Risistemato system.tex e signal.tex
[gapil.git] / system.tex
index 1572830cfcf158113051ad811ee6444a661aab0e..067dd5988013c51e770c2c6ae49ef273209ededf 100644 (file)
@@ -35,7 +35,7 @@ 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
+  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:
@@ -45,15 +45,17 @@ tipi diversi di funzionalit
 \item la possibilità di determinare limiti ed opzioni durante l'esecuzione.
 \end{itemize*}
 
-La prima funzionalità si può ottenere includendo gli opportuni header file,
-mentre per la seconda sono ovviamente necessarie delle funzioni; la situazione
-è complicata dal fatto che ci sono molti casi in cui alcuni di questi limiti
+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 una 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 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}).
+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
@@ -93,7 +95,7 @@ avere un valore minimo di 8.
     \macro{ULONG\_MAX}& 4294967295  & massimo di \type{unsigned long}\\
     \hline                
   \end{tabular}
-  \caption{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+  \caption{Costanti definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
     ANSI C.}
   \label{tab:sys_ansic_macro}
 \end{table}
@@ -129,16 +131,17 @@ A questi valori lo standard ISO C90 ne aggiunge altri tre, relativi al tipo
 
 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; questo per i sistemi unix-like è
-stato definito in gran parte dallo standard POSIX.1, che tratta anche i limiti
-delle caratteristiche dei file che vedremo in \secref{sec:sys_file_limits}.
+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''.}, ad esempio 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}).
+  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
@@ -169,16 +172,17 @@ caratteristiche dei file, riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}).
   \label{tab:sys_generic_macro}
 \end{table}
 
-Lo standard prevede che queste macro devono essere definite in \file{limits.h}
+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}.  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.
+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 macro (che iniziano sempre con \code{\_POSIX\_}) che definiscono i
-valori minimi le stesse caratteristiche devono avere, perché una
+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}.
 
@@ -252,14 +256,14 @@ 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 quelli di uso più comune, riportati in
-\tabref{tab:sys_posix1_other}, che permettono di ricavare alcune
-caratteristiche del sistema (come il supporto del \textit{job control} o dei
-\textit{saved id}).
+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 macro. Siccome queste sono principalmente attinenti a limiti relativi
+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
@@ -274,8 +278,8 @@ 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 suo
-prototipo 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}.
   
@@ -287,8 +291,8 @@ prototipo 
 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}, ed una lista più esaustiva, con le relative
-spiegazioni, si può trovare nel manuale delle \acr{glibc}. 
+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
@@ -340,12 +344,13 @@ spiegazioni, si pu
 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.
+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)
 {
@@ -360,6 +365,7 @@ get_child_max(void)
     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.
@@ -420,10 +426,10 @@ e per esse vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di
     \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 & \\
+%    \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
@@ -464,7 +470,7 @@ suo prototipo 
     invece di un pathname; pertanto gli errori restituiti cambiano di
     conseguenza.}
 \end{prototype}
-\noindent ed il suo comportamento è identico a quello di \func{fpathconf}.
+\noindent ed il suo comportamento è identico a quello di \func{pathconf}.
 
 
 \subsection{La funzione \func{uname}}
@@ -480,20 +486,20 @@ suo prototipo 
   fallimento, nel qual caso \var{errno} viene settata a \macro{EFAULT}.}
 \end{prototype}
 
-La funzione, che viene usata dal comando \cmd{umane}, restituisce le
-informazioni richieste nella struttura \param{info}, anche questa struttura è
+La funzione, che viene usata dal comando \cmd{uname}, restituisce le
+informazioni richieste nella struttura \param{info}; anche questa struttura è
 definita in \file{sys/utsname.h} come:
 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
-    struct utsname {
-        char sysname[_UTSNAME_LENGTH];
-        char nodename[_UTSNAME_LENGTH];
-        char release[_UTSNAME_LENGTH];
-        char version[_UTSNAME_LENGTH];
-        char machine[_UTSNAME_LENGTH];
+struct utsname {
+    char sysname[_UTSNAME_LENGTH];
+    char nodename[_UTSNAME_LENGTH];
+    char release[_UTSNAME_LENGTH];
+    char version[_UTSNAME_LENGTH];
+    char machine[_UTSNAME_LENGTH];
 #ifdef _GNU_SOURCE
-        char domainname[_UTSNAME_DOMAIN_LENGTH];
+    char domainname[_UTSNAME_DOMAIN_LENGTH];
 #endif
-    };
+};
 \end{lstlisting}
 e le informazioni memorizzate nei suoi membri indicano rispettivamente:
 \begin{itemize*}
@@ -519,9 +525,10 @@ l'esecuzione del sistema, di modificarli.
 
 Inoltre, al di la di quelli che possono essere limiti caratteristici previsti
 da uno standard, ogni sistema può avere una sua serie di altri parametri di
-configurazione, che non essendo mai fissi, non sono stati inclusi nella
-standardizzazione della sezione precedente, e per i quali occorre, oltre al
-meccanismo di settaggio, pure un meccanismo di lettura.
+configurazione, che, non essendo mai fissi e variando da sistema a sistema,
+non sono stati inclusi nella standardizzazione della sezione precedente. Per
+questi occorre, oltre al meccanismo di settaggio, pure un meccanismo di
+lettura.
 
 Affronteremo questi argomenti in questa sezione, insieme alle funzioni che si
 usano per il controllo di altre caratteristiche generali del sistema, come
@@ -531,8 +538,8 @@ quelle per la gestione dei filesystem e di utenti e gruppi.
 \subsection{La funzione \func{sysctl} ed il filesystem \file{/proc}}
 \label{sec:sys_sysctl}
 
-La funzione che permette la lettura ed il settaggio dei parametri del kernel è
-\func{sysctl}, è una funzione derivata da BSD4.4, ma l'implementazione è
+La funzione che permette la lettura ed il settaggio dei parametri del sistema
+è \func{sysctl}; è una funzione derivata da BSD4.4, ma l'implementazione è
 specifica di Linux; il suo prototipo è:
 \begin{functions}
 \headdecl{unistd.h}
@@ -541,6 +548,7 @@ specifica di Linux; il suo prototipo 
 \funcdecl{int sysctl(int *name, int nlen, void *oldval, size\_t *oldlenp, void
   *newval, size\_t newlen)}
 
+Legge o scrive uno dei parametri di sistema.
 
 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
   errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
@@ -563,25 +571,27 @@ specifica di Linux; il suo prototipo 
 \end{functions}
 
 I parametri a cui la funzione permettere di accedere sono organizzati in
-maniera gerarchica ad albero, e per accedere ad uno di essi occorre
+maniera gerarchica all'interno un albero; per accedere ad uno di essi occorre
 specificare un cammino attraverso i vari nodi dell'albero, in maniera analoga
-a come si specifica un pathname (da cui l'uso alternativo del filesystem
-\file{/proc} che vedremo dopo).
-
-Ciascun nodo è identificato da un valore intero, ed il cammino che arriva ad
-identificare un parametro specifico è passato attraverso l'array \param{name},
-di lunghezza \param{nlen}, che contiene la sequenza dei vari nodi da
-attraversare. Il formato del valore di un parametro dipende dallo stesso e può
-essere un intero, una stringa o anche una struttura complessa. 
-
-L'indirizzo a cui il valore deve essere letto è specificato da
-\param{oldvalue}, e lo spazio ivi disponibile è specificato da \param{oldlenp}
-(passato come puntatore per avere indietro la dimensione effettiva di quanto
-letto); il valore che si vuole scrivere è passato in \param{newval} e la sua
-dimensione in \param{newlen}.
+a come avviene per la risoluzione di un pathname (da cui l'uso alternativo del
+filesystem \file{/proc} che vedremo dopo).
+
+Ciascun nodo dell'albero è identificato da un valore intero, ed il cammino che
+arriva ad identificare un parametro specifico è passato alla funzione
+attraverso l'array \param{name}, di lunghezza \param{nlen}, che contiene la
+sequenza dei vari nodi da attraversare. Ogni parametro ha un valore in un
+formato specifico chee può essere un intero, una stringa o anche una struttura
+complessa, per questo motivo il valori vengono passati come puntatori
+\type{void}.
+
+L'indirizzo a cui il valore corrente del parametro deve essere letto è
+specificato da \param{oldvalue}, e lo spazio ivi disponibile è specificato da
+\param{oldlenp} (passato come puntatore per avere indietro la dimensione
+effettiva di quanto letto); il valore che si vuole settare nel sistema è
+passato in \param{newval} e la sua dimensione in \param{newlen}.
 
 Si può effettuare anche una lettura e scrittura simultanea, nel qual caso il
-valore letto è quello precedente alla scrittura.
+valore letto restituito dalla funzione è quello precedente alla scrittura.
 
 I parametri accessibili attraverso questa funzione sono moltissimi, e possono
 essere trovati in \file{sysctl.h}, essi inoltre dipendono anche dallo stato
@@ -664,7 +674,6 @@ sulla directory \param{target}.
   \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT} o \macro{ELOOP}.}
 \end{prototype}
 
-
 La funzione monta sulla directory \param{target}, detta \textit{mount point},
 il filesystem contenuto in \param{source}. In generale un filesystem è
 contenuto su un disco, e l'operazione di montaggio corrisponde a rendere
@@ -777,25 +786,43 @@ montato e non il file o il dispositivo che 
   dispositivo.}, in quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso
 dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
 sullo stesso \textit{mount point} viene smontato quello che è stato montato
-per ultimo.
-
-Linux provvede inoltre una seconda funzione \func{umount2}, che, in alcuni
-casi, permette di forzare lo smontaggio di un filesystem nei casi in cui mount
-fallirebbe; il suo prototipo è:
-
-
+per ultimo. 
+
+Si tenga presente che la funzione fallisce quando il filesystem è
+\textsl{occupato}, questo avviene quando ci sono ancora file aperti sul
+filesystem, se questo contiene la directory di lavoro corrente di un qualunque
+processo o il mount point di un altro filesystem; in questo caso l'errore
+restituito è \macro{EBUSY}.
+
+Linux provvede inoltre una seconda funzione, \func{umount2}, che in alcuni
+casi permette di forzare lo smontaggio di un filesystem, anche quando questo
+risulti occupato; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/mount.h}{umount2(const char *target, int flags)}
+  
+  La funzione è identica a \func{umount} per comportamento e codici di errore,
+  ma con \param{flags} si può specificare se forzare lo smontaggio.
+\end{prototype}
 
-Due funzioni, utili per ottenere in maniera diretta informazioni riguardo al
-filesystem su cui si trova un certo file, sono \func{statfs} e \func{fstatfs},
-i cui prototipi sono:
+Il valore di \param{flags} è una maschera binaria, e al momento l'unico valore
+definito è il bit \macro{MNT\_FORCE}; gli altri bit devono essere nulli.
+Specificando \macro{MNT\_FORCE} la funzione cercherà di liberare il filesystem
+anche se è occupato per via di una delle condizioni descritte in precedenza. A
+seconda del tipo di filesystem alcune (o tutte) possono essere superate,
+evitando l'errore di \macro{EBUSY}.  In tutti i casi prima dello smontaggio
+viene eseguita una sincronizzazione dei dati. 
+
+Altre due funzioni specifiche di Linux\footnote{esse si trovano anche su BSD,
+  ma con una struttura diversa}, utili per ottenere in maniera diretta
+informazioni riguardo al filesystem su cui si trova un certo file, sono
+\func{statfs} e \func{fstatfs}, i cui prototipi sono:
 \begin{functions}
   \headdecl{sys/vfs.h} \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs
     *buf)} \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)} Restituisce in
   \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è posto il file
   specificato.
-
-\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
-  errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
+  
+  \bodydesc{Li funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
+    errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
   \begin{errlist}
   \item[\macro{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
   supporta la funzione.
@@ -805,11 +832,61 @@ i cui prototipi sono:
   \macro{EACCES}, \macro{ELOOP} per \func{statfs}.}
 \end{functions}
 
+Queste funzioni permettono di ottenere una serie di informazioni generali
+riguardo al filesystem su cui si trova il file specificato; queste vengono
+restituite una struttura \param{buf} definita come:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+    struct statfs {
+       long    f_type;     /* tipo di filesystem */
+       long    f_bsize;    /* dimensione ottimale dei blocchi di I/O */
+       long    f_blocks;   /* blocchi totali nel filesystem */
+       long    f_bfree;    /* blocchi liberi nel filesystem */
+       long    f_bavail;   /* blocchi liberi agli utenti normali */
+       long    f_files;    /* inodes totali nel filesystem */
+       long    f_ffree;    /* inodes liberi nel filesystem */
+       fsid_t  f_fsid;     /* filesystem id */
+       long    f_namelen;  /* lunghezza massima dei nomi dei file */
+       long    f_spare[6]; /* riservati per uso futuro */
+    };
+\end{lstlisting}
+ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in esame sono settati a zero.
+I valori del campo \var{f\_type} sono definiti per i vari filesystem nei
+relativi file di header dei sorgenti del kernel da costanti del tipo
+\macro{XXX\_SUPER\_MAGIC}, dove \macro{XXX} in genere è il nome del filesystem
+stesso.
+
+Le \acr{glibc} provvedono infine una serie di funzioni per la gestione dei due
+file standard \file{/etc/fstab} e \file{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono
+usati in quasi tutti i sistemi unix per mantenere rispettivamente le
+informazioni riguardo ai filesystem da montare e a quelli correntemente
+montati. Le funzioni servono a leggere il contenuto di questi file in
+opportune strutture \var{struct fstab} e \var{struct mntent}, e, per
+\file{/etc/mtab} per inserire e rimuovere le voci presenti nel file.  
+
+In generale si dovrebbero usare queste funzioni (in particolar modo quelle
+relative a \file{/etc/mtab}), quando si debba scrivere un programma che
+effettua il montaggio di un filesystem; in realtà in questi casi è molto più
+semplice invocare direttamente il programma \cmd{mount}, per cui ne
+tralasceremo la trattazione, rimandando al manuale delle \acr{glibc}
+\cite{libc} per la documentazione completa.
 
 
 \subsection{La gestione di utenti e gruppi}
 \label{sec:sys_user_group}
 
+L'ultimo argomento di questa sezione è quello che riguarda le funzioni
+utilizzate per gestire utenti e gruppi all'interno del sistema.
+Tradizionalmente l'informazione per la gestione di utenti e gruppi veniva
+tenuta tutta nei due file di testo \file{/etc/passwd} ed \file{/etc/group};
+oggi la maggior parte delle distribuzioni di Linux usa la libreria PAM (sigla
+che sta \textit{Pluggable Authentication Method}) che permette di separare
+completamente i meccanismi di gestione degli utenti (autenticazione,
+riconoscimeto, ecc.) dal
+
+
+
+Lo standard POSIX.1 definisce una serie di funzioni
+
 
 
 \section{Limitazione ed uso delle risorse}