Riscritte meglio alcune cose
[gapil.git] / socket.tex
index cff6a7f79f7c99159a6341df3d521d9e83bbbd01..fafe08ebd1610b00eb7e5120b7aea0ad2fbf2d03 100644 (file)
@@ -434,7 +434,6 @@ Si noti che questa struttura 
 quindi occorre stare attenti a non avere fatto assunzioni riguardo alla
 possibilità di contenere i dati nelle dimensioni di quest'ultima.
 
-
  
 \subsection{La struttura degli indirizzi locali}
 \label{sec:sock_sa_local}
@@ -478,18 +477,186 @@ della struttura 
 passaggio dipende dalla direzione del medesimo, dal processo al kernel o
 viceversa.
 
-In particolare le tre funzioni \texttt{bind}, \texttt{connect} e
-\texttt{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
-\textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
+In particolare le tre funzioni \texttt{bind}, \texttt{connect} e
+\texttt{sendto} passano la struttura al kernel, in questo caso è passata
+\textsl{per valore} anche la dimensione della medesima
 
 
-Le funzioni \texttt{accept}, \texttt{recvfrom}, \texttt{getsockname} e
-\texttt{getpeername} 
+Le funzioni \texttt{accept}, \texttt{recvfrom}, \texttt{getsockname} e
+% \texttt{getpeername} invece ricevono i valori del kernel 
 
 
 \section{Le funzioni di conversione degli indirizzi}
 \label{sec:sock_addr_func}
 
+Come accennato gli indirizzi internet e i numeri di porta usati nella rete
+devono essere forniti in formato big endian. In genere la rappresentazione di
+un numbero binario in un computer può essere fatta in due modi, chiamati
+rispettivamente \textit{big endian} e \textit{little endian} a seconda di come
+i singoli bit vengono aggregati per formare le variabili intere (in diretta
+corrispondenza a come sono poi in realtà cablati sui bus interni del
+computer).
+
+Per capire meglio il problema si consideri un intero a 16 bit scritto in una
+locazione di memoria posta ad un certo indirizzo. I singoli bit possono essere
+disposti un memoria in due modi, a partire dal più significativo o a partire
+dal meno significativo. Così nel primo caso si troverà il byte che contiene i
+bit più significativi all'indirizzo menzionato e il byte con i bit meno
+significativi nell'indirizzo successivo; questo ordinamento è detto little
+endian dato che il dato finale è la parte ``piccola'' del numero. Il caso
+opposto, in cui si parte dal bit meno significativo è detto per lo stesso
+motivo big endian.
+
+La \textit{endianess} di un computer dipende essenzialmente dalla architettura
+hardware usata; intel e digital usano il little endian, motorola, ibm, sun
+(sostanzialmente tutti gli altri) usano il big endian. Il formato della rete è
+anch'esso big endian. Esistono poi anche dei processori che possono scegliere
+il tipo di formato all'avvio e alcuni, come il PowerPC o l'intel i860, possono
+pure passare da un tipo all'altro con una specifica istruzione; in ogni caso
+in linux l'ordinamanento è definito dall'archiettura e anche se questi
+cambiamenti sono possibili anche dopo che il sistema è avviato, non vengono
+mai eseguiti.
+
+Il problema connesso all'endianess è che quando si passano dei dati da un tipo
+di architettura all'altra; in questo caso infatti nel passaggio i dati vengono
+interpretati in maniera diversa, e nel caso dell'esempio dell'intero a 16 bit
+ci si ritroverà con i due bytes componenti scambiati di posto, mentre in
+generale ne sarà invertito l'ordine di lettura e andranno perciò rovesciati.
+
+Per questo motivo si usano le seguenti funzioni di conversione (i cui
+prototipi sono definiti in \texttt{netinet/in.h}) che servono a tener conto
+automaticamente della possibile differenza fra l'ordinamento usato sul
+computer e quello che viene usato nelle trasmissione sulla rete:
+\begin{itemize}
+\item \texttt{unsigned long int htonl(unsigned long int hostlong)} 
+  
+  Converte l'intero a 32 bit \texttt{hostlong} dal formato della macchina a
+  quello della rete.
+
+\item \texttt{unsigned sort int htons(unsigned short int hostshort)}
+
+  Converte l'intero a 16 bit \texttt{hostshort} dal formato della macchina a
+  quello della rete.
+  
+\item \texttt{unsigned long int ntonl(unsigned long int netlong)}
+  
+  Converte l'intero a 32 bit \texttt{netlong} dal formato della rete a quello
+  della macchina.
+
+\item \texttt{unsigned sort int ntons(unsigned short int netshort)}
+  
+  Converte l'intero a 16 bit \texttt{netshort} dal formato della rete a quello
+  della macchina.
+\end{itemize}
+I nomi sono assegnati usando la lettera $n$ come mnemonico per indicare
+l'ordinamento usato sulla rete (da \textit{network order}) e la lettera $h$
+come mnemonico per l'ordinamento usato sulla macchina locale (da \textit{host
+  order}), mentre le lettere $s$ e $l$ stanno ad indicare i tipi di dato
+(\texttt{long} o \texttt{short}, riportati anche dai prototipi).
+
+Usando queste funzioni si ha la conversione automatica (nel caso pure la
+macchina sia in big endian queste funzioni sono definite come macro che non
+fanno nulla); esse vanno sempre utilizzate per assicurare la portabilità del
+codice su tutte le architetture.
+
+
+Un secondo insieme di funzioni di manipolazione (i cui prototipi sono definiti
+in \texttt{arpa/inet.h}) serve per passare dal formato binario usato nelle
+strutture degli indirizzi alla rappresentazione dei numeri IP che si usa
+normalente.
+
+Le prime tre funzioni di manipolazione riguardano la conversione degli
+indirizzi IPv4 da una stringa in cui il numero di IP è espresso secondo la
+cosiddetta notazione \textit{dotted-decimal}, (cioè nella forma
+\texttt{192.160.0.1}) al formato binario (direttamente in \textit{network
+  order}) e viceversa; in questo caso si usa la lettera $a$ come mnemonico per
+indicare la stringa. Dette funzioni sono:
+\begin{itemize}
+\item \texttt{int inet\_aton(const char *strptr, struct in\_addr *addrptr)}
+  
+  Converte la stringa puntata da \texttt{strptr} nell'indirizzo binario da
+  memorizzare all'indirizzo puntato da \texttt{addrptr}, restituendo 0 in caso
+  di successo e 1 in caso di fallimento (è espressa in questa forma in modo da
+  poterla usare direttamente con il puntatore usato per passare la struttura
+  degli indirizzi). Se usata con \texttt{addrptr} inizializzato a
+  \texttt{NULL} effettua la validazione dell'indirizzo.
+  
+\item \texttt{in\_addr\_t inet\_addr(const char *strptr)}
+  
+  Restituisce l'indirizzo a 32 bit in network order a partire dalla stringa
+  passata come parametro, in caso di errore restituisce il valore
+  \texttt{INADDR\_NONE} che tipicamente sono trentadue bit a uno; questo
+  comporta che la stringa \texttt{255.255.255.255}, che pure è un indirizzo
+  valido, non può essere usata con questa funzione; per questo motivo essa è
+  generalmente deprecata in favore della precedente.
+  
+\item \texttt{char *inet\_ntop(struct in\_addr addrptr)}
+  
+  Converte il valore a 32 bit dell'indirizzo (espresso in network order)
+  restituendo il puntatore alla stringa che contiene l'espressione in formato
+  dotted decimal. Si deve tenere presente che la stringa risiede in memoria
+  statica, per cui questa funzione non è rientrante.
+\end{itemize}
+
+Le tre funzioni precedenti sono però limitate solo ad IPv4, per questo motivo
+è preferibile usare le due nuove funzioni \texttt{inet\_pton} e
+\texttt{inet\_ntop} che possono convertire anche gli indirizzi IPv6 (secondo
+lo schema in \nfig). Anche in questo caso le lettere $n$ e $p$ sono gli
+mnemonici per ricordare il tipo di conversione effettuata e stanno per
+\textit{presentation} e \textit{numeric}.
+
+\begin{figure}[htb]
+  \centering  
+
+  \caption{Schema della rappresentazioni utilizzate dalle funzioni di 
+    conversione \texttt{inet\_pton} e \texttt{inet\_ntop} }
+  \label{fig:sock_inet_conv_func}
+
+\end{figure}
+
+Entrambe le funzioni accettano l'argomento \texttt{family} che indica il tipo
+di indirizzo e può essere \texttt{AF\_INET} o \texttt{AF\_INET6}. Se la
+famiglia indicata non è valida entrambe le funzioni ritornano un valore
+negativo e settano la variabile \texttt{errno} al valore
+\texttt{EAFNOSUPPORT}. I prototipi delle suddette funzioni sono i seguenti:
+\begin{itemize}
+\item \texttt{int inet\_pton(int family, const char *src, void *dest)} 
+  
+  Converte la stringa puntata da \texttt{src} nell'indirizzo binario da
+  memorizzare all'indirizzo puntato da \texttt{dest}, restituendo 0 in caso di
+  successo e 1 in caso di fallimento. 
+  
+\item \texttt{char *inet\_ntop(int family, const void *src, char *dest,
+    size\_t len)}
+  
+  Converte la struttura dell'indirizzo puntata da \texttt{src} in una stringa
+  che viene copiata nel buffer puntato dall'indirizzo \texttt{dest}; questo
+  deve essere preallocato dall'utente e la lunghezza deve essere almeno
+  \texttt{INET\_ADDRSTRLEN} in caso di indirizzi IPv4 e
+  \texttt{INET6\_ADDRSTRLEN} per indirizzi IPv6; la lunghezza del buffer deve
+  comunque venire specificata attraverso il parametro \texttt{len}.
+  
+  La funzione restitisce un puntatore non nullo a \texttt{dest} in caso di
+  successo e un puntatore nullo in caso di fallimento, in quest'ultimo caso
+  viene settata la variabile \texttt{errno} con il valore \texttt{ENOSPC} in
+  caso le dimensioni dell'indirizzo eccedano la lunghezza specificata da
+  \texttt{len}.
+
+\end{itemize}
+
+
+\section{Il comportamento delle funzioni di I/O}
+\label{sec:sock_io_behav}
+
+Una cosa di cui non sempre si è consapevoli quando si ha a che fare con i
+socket è che le funzioni di I/O non sempre hanno lo stesso comportamento che
+avrebbero con i normali files (in particolare questo è vero nel caso si stream
+socket). Infatti con i socket funzioni come \texttt{read} o \texttt{write}
+possono restituire in input o scrivere in output un numero di bytes minore di
+quello richiesto, e questo è un comportamento normale e non un errore. Ciò
+avviene perché il kernel può 
+
+
 
 
 
@@ -503,7 +670,6 @@ client e un server TCP, riprendendo quanto visto in \ref{sec:net_cli_sample} e
 \ref{sec:net_cli_server}. 
 
 
-
 \subsection{Creazione e terminazione della connessione TCP}
 
 Per capire il funzionamento delle funzioni della interfaccia dei socket che