+\label{sec:sys_limits}
+
+Quando si devono determinare le le caratteristiche generali del sistema ci si
+trova di fronte a diverse possibilità; alcune di queste infatti possono
+dipendere dall'architettura dell'hardware (come le dimensioni dei tipi
+interi), o dal sistema operativo (come la presenza o meno dei \textit{saved
+ id}), altre invece possono dipendere dalle opzioni con cui si è costruito
+il sistema (ad esempio da come si è compilato il kernel), o dalla
+configurazione del medesimo; per questo motivo in generale sono necessari due
+tipi diversi di funzionalità:
+\begin{itemize*}
+\item la possibilità di determinare limiti ed opzioni al momento della
+ compilazione.
+\item la possibilità di determinare limiti ed opzioni durante l'esecuzione.
+\end{itemize*}
+
+La prima funzionalità si può ottenere includendo gli opportuni header file che
+contengono le costanti necessarie definite come macro di preprocessore, per la
+seconda invece sono ovviamente necessarie delle funzioni. La situazione è
+complicata dal fatto che ci sono molti casi in cui alcuni di questi limiti
+sono fissi in un'implementazione mentre possono variare in un altra. Tutto
+questo crea una ambiguità che non è sempre possibile risolvere in maniera
+chiara; in generale quello che succede è che quando i limiti del sistema sono
+fissi essi vengono definiti come macro di preprocessore nel file
+\file{limits.h}, se invece possono variare, il loro valore sarà ottenibile
+tramite la funzione \func{sysconf} (che esamineremo in
+\secref{sec:sys_sysconf}).
+
+Lo standard ANSI C definisce dei limiti che sono tutti fissi, pertanto questo
+saranno sempre disponibili al momento della compilazione; un elenco, ripreso
+da \file{limits.h}, è riportato in \tabref{tab:sys_ansic_macro}. Come si può
+vedere per la maggior parte questi limiti attengono alle dimensioni dei dati
+interi, che sono in genere fissati dall'architettura hardware (le analoghe
+informazioni per i dati in virgola mobile sono definite a parte, ed
+accessibili includendo \file{float.h}). Lo standard prevede anche un'altra
+costante, \macro{FOPEN\_MAX}, che può non essere fissa e che pertanto non è
+definita in \file{limits.h}; essa deve essere definita in \file{stdio.h} ed
+avere un valore minimo di 8.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{MB\_LEN\_MAX}& 16 & massima dimensione di un
+ carattere esteso\\
+ \macro{CHAR\_BIT} & 8 & bit di \type{char}\\
+ \macro{UCHAR\_MAX}& 255 & massimo di \type{unsigned char}\\
+ \macro{SCHAR\_MIN}& -128 & minimo di \type{signed char}\\
+ \macro{SCHAR\_MAX}& 127 & massimo di \type{signed char}\\
+ \macro{CHAR\_MIN} &\footnotemark& minimo di \type{char}\\
+ \macro{CHAR\_MAX} &\footnotemark& massimo di \type{char}\\
+ \macro{SHRT\_MIN} & -32768 & minimo di \type{short}\\
+ \macro{SHRT\_MAX} & 32767 & massimo di \type{short}\\
+ \macro{USHRT\_MAX}& 65535 & massimo di \type{unsigned short}\\
+ \macro{INT\_MAX} & 2147483647 & minimo di \type{int}\\
+ \macro{INT\_MIN} &-2147483648 & minimo di \type{int}\\
+ \macro{UINT\_MAX} & 4294967295 & massimo di \type{unsigned int}\\
+ \macro{LONG\_MAX} & 2147483647 & massimo di \type{long}\\
+ \macro{LONG\_MIN} &-2147483648 & minimo di \type{long}\\
+ \macro{ULONG\_MAX}& 4294967295 & massimo di \type{unsigned long}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ ANSI C.}
+ \label{tab:sys_ansic_macro}
+\end{table}
+
+\footnotetext[1]{il valore può essere 0 o \macro{SCHAR\_MIN} a seconda che il
+ sistema usi caratteri con segno o meno.}
+
+\footnotetext[2]{il valore può essere \macro{UCHAR\_MAX} o \macro{SCHAR\_MAX}
+ a seconda che il sistema usi caratteri con segno o meno.}
+
+A questi valori lo standard ISO C90 ne aggiunge altri tre, relativi al tipo
+\type{long long} introdotto con il nuovo standard, i relativi valori sono in
+\tabref{tab:sys_isoc90_macro}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{LLONG\_MAX}& 9223372036854775807& massimo di \type{long long}\\
+ \macro{LLONG\_MIN}&-9223372036854775808& minimo di \type{long long}\\
+ \macro{ULLONG\_MAX}&18446744073709551615&
+ massimo di \type{unsigned long long}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ ISO C90.}
+ \label{tab:sys_isoc90_macro}
+\end{table}
+
+Ovviamente le dimensioni dei vari tipi di dati sono solo una piccola parte
+delle caratteristiche del sistema; mancano completamente tutte quelle che
+dipendono dalla implementazione dello stesso. Queste, per i sistemi unix-like,
+sono state definite in gran parte dallo standard POSIX.1, che tratta anche i
+limiti relativi alle caratteristiche dei file che vedremo in
+\secref{sec:sys_file_limits}.
+
+Purtroppo la sezione dello standard che tratta questi argomenti è una delle
+meno chiare\footnote{tanto che Stevens, in \cite{APUE}, la porta come esempio
+ di ``standardese''.}. Lo standard prevede che ci siano 13 macro che
+descrivono le caratteristiche del sistema (7 per le caratteristiche generiche,
+riportate in \tabref{tab:sys_generic_macro}, e 6 per le caratteristiche dei
+file, riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}).
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{ARG\_MAX} &131072& dimensione massima degli argomenti
+ passati ad una funzione della famiglia
+ \func{exec}.\\
+ \macro{CHILD\_MAX} & 999& numero massimo di processi contemporanei
+ che un utente può eseguire.\\
+ \macro{OPEN\_MAX} & 256& numero massimo di file che un processo
+ può mantenere aperti in contemporanea.\\
+ \macro{STREAM\_MAX}& 8& massimo numero di stream aperti per
+ processo in contemporanea.\\
+ \macro{TZNAME\_MAX}& 6& dimensione massima del nome di una
+ \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \macro{NGROUPS\_MAX}& 32& numero di gruppi supplementari per
+ processo (vedi \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \macro{SSIZE\_MAX}&32767& valore massimo del tipo \type{ssize\_t}.\\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro .}
+ \label{tab:sys_generic_macro}
+\end{table}
+
+Lo standard dice che queste macro devono essere definite in \file{limits.h}
+quando i valori a cui fanno riferimento sono fissi, e altrimenti devono essere
+lasciate indefinite, ed i loro valori dei limiti devono essere accessibili
+solo attraverso \func{sysconf}. In realtà queste vengono sempre definite ad
+un valore generico. Si tenga presente poi che alcuni di questi limiti possono
+assumere valori molto elevati (come \macro{CHILD\_MAX}), e non è pertanto il
+caso di utilizzarli per allocare staticamente della memoria.
+
+A complicare la faccenda si aggiunge il fatto che POSIX.1 prevede una serie di
+altre costanti (il cui nome inizia sempre con \code{\_POSIX\_}) che
+definiscono i valori minimi le stesse caratteristiche devono avere, perché una
+implementazione possa dichiararsi conforme allo standard; detti valori sono
+riportati in \tabref{tab:sys_posix1_general}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{\_POSIX\_ARG\_MAX} & 4096& dimensione massima degli argomenti
+ passati ad una funzione della famiglia
+ \func{exec}.\\
+ \macro{\_POSIX\_CHILD\_MAX} & 6& numero massimo di processi
+ contemporanei che un utente può
+ eseguire.\\
+ \macro{\_POSIX\_OPEN\_MAX} & 16& numero massimo di file che un processo
+ può mantenere aperti in
+ contemporanea.\\
+ \macro{\_POSIX\_STREAM\_MAX} & 8& massimo numero di stream aperti per
+ processo in contemporanea.\\
+ \macro{\_POSIX\_TZNAME\_MAX} & & dimensione massima del nome di una
+ \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \macro{\_POSIX\_NGROUPS\_MAX}& 0& numero di gruppi supplementari per
+ processo (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \macro{\_POSIX\_SSIZE\_MAX} &32767& valore massimo del tipo
+ \type{ssize\_t}.\\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_LISTIO\_MAX}&2& \\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_MAX} & 1& \\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche generali del sistema
+ per la conformità allo standard POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_general}
+\end{table}
+
+In genere questi valori non servono a molto, la loro unica utilità è quella di
+indicare un limite superiore che assicura la portabilità senza necessità di
+ulteriori controlli. Tuttavia molti di essi sono ampiamente superati in tutti
+i sistemi POSIX in uso oggigiorno. Per questo è sempre meglio utilizzare i
+valori ottenuti da \func{sysconf}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}& il sistema supporta il
+ \textit{job control} (vedi
+ \secref{sec:sess_xxx}).\\
+ \macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS} & il sistema supporta i \textit{saved id}
+ (vedi \secref{sec:proc_access_id}).
+ per il controllo di accesso dei processi\\
+ \macro{\_POSIX\_VERSION} & fornisce la versione dello standard POSIX.1
+ supportata nel formato YYYYMML (ad esempio
+ 199009L).\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Alcune macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_other}
+\end{table}
+
+Oltre ai precedenti valori (e a quelli relativi ai file elencati in
+\tabref{tab:sys_posix1_file}), che devono essere obbligatoriamente definiti,
+lo standard POSIX.1 ne prevede parecchi altri. La lista completa si trova
+dall'header file \file{bits/posix1\_lim.h} (da non usare mai direttamente, è
+incluso automaticamente all'interno di \file{limits.h}). Di questi vale la
+pena menzionare alcune macro di uso comune, (riportate in
+\tabref{tab:sys_posix1_other}), che non indicano un valore specifico, ma
+denotano la presenza di alcune funzionalità nel sistema (come il supporto del
+\textit{job control} o dei \textit{saved id}).
+
+Oltre allo standard POSIX.1, anche lo standard POSIX.2 definisce una serie di
+altre costanti. Siccome queste sono principalmente attinenti a limiti relativi
+alle applicazioni di sistema presenti (come quelli su alcuni parametri delle
+espressioni regolari o del comando \cmd{bc}), non li tratteremo
+esplicitamente, se ne trova una menzione completa nell'header file
+\file{bits/posix2\_lim.h}, e alcuni di loro sono descritti nella man page di
+\func{sysconf} e nel manuale delle \acr{glibc}.
+
+
+\subsection{La funzione \func{sysconf}}
+\label{sec:sys_sysconf}
+
+Come accennato in \secref{sec:sys_limits} quando uno dei limiti o delle
+caratteristiche del sistema può variare, è necessario ottenerne il valore
+attraverso la funzione \func{sysconf}, per non dover essere costretti a
+ricompilare un programma tutte le volte che si cambiano le opzioni con cui è
+compilato il kernel, o alcuni dei parametri modificabili a run time. Il
+prototipo di questa funzione è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long sysconf(int name)}
+ Restituisce il valore del parametro di sistema \param{name}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce indietro il valore del parametro
+ richiesto, o 1 se si tratta di un'opzione disponibile, 0 se l'opzione non
+ è disponibile e -1 in caso di errore (ma \var{errno} non viene settata).}
+\end{prototype}
+
+La funzione prende come argomento un intero che specifica quale dei limiti si
+vuole conoscere; uno specchietto contenente i principali valori disponibili in
+Linux è riportato in \tabref{tab:sys_sysconf_par}; l'elenco completo è
+contenuto in \file{bits/confname.h}, ed una lista più esaustiva, con le
+relative spiegazioni, si può trovare nel manuale delle \acr{glibc}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|p{9cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Parametro}&\textbf{Macro sostituita} &\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \texttt{\_SC\_ARG\_MAX} &\macro{ARG\_MAX}&
+ La dimensione massima degli argomenti passati ad una funzione
+ della famiglia \func{exec}.\\
+ \texttt{\_SC\_CHILD\_MAX}&\macro{\_CHILD\_MAX}&
+ Il numero massimo di processi contemporanei che un utente può
+ eseguire.\\
+ \texttt{\_SC\_OPEN\_MAX}&\macro{\_OPEN\_MAX}&
+ Il numero massimo di file che un processo può mantenere aperti in
+ contemporanea.\\
+ \texttt{\_SC\_STREAM\_MAX}& \macro{STREAM\_MAX}&
+ Il massimo numero di stream che un processo può mantenere aperti in
+ contemporanea. Questo limite previsto anche dallo standard ANSI C, che
+ specifica la macro {FOPEN\_MAX}.\\
+ \texttt{\_SC\_TZNAME\_MAX}&\macro{TZNAME\_MAX}&
+ La dimensione massima di un nome di una \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \texttt{\_SC\_NGROUPS\_MAX}&\macro{NGROUP\_MAX}&
+ Massimo numero di gruppi supplementari che può avere un processo (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \texttt{\_SC\_SSIZE\_MAX}&\macro{SSIZE\_MAX}&
+ valore massimo del tipo di dato \type{ssize\_t}.\\
+ \texttt{\_SC\_CLK\_TCK}& \macro{CLK\_TCK} &
+ Il numero di \textit{clock tick} al secondo, cioè la frequenza delle
+ interruzioni del timer di sistema (vedi \secref{sec:proc_priority}).\\
+ \texttt{\_SC\_JOB\_CONTROL}&\macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}&
+ Indica se è supportato il \textit{job control} (vedi
+ \secref{sec:sess_xxx}) in stile POSIX.\\
+ \texttt{\_SC\_SAVED\_IDS}&\macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS}&
+ Indica se il sistema supporta i \textit{saved id} (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \texttt{\_SC\_VERSION}& \macro{\_POSIX\_VERSION} &
+ Indica il mese e l'anno di approvazione della revisione dello standard
+ POSIX.1 a cui il sistema fa riferimento, nel formato YYYYMML, la
+ revisione più recente è 199009L, che indica il Settembre 1990.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Parametri del sistema leggibili dalla funzione \func{sysconf}.}
+ \label{tab:sys_sysconf_par}
+\end{table}
+
+In generale ogni limite o caratteristica del sistema per cui è definita una
+macro, sia dagli standard ANSI C e ISO C90, che da POSIX.1 e POSIX.2, può
+essere ottenuto attraverso una chiamata a \func{sysconf}. Il valore si otterrà
+specificando come valore del parametro \param{name} il nome ottenuto
+aggiungendo \code{\_SC\_} ai nomi delle macro definite dai primi due, o
+sostituendolo a \code{\_POSIX\_} per le macro definite dagli gli altri due.
+
+In generale si dovrebbe fare uso di \func{sysconf} solo quando la relativa
+macro non è definita, quindi con un codice analogo al seguente:
+\footnotesize
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+get_child_max(void)
+{
+#ifdef CHILD_MAX
+ return CHILD_MAX;
+#else
+ int val = sysconf(_SC_CHILD_MAX);
+ if (val < 0) {
+ perror("fatal error");
+ exit(-1);
+ }
+ return val;
+}
+\end{lstlisting}
+\normalsize
+ma in realtà in Linux queste macro sono comunque definite e indicando un
+limite generico, per cui è sempre meglio usare i valori restituiti da
+quest'ultima.
+
+
+\subsection{I limiti dei file}
+\label{sec:sys_file_limits}
+
+Come per le caratteristiche generali del sistema anche per i file esistono una
+serie di limiti (come la lunghezza del nome del file o il numero massimo di
+link) che dipendono sia dall'implementazione che dal filesystem in uso; anche
+in questo caso lo standard prevede alcune macro che ne specificano il valore,
+riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\
+ \macro{PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di pathname.\\
+ \macro{PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una pipe\\
+ \macro{LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file\\
+ \macro{MAX\_CANON}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ canonica del terminale\\
+ \macro{MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ del terminale\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro per i limiti sulle caratteristiche dei file.}
+ \label{tab:sys_file_macro}
+\end{table}
+
+Come per i limiti di sistema POSIX.1 detta una serie di valori minimi per
+queste caratteristiche, che ogni sistema che vuole essere conforme deve
+rispettare; le relative macro sono riportate in \tabref{tab:sys_posix1_file},
+e per esse vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di
+\tabref{tab:sys_posix1_general}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \macro{\_POSIX\_LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_CANON}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ canonica del terminale\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ del terminale\\
+ \macro{\_POSIX\_NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\
+ \macro{\_POSIX\_PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di pathname.\\
+ \macro{\_POSIX\_PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una
+ pipe\\
+% \macro{\_POSIX\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\
+% \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\
+% \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\
+% \macro{\_POSIX\_DELAYTIMER\_MAX}& 32 & \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche dei file per la
+ conformità allo standard POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_file}
+\end{table}
+
+Tutti questi limiti sono definiti in \file{limits.h}; come nel caso precedente
+il loro uso è di scarsa utilità in quanto ampiamente superati in tutte le
+implementazioni moderne.
+
+
+\subsection{La funzione \func{pathconf}}
+\label{sec:sys_pathconf}
+
+In generale i limiti per i file sono molto più soggetti ad essere variabili
+rispetto ai precedenti limiti generali del sistema; ad esempio parametri come
+la lunghezza del nome del file o il numero di link possono variare da
+filesystem a filesystem; per questo motivo questi limiti devono essere sempre
+controllati con la funzione \func{pathconf}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long pathconf(char *path, int name)}
+ Restituisce il valore del parametro \param{name} per il file \param{path}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce indietro il valore del parametro
+ richiesto, o -1 in caso di errore (ed \var{errno} viene settata ad uno
+ degli errori possibili relativi all'accesso a \param{path}).}
+\end{prototype}
+
+E si noti come la funzione in questo caso richieda un parametro che specifichi
+a quale file si fa riferimento, dato che il valore del limite cercato può
+variare a seconda del filesystem. Una seconda versione della funzione,
+\func{fpathconf}, opera su un file descriptor invece che su un pathname, il
+suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long fpathconf(int fd, int name)}
+ Restituisce il valore del parametro \param{name} per il file \param{fd}.
+
+ \bodydesc{È identica a \func{pathconf} solo che utilizza un file descriptor
+ invece di un pathname; pertanto gli errori restituiti cambiano di
+ conseguenza.}
+\end{prototype}
+\noindent ed il suo comportamento è identico a quello di \func{pathconf}.
projects / gapil.git / blobdiff