Aggiunta spiegazione sui file di dispositivo, figura sui terminali.
[gapil.git] / session.tex
index 88b0d0054f851bf4551fa2b9608aea949ac02949..10129fa70b7f24995a3b0262ce3ed71e126a2520 100644 (file)
@@ -1,13 +1,18 @@
- \chapter{Sessioni di lavoro e terminali}
+\chapter{Terminali e sessioni di lavoro}
 \label{cha:session}
 
 \label{cha:session}
 
-Esamineremo in questo capitolo i concetti base del sistema delle sessioni di
-lavoro, vale a dire il metodo con cui il kernel gestisce l'accesso concorrente
-al sistema da parte di più utenti, permettendo loro di eseguire più programmi
-in contemporanea.  Nella seconda parte del capitolo tratteremo poi il
-funzionamento dell'I/O su terminale, e delle varie peculiarità che esso viene
-ad assumere a causa del suo stretto legame con le modalità di accesso al
-sistema da parte degli utenti.
+I terminali per lungo tempo tempo sono stati l'unico modo per accedere al
+sistema, per questo anche oggi che esistono molte altre interfacce, essi
+continuano a coprire un ruolo particolare, restando strettamente legati al
+funzionamento dell'interfaccia a linea di comando.
+
+Mella prima parte del capitolo esamineremo i concetti base del sistema delle
+sessioni di lavoro, vale a dire il metodo con cui il kernel permette ad un
+utente di gestire le capacità multitiasking del sistema, permettendo di
+eseguire più programmi in contemporanea.  Nella seconda parte del capitolo
+tratteremo poi il funzionamento dell'I/O su terminale, e delle varie
+peculiarità che esso viene ad assumere a causa del suo stretto legame con il
+suo uso come interfaccia di accesso al sistema da parte degli utenti.
 
 
 \section{Il \textit{job control}}
 
 
 \section{Il \textit{job control}}
@@ -490,11 +495,7 @@ Un terminale, che esso sia un terminale effettivo, attaccato ad una seriale o
 ad un altro tipo di porta di comunicazione, o una delle console virtuali
 associate allo schermo, viene sempre visto attraverso attraverso un device
 driver che ne presenta un'interfaccia comune su un apposito file di
 ad un altro tipo di porta di comunicazione, o una delle console virtuali
 associate allo schermo, viene sempre visto attraverso attraverso un device
 driver che ne presenta un'interfaccia comune su un apposito file di
-dispositivo. Storicamente i primi terminali erano appunto terminali di
-telescriventi (\textit{teletype}), da cui deriva sia il nome dell'interfaccia,
-\textit{tty}, che quello dei relativi file di dispositivo, che sono sempre
-della forma \texttt{/dev/tty*}.\footnote{questo vale anche per i terminali
-  virtuali associati alle connessioni di rete con \cmd{telnet} o \cmd{ssh}.}
+dispositivo.
 
 Per controllare un terminale si usa di solito il programma \cmd{getty} (od una
 delle sue varianti), che permette di mettersi in ascolto su uno di questi
 
 Per controllare un terminale si usa di solito il programma \cmd{getty} (od una
 delle sue varianti), che permette di mettersi in ascolto su uno di questi
@@ -678,12 +679,16 @@ messaggi del kernel.\footnote{i messaggi del kernel sono tenuti in un buffer
   si trova in \cite{LinDevDri}, nel quarto capitolo.}
 
 Il servizio permette poi di trattare i vari messaggi classificandoli
   si trova in \cite{LinDevDri}, nel quarto capitolo.}
 
 Il servizio permette poi di trattare i vari messaggi classificandoli
-attraverso due indici; il primo, chiamato \textit{facility}, indica quale
-categoria di demone ha emesso il messaggio, ed è organizzato in sottosistemi
-(kernel, posta elettronica, demoni di stampa, ecc.), il secondo, chiamato
-\textit{priority}, identifica l'importanza del messaggio. Il sistema di
-\textit{syslog} provvede poi a riportare i messaggi all'amministratore
-attraverso differenti meccanismi come:
+attraverso due indici; il primo, chiamato \textit{facility}, suddivide in
+diverse categorie i vari demoni in modo di raggruppare i messaggi provenienti
+da operazioni che hanno attinenza fra loro, ed è organizzato in sottosistemi
+(kernel, posta elettronica, demoni di stampa, ecc.). Il secondo, chiamato
+\textit{priority}, identifica l'importanza dei vari messaggi, e permette di
+classificarli e differenziare le modalità di notifica degli stessi.
+
+Il sistema di \textit{syslog} attraverso \cmd{syslogd} provvede poi a
+riportare i messaggi all'amministratore attraverso una serie differenti
+meccanismi come:
 \begin{itemize*}
 \item scrivere sulla console.
 \item inviare via mail ad uno specifico utente.
 \begin{itemize*}
 \item scrivere sulla console.
 \item inviare via mail ad uno specifico utente.
@@ -697,10 +702,10 @@ dettagli si possono trovare sulle pagine di manuale per questo file e per
 \cmd{syslogd}).
 
 Le \acr{glibc} definiscono una serie di funzioni standard con cui un processo
 \cmd{syslogd}).
 
 Le \acr{glibc} definiscono una serie di funzioni standard con cui un processo
-può accedere in maniera generica al servizio di syslog, che però funzionano
-solo localmente; se si vogliono inviare i messaggi ad un'altro sistema occorre
-farlo esplicitamente con un socket UDP, o utilizzare le capacità di reinvio
-del servizio.
+può accedere in maniera generica al servizio di \textit{syslog}, che però
+funzionano solo localmente; se si vogliono inviare i messaggi ad un'altro
+sistema occorre farlo esplicitamente con un socket UDP, o utilizzare le
+capacità di reinvio del servizio.
 
 La prima funzione definita dall'interfaccia è \func{openlog}, che apre una
 connessione al servizio di \textit{syslog}; essa in generale non è necessaria
 
 La prima funzione definita dall'interfaccia è \func{openlog}, che apre una
 connessione al servizio di \textit{syslog}; essa in generale non è necessaria
@@ -720,7 +725,7 @@ specificato da \code{argv[0]}); la stringa verr
 messaggio. Si tenga presente che il valore di \param{ident} che si passa alla
 funzione è un puntatore, se la stringa cui punta viene cambiata lo sarà pure
 nei successivi messaggi, e se viene cancellata i risultati potranno essere
 messaggio. Si tenga presente che il valore di \param{ident} che si passa alla
 funzione è un puntatore, se la stringa cui punta viene cambiata lo sarà pure
 nei successivi messaggi, e se viene cancellata i risultati potranno essere
-impredicibili, per questo è sempre opportuno usare una stringa costante.
+impredicibili, per questo è sempre opportuno usare una stringa costante. 
 
 L'argomento \param{facility} permette invece di preimpostare per le successive
 chiamate l'omonimo indice che classifica la categoria del messaggio.
 
 L'argomento \param{facility} permette invece di preimpostare per le successive
 chiamate l'omonimo indice che classifica la categoria del messaggio.
@@ -731,29 +736,31 @@ identificano ciascuna categoria sono riportati in
 specificato con un OR aritmetico.
 
 \begin{table}[htb]
 specificato con un OR aritmetico.
 
 \begin{table}[htb]
-\centering
-\begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
-\hline
-\textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
-\hline
-\hline
-\macro{LOG\_AUTH}     & Messaggi relativi ad autenticazione e sicurezza,
-                        obsoleto, è sostituito da \macro{LOG\_AUTHPRIV}. \\
-\macro{LOG\_AUTHPRIV} & Sostituisce \macro{LOG\_AUTH}.\\
-\macro{LOG\_CRON}     & Messaggi dei demoni di gestione dei comandi
-                        programmati (\cmd{cron} e \cmd{at}).\\
-\macro{LOG\_DAEMON}   & Demoni di sistema.\\
-\macro{LOG\_FTP}      & Server FTP.\\
-\macro{LOG\_KERN}     & Messaggi del kernel\\
-\macro{LOG\_LOCAL0}   & Riservato all'amministratore per uso locale\\
---- & \\
-\macro{LOG\_LOCAL7}   & Riservato all'amministratore per uso locale\\
-\macro{LOG\_LPR}      & Messaggi del sistema di gestione delle stampanti \\
-\macro{LOG\_MAIL}     & Messaggi del sistema di posta elettronica\\
-\macro{LOG\_NEWS}     & Messaggi del sistema di gestione delle news (USENET) \\
-\macro{LOG\_SYSLOG}   & Messaggi generati dallo stesso \cmd{syslogd}\\
-\macro{LOG\_USER}     & Messaggi generici a livello utente\\
-\macro{LOG\_UUCP}     & Messaggi del sistema UUCP\\
+  \footnotesize
+  \centering
+  \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+    \hline
+    \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
+    \hline
+    \hline
+    \macro{LOG\_AUTH}     & Messaggi relativi ad autenticazione e sicurezza,
+                            obsoleto, è sostituito da \macro{LOG\_AUTHPRIV}. \\
+    \macro{LOG\_AUTHPRIV} & Sostituisce \macro{LOG\_AUTH}.\\
+    \macro{LOG\_CRON}     & Messaggi dei demoni di gestione dei comandi
+                            programmati (\cmd{cron} e \cmd{at}).\\
+    \macro{LOG\_DAEMON}   & Demoni di sistema.\\
+    \macro{LOG\_FTP}      & Server FTP.\\
+    \macro{LOG\_KERN}     & Messaggi del kernel\\
+    \macro{LOG\_LOCAL0}   & Riservato all'amministratore per uso locale\\
+    --- & \\
+    \macro{LOG\_LOCAL7}   & Riservato all'amministratore per uso locale\\
+    \macro{LOG\_LPR}      & Messaggi del sistema di gestione delle stampanti \\
+    \macro{LOG\_MAIL}     & Messaggi del sistema di posta elettronica\\
+    \macro{LOG\_NEWS}     & Messaggi del sistema di gestione delle news 
+                            (USENET) \\
+    \macro{LOG\_SYSLOG}   & Messaggi generati dallo stesso \cmd{syslogd}\\
+    \macro{LOG\_USER}     & Messaggi generici a livello utente\\
+    \macro{LOG\_UUCP}     & Messaggi del sistema UUCP\\
 \hline
 \end{tabular}
 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{facility} di \func{openlog}.}
 \hline
 \end{tabular}
 \caption{Valori possibili per l'argomento \param{facility} di \func{openlog}.}
@@ -762,11 +769,12 @@ specificato con un OR aritmetico.
 
 L'argomento \param{option} serve invece per controllare il comportamento della
 funzione \func{openlog} e delle modalità con cui le successive chiamate
 
 L'argomento \param{option} serve invece per controllare il comportamento della
 funzione \func{openlog} e delle modalità con cui le successive chiamate
-scriveranno i messaggi, anch'esso viene specificato come maschera binaria
-composta con un OR aritmetico di una qualunque delle costanti riportate in
+scriveranno i messaggi, esso viene specificato come maschera binaria composta
+con un OR aritmetico di una qualunque delle costanti riportate in
 \tabref{tab:sess_openlog_option}.
 
 \begin{table}[htb]
 \tabref{tab:sess_openlog_option}.
 
 \begin{table}[htb]
+  \footnotesize
 \centering
 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
 \hline
 \centering
 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
 \hline
@@ -822,31 +830,33 @@ specificabile attraverso le costanti riportate in
 con la maschera binaria delle costanti di \tabref{tab:sess_syslog_facility}.
 
 \begin{table}[htb]
 con la maschera binaria delle costanti di \tabref{tab:sess_syslog_facility}.
 
 \begin{table}[htb]
-\centering
-\begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
-\hline
-\textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
-\hline
-\hline
-\macro{LOG\_EMERG}   & Il sistema è inutilizzabile. \\
-\macro{LOG\_ALERT}   & C'è una emergenza che richiede intervento immediato.\\
-\macro{LOG\_CRIT}    & Si è in una condizione critica.\\
-\macro{LOG\_ERR}     & Si è in una condizione di errore.\\
-\macro{LOG\_WARNING} & Messaggio di avvertimento.\\
-\macro{LOG\_NOTICE}  & Notizia significativa relativa al comportamento.\\
-\macro{LOG\_INFO}    & Messaggio informativo. \\
-\macro{LOG\_DEBUG}   & Messaggio di debug.\\
-\hline
-\end{tabular}
-\caption{Valori possibili per l'indice di importanza del messaggio da
-  specificare nell'argomento \param{priority} di \func{syslog}.}
-\label{tab:sess_syslog_priority}
+  \footnotesize
+  \centering
+  \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+    \hline
+    \textbf{Valore}& \textbf{Significato}\\
+    \hline
+    \hline
+    \macro{LOG\_EMERG}   & Il sistema è inutilizzabile. \\
+    \macro{LOG\_ALERT}   & C'è una emergenza che richiede intervento
+                           immediato.\\
+    \macro{LOG\_CRIT}    & Si è in una condizione critica.\\
+    \macro{LOG\_ERR}     & Si è in una condizione di errore.\\
+    \macro{LOG\_WARNING} & Messaggio di avvertimento.\\
+    \macro{LOG\_NOTICE}  & Notizia significativa relativa al comportamento.\\
+    \macro{LOG\_INFO}    & Messaggio informativo. \\
+    \macro{LOG\_DEBUG}   & Messaggio di debug.\\
+    \hline
+  \end{tabular}
+  \caption{Valori possibili per l'indice di importanza del messaggio da
+    specificare nell'argomento \param{priority} di \func{syslog}.}
+  \label{tab:sess_syslog_priority}
 \end{table}
 
 Una ulteriore funzione, \func{setlogmask}, permette di filtrare
 preliminarmente i messaggi in base alla loro priorità; il suo prototipo è:
 \begin{prototype}{syslog.h}
 \end{table}
 
 Una ulteriore funzione, \func{setlogmask}, permette di filtrare
 preliminarmente i messaggi in base alla loro priorità; il suo prototipo è:
 \begin{prototype}{syslog.h}
-  {int setlogmask(int mask)}
+{int setlogmask(int mask)}
 
 Imposta la maschera dei log al valore specificato.
 
 
 Imposta la maschera dei log al valore specificato.
 
@@ -867,9 +877,123 @@ priorit
 \section{L'I/O su terminale}
 \label{sec:sess_terminal_io}
 
 \section{L'I/O su terminale}
 \label{sec:sess_terminal_io}
 
-Esamineremo in questa sezione le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali,
-tenendo conto delle differenze che quest'ultimi presentano rispetto ai normali
-file su disco.
+Benché come ogni altro dispositivo i terminali siano accessibili come file,
+essi hanno assunto storicamente (essendo stati a lungo l'unico modo di
+accedere al sistema) una loro rilevanza specifica, che abbiamo già avuto modo
+di incontrare nella precedente sezione.
+
+Esamineremo qui le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali, che per la
+loro particolare natura presenta delle differenze rispetto ai normali file su
+disco e agli altri dispositivi.
+
+
+
+\subsection{L'architettura}
+\label{sec:term_design}
+
+
+I terminali sono una classe speciale di dispositivi a caratteri (si rammenti
+la classificazione di \secref{sec:file_file_types}); un terminale ha infatti
+una caratteristica che lo contraddistingue da un qualunque altro dispositivo,
+e cioè che è destinato a gestire l'interazione con un utente (deve essere in
+grado di fare da terminale di controllo per una sessione), che comportano la
+presenza di ulteriori capacità.
+
+L'interfaccia per i terminali è una delle più oscure e complesse, essendosi
+stratificata dagli inizi dei sistemi Unix fino ad oggi. Questo comporta una
+grande quantità di opzioni e controlli relativi ad un insieme di
+caratteristiche (come ad esempio la velocità della linea) necessarie per
+dispositivi, come i terminali seriali, che al giorno d'oggi sono praticamente
+in disuso.
+
+Storicamente i primi terminali erano appunto terminali di telescriventi
+(\textit{teletype}), da cui deriva sia il nome dell'interfaccia, \textit{TTY},
+che quello dei relativi file di dispositivo, che sono sempre della forma
+\texttt{/dev/tty*}.\footnote{ciò vale solo in parte per i terminali virtuali,
+  essi infatti hanno due lati, un \textit{master}, che può assumere i nomi
+  \file{/dev/pty[p-za-e][0-9a-f]} ed un corrispondente \textit{slave} con nome
+  \file{/dev/tty[p-za-e][0-9a-f]}.}  Oggi essi includono le porte seriali, le
+console virtuali dello schermo, i terminali virtuali che vengono creati come
+canali di comunicazione dal kernel e che di solito vengono associati alle
+connessioni di rete (ad esempio per trattare i dati inviati con \cmd{telnet} o
+\cmd{ssh}).
+
+% In generale tutti i terminali hanno un insieme di funzionalità comuni, che
+% vengono chiamate \textsl{discipline di linea}; esse contraddistinguono le
+% modalità con cui il kernel manipola (ad esempio la reazione ad un carattere di
+% cancellazione per la tastiera, o la gestione della linea tramite PPP o SLIP) i
+% dati grezzi che vengono immessi sul dispositivo; 
+
+
+L'I/O sui terminali si effettua con le stesse modalità dei file normali, si
+apre il relativo file di dispositivo, e si leggono e scriveno i dati con le
+usuali funzioni di lettura e scrittura, occorre però tenere conto delle loro
+caratteristiche specifiche, essi infatti prevedono due modalità di operazione,
+dette rispettivamente \textsl{modo canonico} e \textsl{modo non canonico}, che
+prevedono dei comportamenti nettamente diversi.
+
+La modalità preimpostata all'apertura del terminale è quella canonica, in cui
+le operazioni di lettura vengono sempre effettuate assemblando i dati in una
+linea;\footnote{per cui eseguendo una \func{read} su un terminale in modo
+  canonico la funzione si bloccherà, anche se si sono scritti dei caratteri,
+  fintanto che non si preme il tasto di ritorno a capo: a questo punto la
+  linea sarà completa e la funzione ritornerà.} ed in cui alcuni caratteri
+vengono interpretati per compiere operazioni (come la generazione dei segnali
+illustrati in \secref{sec:sig_job_control}), questa di norma è la modalità in
+cui funziona la shell.
+
+Un terminale in modo non canonico invece non effettua nessun accorpamento dei
+dati in linee né li interpreta; esso viene di solito usato dai programmi (gli
+editor ad esempio) che necessitano di poter leggere un carattere alla volta e
+che gestiscono al loro interno i vari comandi.
+
+La struttura dell'I/O, come di solito viene gestito dal driver del terminale è
+mostrata in \secref{fig:term_struct}
+
+\begin{figure}[htb]
+  \centering
+  \includegraphics[width=13cm]{img/term_struct}
+  \caption{Struttura interna generica di un driver per un terminale.}
+  \label{fig:term_struct}
+\end{figure}
+
+
+L'I/O viene controllato attraverso una serie di attributi mantenuti per
+ciascun terminale in una struttura \var{termios}, i cui campi
+
+
+\begin{figure}[!htb] 
+  \footnotesize \centering
+  \begin{minipage}[c]{15cm}
+    \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}
+struct termios {
+    tcflag_t c_iflag;      /* input modes */
+    tcflag_t c_oflag;      /* output modes */
+    tcflag_t c_cflag;      /* control modes */
+    tcflag_t c_lflag;      /* local modes */
+    cc_t c_cc[NCCS];       /* control chars */
+};
+    \end{lstlisting}
+  \end{minipage} 
+  \normalsize 
+  \caption{La struttura \var{termios}, che identifica le proprietà di un
+    terminale.} 
+  \label{fig:term_termios}
+\end{figure}
+
+
+
+\subsection{Il \textsl{modo canonico}}
+\label{sec:term_canonic_mode}
+
+Il modo canonico 
+
+
+\subsection{Il \textsl{modo non canonico}}
+\label{sec:term_noncanonic_mode}
+
+Il modo non canonico