Modifiche al makefile per una corretta creazione dei pdf, correzioni
[gapil.git] / session.tex
index 92e532d847973d7be79692c3daaf934010c6ebd3..bb207eb65b6fc03bf757123c732144e5654590ba 100644 (file)
@@ -43,13 +43,13 @@ potr
 dello stesso login (esamineremo tutto il processo in dettaglio in
 \secref{sec:sess_login}).
 
-Siccome la shell è collegata ad un solo terminale (che viene usualmente
-chiamato \textsl{terminale di controllo}, vedi \secref{sec:sess_ctrl_term}) un
-solo comando alla volta (quello che viene detto in \textit{foreground}), potrà
-scrivere e leggere dal terminale. La shell però può eseguire anche più comandi
-in contemporanea, mandandoli in \textit{background} (aggiungendo una \cmd{\&}
-alla fine del comando), nel qual caso essi saranno eseguiti senza essere
-collegati al terminale.
+Siccome la shell è collegata ad un solo terminaleche viene usualmente
+chiamato \textsl{terminale di controllo}, (vedi \secref{sec:sess_ctrl_term})
+un solo comando alla volta (quello che viene detto in \textit{foreground}),
+potrà scrivere e leggere dal terminale. La shell però può eseguire anche più
+comandi in contemporanea, mandandoli in \textit{background} (aggiungendo una
+\cmd{\&} alla fine del comando), nel qual caso essi saranno eseguiti senza
+essere collegati al terminale.
 
 Si noti come si sia parlato di comandi e non di programmi o processi; fra le
 funzionalità della shell infatti c'è anche quella di consentire di concatenare
@@ -71,21 +71,16 @@ non esserci) \textit{process group} in \textit{foreground}, che riunisce i
 processi che possono accedere al terminale, e più \textit{process group} in
 \textit{background}, che non possono accedervi. Il job control prevede che
 quando un processo appartenente ad un raggruppamento in \textit{background}
-cerca di accedere al terminale questo invii a tutti i processi del
-raggruppamento un segnale di \macro{SIGTTIN} o di \macro{SIGTTOU}, a seconda
-che l'accesso sia rispettivamente in lettura o scrittura, bloccando (secondo
-il comportamento di default esposto in \secref{sec:sig_job_control}) i
-processi.
+cerca di accedere al terminale, venga inviato un segnale a tutti i processi
+del raggruppamento, in modo da bloccarli (vedi \secref{sec:sess_ctrl_term}).
 
 Un comportamento analogo si ha anche per i segnali generati dai comandi di
-tastiera inviati dal terminale con \cmd{C-z}, \cmd{C-c}, \cmd{C-y} e
-\verb|C-\|; questi generano rispettivamente i segnali \macro{SIGTSTP},
-\macro{SIGINT}, \macro{SIGQUIT} e \macro{SIGTERM}, che vengono inviati a tutti
-i processi del raggruppamento in \textit{foreground}. In particolare il primo
-di essi, \macro{SIGTSTP}, interrompe l'esecuzione del comando, che può poi
-essere mandato in \textit{background} con il comando \cmd{bg}. Il comando
-\cmd{fg} consente invece di mettere in \textit{foreground} un comando
-precedentemente lanciato in \textit{background}.
+tastiera inviati dal terminale che vengono inviati a tutti i processi del
+raggruppamento in \textit{foreground}. In particolare \cmd{C-z} interrompe
+l'esecuzione del comando, che può poi essere mandato in \textit{background}
+con il comando \cmd{bg}. Il comando \cmd{fg} consente invece di mettere in
+\textit{foreground} un comando precedentemente lanciato in
+\textit{background}.
 
 Di norma la shell si cura anche di notificare all'utente (di solito prima
 della stampa a video del prompt) lo stato dei vari processi, essa infatti usa
@@ -242,7 +237,7 @@ componente.  Inoltre la funzione distacca il processo da ogni terminale di
 controllo (torneremo sull'argomento in \secref{sec:sess_ctrl_term}) cui fosse
 in precedenza associato.
 
-La funzione ha successo soltanto se il processo non è già leader di un
+  funzione ha successo soltanto se il processo non è già leader di un
 \textit{process group}, per cui per usarla di norma si esegue una \func{fork}
 e si esce, per poi chiamare \func{setsid} nel processo figlio, in modo che,
 avendo questo lo stesso \acr{pgid} del padre ma un \acr{pid} diverso, non ci
@@ -278,26 +273,168 @@ di controllo. \footnote{Lo standard POSIX.1 non specifica nulla riguardo
   l'implementazione; in Linux anch'esso viene mantenuto nella solita struttura
   \var{task\_struct}, nel campo \var{tty}.}  In generale ogni processo eredita
 dal padre, insieme al \acr{pgid} e al \acr{sid} anche il terminale di
-controllo. In questo modo tutti processi originati dallo stesso leader di
-sessione mantengono lo stesso terminale di controllo.
+controllo (vedi \secref{sec:proc_fork}). In questo modo tutti processi
+originati dallo stesso leader di sessione mantengono lo stesso terminale di
+controllo.
 
 Alla creazione di una nuova sessione con \func{setsid} ogni associazione con
 il precedente terminale di controllo viene cancellata, ed il processo che è
 divenuto un nuovo leader di sessione dovrà riottenere (qualora sia necessario,
 cosa che, come vedremo in \secref{sec:sess_daemon}, non è sempre vera), un
 terminale di controllo. In generale questo viene fatto automaticamente dal
-sistema quando il leader di sessione apre il suo primo terminale\footnote{a
-  meno di non avere richiesto esplicitamente che questo non diventi un
-  terminale di controllo con il flag \macro{O\_NOCTTY} (vedi
-  \secref{sec:file_open}). In questo Linux segue la semantica di SVr4; BSD
-  invece richiede che il terminale venga allocato esplicitamente con una
-  \func{ioctl} con il comando \macro{TIOCSCTTY}.} che diventa automaticamente
-il terminale di controllo. 
+sistema quando viene aperto il primo terminale\footnote{a meno di non avere
+  richiesto esplicitamente che questo non diventi un terminale di controllo
+  con il flag \macro{O\_NOCTTY} (vedi \secref{sec:file_open}). In questo Linux
+  segue la semantica di SVr4; BSD invece richiede che il terminale venga
+  allocato esplicitamente con una \func{ioctl} con il comando
+  \macro{TIOCSCTTY}.} che diventa automaticamente il terminale di controllo,
+mentre il processo diventa il \textsl{processo di controllo} di quella
+sessione.
+
+In genere (a meno di redirezioni) nelle sessioni di lavoro questo terminale è
+associato ai file standard (di input, output ed error) dei processi nella
+sessione, ma solo quelli che fanno parte del cosiddetto gruppo di
+\textit{foreground}, possono leggere e scrivere in certo istante. Per
+impostare il gruppo di \textit{foreground} di un terminale si usa la funzione
+\func{tcsetpgrp}, il cui prototipo è:
+\begin{functions}
+  \headdecl{unistd.h}
+  \headdecl{termios.h}
+  
+  \funcdecl{int tcsetpgrp(int fd, pid\_t pgrpid)} Imposta a \param{pgrpid} il
+  \textit{process group} di \textit{foreground} del terminale associato al
+  file descriptor \param{fd}.
+   
+  \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo, e -1 in caso di
+    errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{ENOTTY}] Il file \param{fd} non corrisponde al terminale di
+      controllo del processo chiamante.
+    \item[\macro{ENOSYS}] Il sistema non supporta il job control.
+    \item[\macro{EPERM}] Il \textit{process group} specificato non è nella
+    stessa sessione del processo chiamante.
+    \end{errlist}
+    ed inoltre \macro{EBADF} ed \macro{EINVAL}. 
+  }
+\end{functions}
+\noindent la funzione può essere eseguita con successo solo da
+un processo nella stessa sessione e con lo stesso terminale di controllo. 
+
+Come accennato in \secref{sec:sess_job_control_overview}, tutti i processi (e
+relativi gruppi) che non fanno parte del gruppo di \textit{foreground} sono
+detti in \textit{background}; se uno si essi cerca di accedere al terminale di
+controllo provocherà l'invio da parte del kernel di uno dei due segnali
+\macro{SIGTTIN} o \macro{SIGTTOU} (a seconda che l'accesso sia stato in
+lettura o scrittura) a tutto il suo \textit{process group}; dato che il
+comportamento di default di questi segnali (si riveda quanto esposto in
+\secref{sec:sig_job_control}) è di bloccare il processo, di norma questo
+comporta che tutti verranno fermati, ma non si avranno condizioni di
+errore. Se però si bloccano o ignorano i due segnali citati, le funzioni di
+lettura e scrittura falliranno con un errore di \macro{EIO}.
+
+Un processo può contollare qual'è il gruppo di \textit{foreground} associato
+ad un terminale con la funzione \func{tcgetpgrp}, il cui prototipo è:
+\begin{functions}
+  \headdecl{unistd.h} \headdecl{termios.h}
+  
+  \funcdecl{pid\_t tcgetpgrp(int fd)} Legge il \textit{process group} di
+  \textit{foreground} del terminale associato al file descriptor \param{fd}.
+  \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il \acr{pgid} del
+    gruppo di \textit{foreground}, e -1 in caso di errore, nel qual caso
+    \var{errno} assumerà i valori:
+    \begin{errlist}
+    \item[\macro{ENOTTY}] Non c'è un terminale di controllo o \param{fd} non
+      corrisponde al terminale di controllo del processo chiamante.
+    \end{errlist}
+    ed inoltre \macro{EBADF} ed \macro{ENOSYS}. 
+  }
+\end{functions}
 
-Per ciascuna sessione di lavoro avremo allora un terminale di controllo, ed un
-processo di \textit{foreground}, che è quello 
+Si noti come entrambe le funzioni usino come argomento il valore di un file
+descriptor, il risultato comunque non dipende dal file descriptor che si usa
+ma solo dal terminale cui fa riferimento; il kernel inoltre permette a ciascun
+processo di accedere direttamente al suo terminale di controllo attraverso il
+file speciale \file{/dev/tty}, che per ogni processo è un sinonimo per il
+proprio terminale di controllo.  Questo consente anche a processi che possono
+aver rediretto l'output di accedere al terminale, pur non disponendo più del
+file descriptor originario; un caso tipico è il programma \cmd{crypt} che
+accetta la redirezione sullo standard input di un file da decrittare, ma deve
+poi leggere la password dal terminale.
+
+Un'altra caratteristica del terminale di controllo usata nel job control è che
+utilizzando su di esso le combinazioni di tasti speciali (\cmd{C-z},
+\cmd{C-c}, \cmd{C-y} e \verb|C-\|) si farà si che il kernel invii i
+corrispondenti segnali (rispettivamente \macro{SIGTSTP}, \macro{SIGINT},
+\macro{SIGQUIT} e \macro{SIGTERM}, trattati in \secref{sec:sig_job_control}) a
+tutti i processi del gruppo di \textit{foreground}; in questo modo la shell
+può gestire il blocco e l'interruzione dei vari comandi.
+Per completare la trattazione delle caratteristiche del job control legate al
+terminale di controllo, occorre prendere in considerazione i vari casi legati
+alla terminazione anomala dei processi, che sono di norma gestite attraverso
+il segnale \macro{SIGHUP}. Il nome del segnale deriva da \textit{hungup},
+termine che viene usato per indicare la condizione in cui il terminale diventa
+inutilizzabile, (letteralmente sarebbe \textsl{impiccagione}). 
+
+Quando si verifica questa condizione, ad esempio se si interrompe la linea, o
+va giù la rete o più semplicemente si chiude forzatamente la finestra di
+terminale su cui si stava lavorando, il kernel provvederà ad inviare il
+segnale di \macro{SIGHUP} al processo di controllo. L'azione preimpostata in
+questo caso è la terminazione del processo, il problema che si pone è cosa
+accade agli altri processi nella sessione, che non han più un processo di
+controllo che possa gestire l'accesso al terminale, che potrebbe essere
+riutilizzato per qualche altra sessione.
+
+Lo standard POSIX.1 prevede che quando il processo di controllo termina, che
+ciò avvenga o meno per un \textit{hungup} del terminale (ad esempio si
+potrebbe terminare direttamente la shell con \cmd{kill}) venga inviato un
+segnale di \macro{SIGHUP} ai processi del gruppo di foreground. In questo modo
+essi potranno essere avvisati che non esiste più un processo in grado di
+gestire il terminale (di norma tutto ciò comporta la terminazione anche di
+questi ultimi).
+
+Restano però gli eventuali processi in background, che non ricevono il segnale
+(in effetti se il terminale non serve più potrebbero proseguire fino al
+completamento della loro esecuzione). Il problema si pone per quelli che sono
+bloccati, o che si bloccano nell'accesso al terminale.  
+
+In questa situazione si ha un cosiddetto \textit{orphaned process group};
+POSIX.1 lo definisce come un \textit{process group} i cui processi hanno come
+padri esclusivamente o altri processi nel gruppo, o processi fuori della
+sessione.  Lo standard prevede che se la terminazione di un processo fa sì che
+un process group diventi orfano e se i suoi mebri sono bloccati, a tutti
+vengano inviati in sequenza i segnali di \macro{SIGHUP} e \macro{SIGCONT}.
+
+La definizione può sembrare complicata, e a prima vista non è chiaro cosa
+tutto ciò abbia a che fare con il problema illustrato.  Consideriamo allora
+cosa avviene di norma nel \textit{job control}: una sessione viene creata con
+\func{setsid} che crea anche un nuovo process group: per definizione
+quest'ultimo è sempre \textsl{orfano}, dato che il padre del leader di
+sessione è fuori dallo stesso. Questo è un caso limite, e non viene emesso
+nessun segnale perché quanto previsto dallo standard riguarda solo i
+raggruppamenti che diventano orfani alla terminazione di un processo. 
+
+Il leader di sessione provvederà a creare nuovi process group che a questo
+punto non sono orfani in quanto esso resta padre per almeno uno dei processi
+del gruppo (gli altri possono derivare dal primo). Alla terminazione del
+leader di sessione però avremo che, come visto in
+\secref{sec:proc_termination}, tutti i suoi figli vengono adottati da
+\cmd{init}, che è fuori dalla sessione. Questo renderà orfani tutti i process
+group (a meno di non aver spostato con \func{setpgid} un processo da un gruppo
+ad un altro, cosa che di norma non viene fatta) crati direttamente dal leader
+di sessione i quali riceveranno, nel caso siano bloccati, i due segnali, in
+modo che essi vengano sbloccati da \macro{SIGCONT} e (se non vi è un gestore
+opportuno) terminati da \macro{SIGHUP}.
+
+
+
+
+
+
+ che possa accorgersi
+(si ricordi che per farlo occorre usare \func{waitpid}) se i processi del
+\textit{process group} sono bloccati.
 
-Il kernel identifica 
 
 \subsection{Dal login alla shell}
 \label{sec:sess_login}
@@ -414,6 +551,21 @@ ricevendo un \macro{SIGCHLD} all'uscita della shell, a rilanciare \cmd{getty}
 per ripetere da capo tutto il procedimento.
 
 
+In generale quando con il contollo di sessione è la shell che assume il ruolo
+di processo di controllo, seleziona il gruppo di \textit{foregroud} e gestisce
+l'assegnazione dei process group ai programmi eseguiti sulla stessa riga di
+comando. 
+
+Qualora un processo venga bloccato nella gestione della sessione, sia
+implicitamente, perché cerca di eseguire dell'I/O sul terminale mentre è in
+background, sia esplicitamente con l'uso di \cmd{C-z}, la shell è in grado di
+rilevare l'evento grazie all'uso di \func{waitpid} con l'opzione
+\macro{WUNTRACED}. In questo modo la shell può notificare (di solito prima
+della stampa del prompt, lo stato dei vari processi. 
+
+
+
+
 
 \subsection{Prescrizioni per un programma \textit{daemon}}
 \label{sec:sess_daemon}