+ \const{CAP\_SYS\_NICE} & La capacità di modificare le priorità dei
processi (vedi sez.~\ref{sec:proc_priority}). \\
\const{CAP\_SYS\_RESOURCE}& la capacità di superare le limitazioni sulle
risorse, aumentare le quote disco, usare lo
spazio disco riservato all'amministratore.\\
- \const{CAP\_SYS\_TIME} & la capacità di modificare il tempo di sistema
+ \const{CAP\_SYS\_TIME} & La capacità di modificare il tempo di sistema
(vedi sez.~\ref{sec:sys_time}).\\
\const{CAP\_SYS\_TTY\_CONFIG}& la capacità di simulare un \textit{hangup}
della console, con la funzione
\func{vhangup}.\\
- \const{CAP\_MKNOD} & la capacità di creare file di dispositivo con la
+ \const{CAP\_MKNOD} & La capacità di creare file di dispositivo con la
funzione \func{mknod} (vedi
sez.~\ref{sec:file_mknod}).\footnotemark\\
- \const{CAP\_LEASE} & la capacità di creare dei \textit{file lease}
+ \const{CAP\_LEASE} & La capacità di creare dei \textit{file lease}
\index{file!lease} su di un file (vedi
sez.~\ref{sec:file_asyncronous_lease})
indipendentemente dalla proprietà dello
stesso.\footnotemark\\
- \const{CAP\_SETFCAP} & la capacità di impostare le
+ \const{CAP\_SETFCAP} & La capacità di impostare le
\textit{capabilities} di un file (non
supportata).\\
\hline
capacità in esso elencate.
Il \textit{capabilities bounding set} è un parametro di sistema, accessibile
-attraverso il contenuto del file \file{/proc/sys/kernel/cap-bound}, che per
+attraverso il contenuto del file \procfile{/proc/sys/kernel/cap-bound}, che per
questa sua caratteristica consente di impostare un limite generale alle
capacità che possono essere accordate ai vari processi. Questo valore può
essere impostato ad un valore arbitrario esclusivamente dal primo processo
\label{sec:proc_priority}
In questa sezione tratteremo più approfonditamente i meccanismi con il quale
-lo \textit{scheduler}\itindex{scheduler} assegna la CPU ai vari processi
+lo \itindex{scheduler} \textit{scheduler} assegna la CPU ai vari processi
attivi. In particolare prenderemo in esame i vari meccanismi con cui viene
gestita l'assegnazione del tempo di CPU, ed illustreremo le varie funzioni di
gestione.
\label{sec:proc_sched}
\itindbeg{scheduler}
+
La scelta di un meccanismo che sia in grado di distribuire in maniera efficace
il tempo di CPU per l'esecuzione dei processi è sempre una questione delicata,
ed oggetto di numerose ricerche; in generale essa dipende in maniera
cui non esiste un meccanismo che sia valido per tutti gli usi.
La caratteristica specifica di un sistema multitasking come Linux è quella del
-cosiddetto \itindex{prehemptive~multitasking}\textit{prehemptive
+cosiddetto \itindex{prehemptive~multitasking} \textit{prehemptive
multitasking}: questo significa che al contrario di altri sistemi (che usano
-invece il cosiddetto \itindex{cooperative~multitasking}\textit{cooperative
+invece il cosiddetto \itindex{cooperative~multitasking} \textit{cooperative
multitasking}) non sono i singoli processi, ma il kernel stesso a decidere
quando la CPU deve essere passata ad un altro processo. Come accennato in
sez.~\ref{sec:proc_hierarchy} questa scelta viene eseguita da una sezione
Adeos gestiti dalle code del nano-kernel), in modo da poterli controllare
direttamente qualora ci sia la necessità di avere un processo con priorità
più elevata di un \textit{interrupt handler}.} mentre con l'incorrere in un
-\textit{page fault}\itindex{page~fault} si possono avere ritardi non previsti.
-Se l'ultimo problema può essere aggirato attraverso l'uso delle funzioni di
-controllo della memoria virtuale (vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_lock}), il primo
-non è superabile e può comportare ritardi non prevedibili riguardo ai tempi di
-esecuzione di qualunque processo.
+\itindex{page~fault} \textit{page fault} si possono avere ritardi non
+previsti. Se l'ultimo problema può essere aggirato attraverso l'uso delle
+funzioni di controllo della memoria virtuale (vedi
+sez.~\ref{sec:proc_mem_lock}), il primo non è superabile e può comportare
+ritardi non prevedibili riguardo ai tempi di esecuzione di qualunque processo.
Occorre usare le priorità assolute con molta attenzione: se si dà ad un
processo una priorità assoluta e questo finisce in un loop infinito, nessun
\textbf{Policy} & \textbf{Significato} \\
\hline
\hline
- \const{SCHED\_FIFO} & Scheduling real-time con politica \textit{FIFO} \\
+ \const{SCHED\_FIFO} & Scheduling real-time con politica \textit{FIFO}. \\
\const{SCHED\_RR} & Scheduling real-time con politica \textit{Round
- Robin} \\
- \const{SCHED\_OTHER}& Scheduling ordinario\\
+ Robin}. \\
+ \const{SCHED\_OTHER}& Scheduling ordinario.\\
\hline
\end{tabular}
\caption{Valori dell'argomento \param{policy} per la funzione
in modalità \textit{fifo}, per permettere l'esecuzione degli altri processi
con pari priorità quando la sezione più urgente è finita.
+
+\subsection{Il controllo dello \textit{scheduler} per i sistemi multiprocessore}
+\label{sec:proc_sched_multiprocess}
+
Infine con il supporto dei sistemi multiprocessore sono state introdotte delle
funzioni che permettono di controllare in maniera più dettagliata la scelta di
quale processore utilizzare per eseguire un certo programma. Uno dei problemi
-che si pongono nei sistemi multiprocessore è infatti quello
-dell'\textsl{effetto ping-pong}.\index{effetto~ping-pong} Può accadere cioè
-che lo scheduler, quando riavvia un processo precedentemente interrotto,
-scegliendo il primo processore disponibile lo faccia eseguire da un processore
-diverso rispetto a quello su cui era stato eseguito in precedenza. Se il
-processo passa da un processore all'altro in questo modo (cosa che avveniva
-abbastanza di frequente con i kernel della seria 2.4.x) si ha
-l'\textsl{effetto ping-pong}.
+che si pongono nei sistemi multiprocessore è infatti quello del cosiddetto
+\index{effetto~ping-pong} \textsl{effetto ping-pong}. Può accadere cioè che lo
+scheduler, quando riavvia un processo precedentemente interrotto scegliendo il
+primo processore disponibile, lo faccia eseguire da un processore diverso
+rispetto a quello su cui era stato eseguito in precedenza. Se il processo
+passa da un processore all'altro in questo modo (cosa che avveniva abbastanza
+di frequente con i kernel della seria 2.4.x) si ha l'\textsl{effetto
+ ping-pong}.
Questo tipo di comportamento può generare dei seri problemi di prestazioni;
infatti tutti i processori moderni utilizzano una memoria interna (la
disponibile.
\itindbeg{CPU~affinity}
+
Per ovviare a questo tipo di problemi è nato il concetto di \textsl{affinità
- di processore} (o \textit{CPU affinity}); la
-possibilità cioè di far sì che un processo possa essere assegnato per
-l'esecuzione sempre allo stesso processore. Lo scheduler dei kernel della
-serie 2.4.x aveva una scarsa \textit{CPU affinity}, e
-\index{effetto~ping-pong} l'effetto ping-pong era comune; con il nuovo
-scheduler dei kernel della 2.6.x questo problema è stato risolto ed esso cerca
-di mantenere il più possibile ciascun processo sullo stesso processore.
+ di processore} (o \textit{CPU affinity}); la possibilità cioè di far sì che
+un processo possa essere assegnato per l'esecuzione sempre allo stesso
+processore. Lo scheduler dei kernel della serie 2.4.x aveva una scarsa
+\textit{CPU affinity}, e \index{effetto~ping-pong} l'effetto ping-pong era
+comune; con il nuovo scheduler dei kernel della 2.6.x questo problema è stato
+risolto ed esso cerca di mantenere il più possibile ciascun processo sullo
+stesso processore.
In certi casi però resta l'esigenza di poter essere sicuri che un processo sia
sempre eseguito dallo stesso processore,\footnote{quella che viene detta
soltanto su un sistema multiprocessore, esse possono comunque essere
utilizzate anche in un sistema con un processore singolo, nel qual caso però
non avranno alcun risultato effettivo.
+
\itindend{scheduler}
\itindend{CPU~affinity}
In un ambiente multitasking il concetto è essenziale, dato che un processo può
essere interrotto in qualunque momento dal kernel che mette in esecuzione un
altro processo o dalla ricezione di un segnale; occorre pertanto essere
-accorti nei confronti delle possibili \textit{race
- condition}\itindex{race~condition} (vedi sez.~\ref{sec:proc_race_cond})
-derivanti da operazioni interrotte in una fase in cui non erano ancora state
-completate.
+accorti nei confronti delle possibili \itindex{race~condition} \textit{race
+ condition} (vedi sez.~\ref{sec:proc_race_cond}) derivanti da operazioni
+interrotte in una fase in cui non erano ancora state completate.
Nel caso dell'interazione fra processi la situazione è molto più semplice, ed
occorre preoccuparsi della atomicità delle operazioni solo quando si ha a che
\label{sec:proc_race_cond}
\itindbeg{race~condition}
+
Si definiscono \textit{race condition} tutte quelle situazioni in cui processi
diversi operano su una risorsa comune, ed in cui il risultato viene a
dipendere dall'ordine in cui essi effettuano le loro operazioni. Il caso
condivisa. In questi casi, se non si dispone della possibilità di eseguire
atomicamente le operazioni necessarie, occorre che quelle parti di codice in
cui si compiono le operazioni sulle risorse condivise (le cosiddette
-\textsl{sezioni critiche}\index{sezione~critica}) del programma, siano
+\index{sezione~critica} \textsl{sezioni critiche}) del programma, siano
opportunamente protette da meccanismi di sincronizzazione (torneremo su queste
problematiche di questo tipo in cap.~\ref{cha:IPC}).
% LocalWords: PACCT RESOURCE TTY CONFIG SETFCAP hdrp datap libcap lcap text tp
% LocalWords: get ncap caps CapInh CapPrm fffffeff CapEff getcap STAT dall'I
% LocalWords: inc PRIO SUSv PRGR prio SysV SunOS Ultrix sched timespec len sig
-% LocalWords: cpusetsize cpuset atomic
+% LocalWords: cpusetsize cpuset atomic tickless redirezione WCONTINUED stopped
+% LocalWords: waitid NOCLDSTOP ENOCHLD WIFCONTINUED ifdef endif idtype siginfo
+% LocalWords: infop ALL WEXITED WSTOPPED WNOWAIT signo CLD EXITED KILLED page
+% LocalWords: CONTINUED
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
projects / gapil.git / blobdiff