\label{cha:system}
In questo capitolo tratteremo varie interfacce che attengono agli aspetti più
-generali del sistema, come quelle per la gestione di parametri e
-configurazione, quelle per la lettura dei limiti e delle caratteristiche dello
-stesso, quelle per il controllo dell'uso delle risorse da parte dei processi,
-quelle per la gestione dei tempi e degli errori.
+generali del sistema, come quelle per la gestione dei parametri e della
+configurazione dello stesso, quelle per la lettura dei limiti e delle
+caratteristiche, quelle per il controllo dell'uso delle risorse dei processi,
+quelle per la gestione ed il controllo dei filesystem, degli utenti, dei tempi
+e degli errori.
-\section{La lettura delle caratteristiche del sistema}
+\section{Capacità e caratteristiche del sistema}
\label{sec:sys_characteristics}
In questa sezione tratteremo le varie modalità con cui un programma può
-ottenere informazioni riguardo alle capacità del sistema. Ogni sistema infatti
-è contraddistinto da un gran numero di limiti e costanti che lo
-caratterizzano, e che possono dipendere da fattori molteplici, come
+ottenere informazioni riguardo alle capacità del sistema. Ogni sistema
+unix-like infatti è contraddistinto da un gran numero di limiti e costanti che
+lo caratterizzano, e che possono dipendere da fattori molteplici, come
l'architettura hardware, l'implementazione del kernel e delle librerie, le
opzioni di configurazione.
La definizione di queste caratteristiche ed il tentativo di provvedere dei
-meccanismi generali che i programmi potessero usare per ricavarle è uno degli
-aspetti più complessi e controversi coi cui i vari standard si sono dovuti
-confrontare, spesso con risultati spesso tutt'altro che chiari. Proveremo
-comunque a dare una descrizione dei principali metodi previsti dai vari
+meccanismi generali che i programmi possono usare per ricavarle è uno degli
+aspetti più complessi e controversi con cui le diverse standardizzazioni si
+sono dovute confrontare, spesso con risultati spesso tutt'altro che chiari.
+Daremo comunque una descrizione dei principali metodi previsti dai vari
standard per ricavare sia le caratteristiche specifiche del sistema, che
-quelle dei file.
+quelle della gestione dei file.
\subsection{Limiti e parametri di sistema}
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:
+interi), o dal sistema operativo (come la presenza o meno del gruppo degli
+identificatori \textit{saved}), 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.
\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
+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
\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 ).\\
+ \texttt{timezone} (vedi
+ \secref{sec:sys_time_base})).\\
\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}.\\
\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 ).\\
+ \texttt{timezone} (vedi
+ \secref{sec:sys_date}). \\
\macro{\_POSIX\_NGROUPS\_MAX}& 0& numero di gruppi supplementari per
processo (vedi
\secref{sec:proc_access_id}).\\
\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}).
+ \secref{sec:sess_job_control}).\\
+ \macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS} & il sistema supporta gli identificatori del
+ gruppo \textit{saved} (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
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}).
+\textit{job control} o degli identificatori del gruppo \textit{saved}).
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}.
+\file{bits/posix2\_lim.h}, e alcuni di loro sono descritti nella pagina di
+manuale 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
+caratteristiche del sistema può variare, 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
+compilato il kernel, o alcuni dei parametri modificabili a run time, è
+necessario ottenerne il valore attraverso la funzione \func{sysconf}. 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).}
+ è disponibile e -1 in caso di errore (ma \var{errno} non viene impostata).}
\end{prototype}
La funzione prende come argomento un intero che specifica quale dei limiti si
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 ).\\
+ La dimensione massima di un nome di una \texttt{timezone} (vedi
+ \secref{sec:sys_date}).\\
\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}).\\
+ Il numero di \textit{clock tick} al secondo, cioè l'unità di misura del
+ \textit{process time} (vedi \secref{sec:sys_unix_time}).\\
\texttt{\_SC\_JOB\_CONTROL}&\macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}&
Indica se è supportato il \textit{job control} (vedi
- \secref{sec:sess_xxx}) in stile POSIX.\\
+ \secref{sec:sess_job_control}) 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}).\\
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
+%\footnotesize
\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
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.
+%\normalsize
+ma in realtà in Linux queste macro sono comunque definite, indicando però un
+limite generico. Per questo motivo è sempre meglio usare i valori restituiti
+da \func{sysconf}.
\subsection{I limiti dei file}
\begin{table}[htb]
\centering
\footnotesize
- \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
\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{NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\
+ \macro{PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di un pathname.\\
+ \macro{PIPE\_BUF}&4096 & byte scrivibili atomicamente in una pipe
+ (vedi \secref{sec:ipc_pipes}).\\
+ \macro{MAX\_CANON}&255 & dimensione di una riga di terminale in modo
+ canonico (vedi \secref{sec:term_design}).\\
\macro{MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
- del terminale\\
+ del terminale (vedi \secref{sec:term_design}).\\
\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}.
+Come per i limiti di sistema, lo standard POSIX.1 detta una serie di valori
+minimi anche 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}|}
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
\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\_LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file.\\
\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\_PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di un pathname.\\
\macro{\_POSIX\_PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una
- pipe\\
+ pipe.\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_CANON}&255 & dimensione di una riga di
+ terminale in modo canonico.\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ del terminale.\\
% \macro{\_POSIX\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\
% \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\
% \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\
\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:
+rispetto ai 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
+ richiesto, o -1 in caso di errore (ed \var{errno} viene impostata 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
+\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}.
\label{sec:sys_uname}
Un'altra funzione che si può utilizzare per raccogliere informazioni sia
-riguardo al sistema che al computer su cui esso sta girando è \func{uname}, il
+riguardo al sistema che al computer su cui esso sta girando è \func{uname}; il
suo prototipo è:
\begin{prototype}{sys/utsname.h}{int uname(struct utsname *info)}
Restituisce informazioni sul sistema nella struttura \param{info}.
\bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, nel qual caso \var{errno} viene settata a \macro{EFAULT}.}
+ fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \macro{EFAULT}.}
\end{prototype}
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];
-#ifdef _GNU_SOURCE
- char domainname[_UTSNAME_DOMAIN_LENGTH];
-#endif
-};
-\end{lstlisting}
-e le informazioni memorizzate nei suoi membri indicano rispettivamente:
+definita in \file{sys/utsname.h}, secondo quanto mostrato in
+\secref{fig:sys_utsname}, e le informazioni memorizzate nei suoi membri
+indicano rispettivamente:
\begin{itemize*}
\item il nome del sistema operativo;
\item il nome della release del kernel;
\item il nome della stazione;
\item il nome del domino.
\end{itemize*}
-(l'ultima informazione è stata aggiunta di recente e non è prevista dallo
-standard POSIX).
+l'ultima informazione è stata aggiunta di recente e non è prevista dallo
+standard POSIX, essa è accessibile, come mostrato in \figref{fig:sys_utsname},
+solo definendo \macro{\_GNU\_SOURCE}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct utsname {
+ char sysname[];
+ char nodename[];
+ char release[];
+ char version[];
+ char machine[];
+#ifdef _GNU_SOURCE
+ char domainname[];
+#endif
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{utsname}.}
+ \label{fig:sys_utsname}
+\end{figure}
+
+In generale si tenga presente che le dimensioni delle stringe di una
+\var{utsname} non è specificata, e che esse sono sempre terminate con
+\macro{NULL}; il manuale delle \acr{glibc} indica due diverse dimensioni,
+\macro{\_UTSNAME\_LENGTH} per i campi standard e
+\macro{\_UTSNAME\_DOMAIN\_LENGTH} per quello specifico per il nome di dominio;
+altri sistemi usano nomi diversi come \macro{SYS\_NMLN} o \macro{\_SYS\_NMLN}
+o \macro{UTSLEN} che possono avere valori diversi.\footnote{Nel caso di Linux
+\func{uname} corrisponde in realtà a 3 system call diverse, le prime due usano
+rispettivamente delle lunghezze delle stringhe di 9 e 65 byte; la terza usa
+anch'essa 65 byte, ma restituisce anche l'ultimo campo, \var{domainname}, con
+una lunghezza di 257 byte.}
\section{Opzioni e configurazione del sistema}
da uno standard, ogni sistema può avere una sua serie di altri parametri di
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
-quelle per la gestione dei filesystem e di utenti e gruppi.
+questi occorre, oltre al meccanismo di impostazione, 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 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 sistema
-è \func{sysctl}; è una funzione derivata da BSD4.4, ma l'implementazione è
-specifica di Linux; il suo prototipo è:
+La funzione che permette la lettura ed l'impostazione 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}
-\headdecl{linux/unistd.h}
-\headdecl{linux/sysctl.h}
\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:
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
- \item[\macro{EPERM}] il processo non ha il permesso di accedere ad uno dei
- componenti nel cammino specificato per il parametro, o non ha il permesso
- di accesso al parametro nella modalità scelta.
+ \item[\macro{EPERM}] non si ha il permesso di accedere ad uno dei componenti
+ nel cammino specificato per il parametro, o di accedere al parametro nella
+ modalità scelta.
\item[\macro{ENOTDIR}] non esiste un parametro corrispondente al nome
\param{name}.
- \item[\macro{EFAULT}] si è specificato \param{oldlenp} zero quando
- \param{oldval} è non nullo.
+% \item[\macro{EFAULT}] si è specificato \param{oldlenp} zero quando
+% \param{oldval} è non nullo.
\item[\macro{EINVAL}] o si è specificato un valore non valido per il
- parametro che si vuole settare o lo spazio provvisto per il ritorno di un
+ parametro che si vuole impostare o lo spazio provvisto per il ritorno di un
valore non è delle giuste dimensioni.
\item[\macro{ENOMEM}] talvolta viene usato più correttamente questo errore
quando non si è specificato sufficiente spazio per ricevere il valore di un
parametro.
\end{errlist}
+ ed inoltre \macro{EFAULT}.
}
\end{functions}
I parametri a cui la funzione permettere di accedere sono organizzati in
-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 avviene per la risoluzione di un pathname (da cui l'uso alternativo del
-filesystem \file{/proc} che vedremo dopo).
+maniera gerarchica all'interno un albero;\footnote{si tenga presente che
+ includendo solo \file{unistd.h}, saranno definiti solo i parametri generici;
+ dato che ce ne sono molti specifici dell'implementazione, nel caso di Linux
+ occorrerà includere anche i file \file{linux/unistd.h} e
+ \file{linux/sysctl.h}.} per accedere ad uno di essi occorre specificare un
+cammino attraverso i vari nodi dell'albero, in maniera analoga 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
+formato specifico che può essere un intero, una stringa o anche una struttura
complessa, per questo motivo il valori vengono passati come puntatori
\ctyp{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
+effettiva di quanto letto); il valore che si vuole impostare 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
accessibili i vari parametri a qualunque comando di shell e di permettere la
navigazione dell'albero dei valori.
-Alcune delle corrispondenze con i valori di \func{sysctl} sono riportate nei
-commenti in \file{linux/sysctl.h}, la informazione disponibile in
-\file{/proc/sys} è riportata inoltre nella documentazione inclusa nei sorgenti
-del kernel, nella directory \file{Documentation/sysctl}.
+Alcune delle corrispondenze dei file presenti in \file{/proc/sys} con i valori
+di \func{sysctl} sono riportate nei commenti del codice che può essere trovato
+in \file{linux/sysctl.h},\footnote{indicando un file di definizioni si fa
+ riferimento alla directory standard dei file di include, che in ogni
+ distribuzione che si rispetti è \file{/usr/include}.} la informazione
+disponibile in \file{/proc/sys} è riportata inoltre nella documentazione
+inclusa nei sorgenti del kernel, nella directory \file{Documentation/sysctl}.
+
+Ma oltre alle informazioni ottenibili da \func{sysctl} dentro \file{proc}
+sono disponibili moltissime altre informazioni, fra cui ad esempio anche
+quelle fornite da \func{uname} (vedi \secref{sec:sys_config}) che sono
+mantenute nei file \file{ostype}, \file{hostname}, \file{osrelease},
+\file{version} e \file{domainname} di \file{/proc/kernel/}.
+
\subsection{La gestione delle proprietà dei filesystem}
scrittura.
Il tipo di filesystem è specificato da \param{filesystemtype}, che deve essere
-una delle stringhe riportate in \file{/proc/filesystems}, che contiene
+una delle stringhe riportate nel file \file{/proc/filesystems}, che contiene
l'elenco dei filesystem supportati dal kernel; nel caso si sia indicato uno
dei filesystem virtuali, il contenuto di \param{source} viene ignorato.
directory radice del filesystem montato.
Dal kernel 2.4.x inoltre è divenuto possibile sia spostare atomicamente un
-\textit{mount point} da una directory ad un'altra, che montare in diversi
-\textit{mount point} lo stesso filesystem, che montare più filesystem sullo
+\textit{mount point} da una directory ad un'altra, sia montare in diversi
+\textit{mount point} lo stesso filesystem, sia montare più filesystem sullo
stesso \textit{mount point} (nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile).
costante \macro{MS\_MGC\_MSK} per ottenere la parte di \param{mountflags}
riservata al \textit{magic number}.} mentre i 16 meno significativi sono
usati per specificare le opzioni; essi sono usati come maschera binaria e
-vanno settati con un OR aritmetico della costante \macro{MS\_MGC\_VAL} con i
-valori riportati in \ntab.
+vanno impostati con un OR aritmetico della costante \macro{MS\_MGC\_VAL} con i
+valori riportati in \tabref{tab:sys_mount_flags}.
\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
\centering
\begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
\hline
\label{tab:sys_mount_flags}
\end{table}
-Per il settaggio delle caratteristiche particolari di ciascun filesystem si
+Per l'impostazione delle caratteristiche particolari di ciascun filesystem si
usa invece l'argomento \param{data} che serve per passare le ulteriori
informazioni necessarie, che ovviamente variano da filesystem a filesystem.
\textsl{rimontaggio} di un filesystem, cosa che permette di cambiarne al volo
alcune delle caratteristiche di funzionamento (ad esempio passare da sola
lettura a lettura/scrittura). Questa operazione è attivata attraverso uno dei
-bit di \param{mountflags}, \macro{MS\_REMOUNT}, che se settato specifica che
+bit di \param{mountflags}, \macro{MS\_REMOUNT}, che se impostato specifica che
deve essere effettuato il rimontaggio del filesystem (con le opzioni
specificate dagli altri bit), anche in questo caso il valore di \param{source}
viene ignorato.
-
Una volta che non si voglia più utilizzare un certo filesystem è possibile
\textsl{smontarlo} usando la funzione \func{umount}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{sys/mount.h}{umount(const char *target)}
Smonta il filesystem montato sulla directory \param{target}.
\bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
- fallimento, nel qual caso \var{errno} viene settata a:
+ fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\macro{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
\item[\macro{EBUSY}] \param{target} è la directory di lavoro di qualche
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.
+ \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{Li funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
- errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
\begin{errlist}
\item[\macro{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
supporta la funzione.
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 */
- };
+restituite una struttura \param{buf} di tipo \type{statfs} definita come in
+\ref{fig:sys_statfs}, ed i campi che sono indefiniti per il filesystem in
+esame sono impostati 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.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \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.
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{statfs}.}
+ \label{fig:sys_statfs}
+\end{figure}
+
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
+file \file{/etc/fstab} ed \file{/etc/mtab}, che convenzionalmente sono usati in
+quasi tutti i sistemi unix-like 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 particolare 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
\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
+tenuta tutta nei due file di testo \file{/etc/passwd} ed \file{/etc/group}, e
+tutte le funzioni facevano riferimento ad essi. 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, riconoscimento, ecc.) dalle modalità
+in cui i relativi dati vengono mantenuti, per cui pur restando in gran parte
+le stesse\footnote{in genere quello che viene cambiato è l'informazione usata
+ per l'autenticazione, che non è più necessariamente una password criptata da
+ verificare, ma può assumere le forme più diverse, come impronte digitali,
+ chiavi elettroniche, ecc.}, le informazioni non sono più necessariamente
+mantenute in quei file.
+
+In questo paragrafo ci limiteremo comunque alle funzioni classiche per la
+lettura delle informazioni relative a utenti e gruppi previste dallo standard
+POSIX.1, che fanno riferimento a quanto memorizzato nei due file appena
+citati, il cui formato è descritto dalle relative pagine del manuale (cioè
+\cmd{man 5 passwd} e \cmd{man 5 group}).
+
+Per leggere le informazioni relative ad un utente si possono usare due
+funzioni, \func{getpwuid} e \func{getpwnam}, i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{pwd.h}
+ \headdecl{sys/types.h}
+ \funcdecl{struct passwd *getpwuid(uid\_t uid)}
+
+ \funcdecl{struct passwd *getpwnam(const char *name)}
+ Restituiscono le informazioni relative all'utente specificato.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano il puntatore alla struttura contenente le
+ informazioni in caso di successo e \macro{NULL} nel caso non sia stato
+ trovato nessun utente corrispondente a quanto specificato.}
+\end{functions}
+Le due funzioni forniscono le informazioni memorizzate nel database degli
+utenti (che nelle versioni più recenti possono essere ottenute attraverso PAM)
+relative all'utente specificato attraverso il suo \acr{uid} o il nome di
+login. Entrambe le funzioni restituiscono un puntatore ad una struttura di
+tipo \type{passwd} la cui definizione (anch'essa eseguita in \file{pwd.h}) è
+riportata in \figref{fig:sys_passwd_struct}, dove è pure brevemente illustrato
+il significato dei vari campi.
-Lo standard POSIX.1 definisce una serie di funzioni
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct passwd {
+ char *pw_name; /* user name */
+ char *pw_passwd; /* user password */
+ uid_t pw_uid; /* user id */
+ gid_t pw_gid; /* group id */
+ char *pw_gecos; /* real name */
+ char *pw_dir; /* home directory */
+ char *pw_shell; /* shell program */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{passwd} contenente le informazioni relative ad un
+ utente del sistema.}
+ \label{fig:sys_passwd_struct}
+\end{figure}
+La struttura usata da entrambe le funzioni è allocata staticamente, per questo
+motivo viene sovrascritta ad ogni nuova invocazione, lo stesso dicasi per la
+memoria dove sono scritte le stringhe a cui i puntatori in essa contenuti
+fanno riferimento. Ovviamente questo implica che dette funzioni non possono
+essere rientranti, per cui ne esistono anche due versioni alternative
+(denotate dalla solita estensione \code{\_r}), i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{pwd.h}
+
+ \headdecl{sys/types.h}
+
+ \funcdecl{struct passwd *getpwuid\_r(uid\_t uid, struct passwd *password,
+ char *buffer, size\_t buflen, struct passwd **result)}
+
+ \funcdecl{struct passwd *getpwnam\_r(const char *name, struct passwd
+ *password, char *buffer, size\_t buflen, struct passwd **result)}
+ Restituiscono le informazioni relative all'utente specificato.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e un codice d'errore
+ altrimenti, nel qual caso \var{errno} sarà impostata opportunamente.}
+\end{functions}
-\section{Limitazione ed uso delle risorse}
-\label{sec:sys_res_limits}
+In questo caso l'uso è molto più complesso, in quanto bisogna prima allocare
+la memoria necessaria a contenere le informazioni. In particolare i valori
+della struttura \var{passwd} saranno restituiti all'indirizzo \param{password}
+mentre la memoria allocata all'indirizzo \param{buffer}, per un massimo di
+\param{buflen} byte, sarà utilizzata per contenere le stringhe puntate dai
+campi di \param{password}. Infine all'indirizzo puntato da \param{result}
+viene restituito il puntatore ai dati ottenuti, cioè \param{buffer} nel caso
+l'utente esista, o \macro{NULL} altrimenti. Qualora i dati non possano essere
+contenuti nei byte specificati da \param{buflen}, la funzione fallirà
+restituendo \macro{ERANGE} (e \param{result} sarà comunque impostato a
+\macro{NULL}).
+
+Del tutto analoghe alle precedenti sono le funzioni \func{getgrnam} e
+\func{getgrgid} (e le relative analoghe rientranti con la stessa estensione
+\code{\_r}) che permettono di leggere le informazioni relative ai gruppi, i
+loro prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{grp.h}
+ \headdecl{sys/types.h}
-In questa sezione esamineremo le funzioni che permettono di esaminare e
-controllare come le varie risorse del sistema (CPU, memoria, ecc.) vengono
-utilizzate dai processi, e le modalità con cui è possibile imporre dei limiti
-sul loro utilizzo.
+ \funcdecl{struct group *getgrgid(gid\_t gid)}
+
+ \funcdecl{struct group *getgrnam(const char *name)}
+
+ \funcdecl{struct group *getpwuid\_r(gid\_t gid, struct group *password,
+ char *buffer, size\_t buflen, struct group **result)}
+
+ \funcdecl{struct group *getpwnam\_r(const char *name, struct group
+ *password, char *buffer, size\_t buflen, struct group **result)}
+ Restituiscono le informazioni relative al gruppo specificato.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e un codice d'errore
+ altrimenti, nel qual caso \var{errno} sarà impostata opportunamente.}
+\end{functions}
+Il comportamento di tutte queste funzioni è assolutamente identico alle
+precedenti che leggono le informazioni sugli utenti, l'unica differenza è che
+in questo caso le informazioni vengono restituite in una struttura di tipo
+\type{group}, la cui definizione è riportata in \figref{fig:sys_group_struct}.
-\subsection{L'uso delle risorse}
-\label{sec:sys_resource_use}
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct group {
+ char *gr_name; /* group name */
+ char *gr_passwd; /* group password */
+ gid_t gr_gid; /* group id */
+ char **gr_mem; /* group members */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{group} contenente le informazioni relative ad un
+ gruppo del sistema.}
+ \label{fig:sys_group_struct}
+\end{figure}
+
+Le funzioni viste finora sono in grado di leggere le informazioni sia dal file
+delle password in \file{/etc/passwd} che con qualunque altro metodo sia stato
+utilizzato per mantenere il database degli utenti. Non permettono però di
+impostare direttamente le password; questo è possibile con un'altra interfaccia
+al database degli utenti, derivata da SVID, che però funziona soltanto con un
+database che sia tenuto su un file che abbia il formato classico di
+\file{/etc/passwd}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Funzione} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \func{fgetpwent} & Legge una voce dal database utenti da un file
+ specificato aprendolo la prima volta.\\
+ \func{fgetpwent\_r}& Come la precedente, ma rientrante.\\
+ \func{getpwent} & Legge una voce dal database utenti (da
+ \file{/etc/passwd}) aprendolo la prima volta.\\
+ \func{getpwent\_r} & Come la precedente, ma rientrante.\\
+ \func{setpwent} & Ritorna all'inizio del database.\\
+ \func{putpwent} & Immette una voce nel database utenti.\\
+ \func{endpwent} & Chiude il database degli utenti.\\
+ \func{fgetgrent} & Legge una voce dal database dei gruppi da un file
+ specificato aprendolo la prima volta.\\
+ \func{fgetgrent\_r}& Come la precedente, ma rientrante.\\
+ \func{getgrent} & Legge una voce dal database dei gruppi (da
+ \file{/etc/passwd}) aprendolo la prima volta.\\
+ \func{getgrent\_r} & Come la precedente, ma rientrante.\\
+ \func{setgrent} & Immette una voce nel database dei gruppi.\\
+ \func{putgrent} & Immette una voce nel database dei gruppi.\\
+ \func{endgrent} & Chiude il database dei gruppi.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Funzioni per la manipolazione dei campi di un file usato come
+ database di utenti e gruppi nel formato di \file{/etc/passwd} e
+ \file{/etc/groups}.}
+ \label{tab:sys_passwd_func}
+\end{table}
+
+Dato che ormai la gran parte delle distribuzioni di Linux utilizzano PAM, che
+come minimo usa almeno le \textit{shadow password} (quindi con delle modifiche
+rispetto al formato classico di \file{/etc/passwd}), le funzioni che danno la
+capacità scrivere delle voci nel database (cioè \func{putpwent} e
+\func{putgrent}) non permettono di effettuarne una specificazione in maniera
+completa. Per questo motivo l'uso di queste funzioni è deprecato in favore
+dell'uso di PAM, ci limiteremo pertanto ad elencarle in
+\tabref{tab:sys_passwd_func}, rimandando chi fosse interessato alle rispettive
+pagine di manuale e al manuale delle \acr{glibc} per i dettagli del loro
+funzionamento.
+
+
+
+\subsection{Il database di accounting}
+\label{sec:sys_accounting}
+
+L'ultimo insieme di funzioni relative alla gestione del sistema che
+esamineremo è quello che permette di accedere ai dati del database di
+\textit{accounting}. In esso vengono mantenute una serie di informazioni
+storiche relative sia agli utenti che si sono collegati al sistema, (tanto per
+quelli correntemente collegati, che per la registrazione degli accessi
+precedenti), sia relative all'intero sistema, come il momento di lancio di
+processi da parte di \cmd{init}, il cambiamento dell'orologio di sistema, il
+cambiamento di runlevel o il riavvio della macchina.
+
+I dati vengono usualmente\footnote{questa è la locazione specificata dal
+ \textit{Linux Filesystem Hierarchy Standard}, adottato dalla gran parte
+ delle distribuzioni.} memorizzati nei due file \file{/var/run/utmp} e
+\file{/var/log/wtmp}. Quando un utente si collega viene aggiunta una voce a
+\file{/var/run/utmp} in cui viene memorizzato il nome di login, il terminale
+da cui ci si collega, l'\acr{uid} della shell di login, l'orario della
+connessione ed altre informazioni. La voce resta nel file fino al logout,
+quando viene cancellata e spostata in \file{/var/log/wtmp}.
+
+In questo modo il primo file viene utilizzato per registrare sta utilizzando
+il sistema al momento corrente, mentre il secondo mantiene la registrazione
+delle attività degli utenti. A quest'ultimo vengono anche aggiunte delle voci
+speciali per tenere conto dei cambiamenti del sistema, come la modifica del
+runlevel, il riavvio della macchina, ecc. Tutte queste informazioni sono
+descritte in dettaglio nel manuale delle \acr{glibc}.
+
+Questi file non devono mai essere letti direttamente, ma le informazioni che
+contengono possono essere ricavate attraverso le opportune funzioni di
+libreria. Queste sono analoghe alle precedenti (vedi
+\tabref{tab:sys_passwd_func}) usate per accedere al database degli utenti,
+solo che in questo caso la struttura del database di accounting è molto più
+complessa, dato che contiene diversi tipi di informazione.
+
+Le prime tre funzioni, \func{setutent}, \func{endutent} e \func{utmpname}
+servono rispettivamente a aprire e a chiudere il file che contiene il
+database, e a specificare su quale file esso viene mantenuto. I loro prototipi
+sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{utmp.h}
+
+ \funcdecl{void utmpname(const char *file)} Specifica il file da usare come
+ database di \textit{accounting}.
+
+ \funcdecl{void setutent(void)} Apre il file del database di
+ \textit{accounting}, posizionandosi al suo inizio.
+
+ \funcdecl{void endutent(void)} Chiude il file del database di
+ \textit{accounting}.
+
+ \bodydesc{Le funzioni non ritornano codici di errore.}
+\end{functions}
+In caso questo non venga specificato nessun file viene usato il valore
+standard \macro{\_PATH\_UTMP} (che è definito in \file{paths.h}); in genere
+\func{utmpname} prevede due possibili valori:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{\_PATH\_UTMP}] Specifica il database di accounting per gli utenti
+ correntemente collegati.
+\item[\macro{\_PATH\_WTMP}] Specifica il database di accounting per l'archivio
+ storico degli utenti collegati.
+\end{basedescript}
+corrispondenti ai file \file{/var/run/utmp} e \file{/var/log/wtmp} visti in
+precedenza.
+
+Una volta aperto il file si può eseguire una scansione leggendo o scrivendo
+una voce con le funzioni \func{getutent}, \func{getutid}, \func{getutline} e
+\func{pututline}, i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{utmp.h}
+ \funcdecl{struct utmp *getutent(void)}
+ Legge una voce dal dalla posizione corrente nel database.
+
+ \funcdecl{struct utmp *getutid(struct utmp *ut)}
+ Ricerca una voce sul database in base al contenuto di \param{ut}.
+ \funcdecl{struct utmp *getutline(struct utmp *ut)}
+ Ricerca nel database la prima voce corrispondente ad un processo sulla linea
+ di terminale specificata tramite \param{ut}.
-\subsection{Limiti sulle risorse}
-\label{sec:sys_resource_limit}
+ \funcdecl{struct utmp *pututline(struct utmp *ut)}
+ Scrive una voce nel database.
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano il puntatore ad una struttura \var{utmp} in
+ caso di successo e \macro{NULL} in caso di errore.}
+\end{functions}
-\subsection{Le risorse di memoria}
-\label{sec:sys_memory_res}
+Tutte queste funzioni fanno riferimento ad una struttura di tipo \var{utmp},
+la cui definizione in Linux è riportata in \secref{fig:sys_utmp_struct}. Le
+prime tre funzioni servono per leggere una voce dal database; \func{getutent}
+legge semplicemente la prima voce disponibile; le altre due permettono di
+eseguire una ricerca.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct utmp
+{
+ short int ut_type; /* Type of login. */
+ pid_t ut_pid; /* Process ID of login process. */
+ char ut_line[UT_LINESIZE]; /* Devicename. */
+ char ut_id[4]; /* Inittab ID. */
+ char ut_user[UT_NAMESIZE]; /* Username. */
+ char ut_host[UT_HOSTSIZE]; /* Hostname for remote login. */
+ struct exit_status ut_exit; /* Exit status of a process marked
+ as DEAD_PROCESS. */
+ long int ut_session; /* Session ID, used for windowing. */
+ struct timeval ut_tv; /* Time entry was made. */
+ int32_t ut_addr_v6[4]; /* Internet address of remote host. */
+ char __unused[20]; /* Reserved for future use. */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{utmp} contenente le informazioni di una voce del
+ database di \textit{accounting}.}
+ \label{fig:sys_utmp_struct}
+\end{figure}
+
+Con \func{getutid} si può cercare una voce specifica, a seconda del valore del
+campo \var{ut\_type} dell'argomento \param{ut}. Questo può assumere i valori
+riportati in \tabref{tab:sys_ut_type}, quando assume i valori
+\macro{RUN\_LVL}, \macro{BOOT\_TIME}, \macro{OLD\_TIME}, \macro{NEW\_TIME},
+verrà restituito la prima voce che corrisponde al tipo determinato; quando
+invece assume i valori \macro{INIT\_PROCESS}, \macro{LOGIN\_PROCESS},
+\macro{USER\_PROCESS} o \macro{DEAD\_PROCESS} verrà restituita la prima voce
+corrispondente al valore del campo \var{ut\_id} specificato in \param{ut}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Funzione} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{EMPTY} & Non contiene informazioni valide. \\
+ \macro{RUN\_LVL} & Identica il runlevel del sistema. \\
+ \macro{BOOT\_TIME} & Identifica il tempo di avvio del sistema \\
+ \macro{OLD\_TIME} & Identifica quando è stato modificato l'orologio di
+ sistema. \\
+ \macro{NEW\_TIME} & Identifica da quanto è stato modificato il
+ sistema. \\
+ \macro{INIT\_PROCESS} & Identifica un processo lanciato da \cmd{init}. \\
+ \macro{LOGIN\_PROCESS}& Identifica un processo di login. \\
+ \macro{USER\_PROCESS} & Identifica un processo utente. \\
+ \macro{DEAD\_PROCESS} & Identifica un processo terminato. \\
+ \macro{ACCOUNTING} & ??? \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Classificazione delle voci del database di accounting a seconda dei
+ possibili valori del campo \var{ut\_type}.}
+ \label{tab:sys_ut_type}
+\end{table}
+La funzione \func{getutline} esegue la ricerca sulle voci che hanno
+\var{ut\_type} uguale a \macro{LOGIN\_PROCESS} o \macro{USER\_PROCESS},
+restituendo la prima che corrisponde al valore di \var{ut\_line}, che
+specifica il device\footnote{espresso senza il \file{/dev/} iniziale.} di
+terminale che interessa. Lo stesso criterio di ricerca è usato da
+\func{pututline} per trovare uno spazio dove inserire la voce specificata,
+qualora non sia trovata la voce viene aggiunta in coda al database.
+
+In generale occorre però tenere conto che queste funzioni non sono
+completamente standardizzate, e che in sistemi diversi possono esserci
+differenze; ad esempio \func{pututline} restituisce \code{void} in vari
+sistemi (compreso Linux, fino alle \acr{libc5}). Qui seguiremo la sintassi
+fornita dalle \acr{glibc}, ma gli standard POSIX 1003.1-2001 e XPG4.2 hanno
+introdotto delle nuove strutture (e relativi file) di tipo \code{utmpx}, che
+sono un sovrainsieme di \code{utmp}.
+
+Le \acr{glibc} utilizzano già una versione estesa di \code{utmp}, che rende
+inutili queste nuove strutture; pertanto esse e le relative funzioni di
+gestione (\func{getutxent}, \func{getutxid}, \func{getutxline},
+\func{pututxline}, \func{setutxent} e \func{endutxent}) sono ridefinite come
+sinonimi delle funzioni appena viste.
+
+Come visto in \secref{sec:sys_user_group}, l'uso di strutture allocate
+staticamente rende le funzioni di lettura non rientranti; per questo motivo le
+\acr{glibc} forniscono anche delle versioni rientranti: \func{getutent\_r},
+\func{getutid\_r}, \func{getutline\_r}, che invece di restituire un puntatore
+restituiscono un intero e prendono due argomenti aggiuntivi. Le funzioni si
+comportano esattamente come le analoghe non rientranti, solo che restituiscono
+il risultato all'indirizzo specificato dal primo argomento aggiuntivo (di tipo
+\code{struct utmp *buffer}) mentre il secondo (di tipo \code{struct utmp
+ **result)} viene usato per restituire il puntatore allo stesso buffer.
+
+Infine le \acr{glibc} forniscono come estensione per la scrittura delle voci
+in \file{wmtp} altre due funzioni, \func{updwtmp} e \func{logwtmp}, i cui
+prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{utmp.h}
+
+ \funcdecl{void updwtmp(const char *wtmp\_file, const struct utmp *ut)}
+ Aggiunge la voce \param{ut} nel database di accounting \file{wmtp}.
+
+ \funcdecl{void logwtmp(const char *line, const char *name, const char
+ *host)} Aggiunge nel database di accounting una voce con i valori
+ specificati.
-\subsection{Le risorse di processore}
-\label{sec:sys_cpu_load}
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano il puntatore ad una struttura \var{utmp} in
+ caso di successo e \macro{NULL} in caso di errore.}
+\end{functions}
+La prima funzione permette l'aggiunta di una voce a \file{wmtp} specificando
+direttamente una struttura \type{utmp}, mentre la seconda utilizza gli
+argomenti \param{line}, \param{name} e \param{host} per costruire la voce che
+poi aggiunge chiamando \func{updwtmp}.
+\section{Limitazione ed uso delle risorse}
+\label{sec:sys_res_limits}
+
+
+Dopo aver esaminato le funzioni che permettono di controllare le varie
+caratteristiche, capacità e limiti del sistema a livello globale, in questa
+sezione tratteremo le varie funzioni che vengono usate per quantificare le
+risorse (CPU, memoria, ecc.) utilizzate da ogni singolo processo e quelle che
+permettono di imporre a ciascuno di essi vincoli e limiti di utilizzo.
+
+
+\subsection{L'uso delle risorse}
+\label{sec:sys_resource_use}
+
+Come abbiamo accennato in \secref{sec:proc_wait4} le informazioni riguardo
+l'utilizzo delle risorse da parte di un processo è mantenuto in una struttura
+di tipo \code{struct }\type{rusage}, la cui definizione (che si trova in
+\file{sys/resource.h}) è riportata in \figref{fig:sys_rusage_struct}.
+
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
\centering
\begin{minipage}[c]{15cm}
- \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
struct rusage {
- struct timeval ru_utime; /* user time used */
- struct timeval ru_stime; /* system time used */
- long ru_maxrss; /* maximum resident set size */
- long ru_ixrss; /* integral shared memory size */
- long ru_idrss; /* integral unshared data size */
- long ru_isrss; /* integral unshared stack size */
- long ru_minflt; /* page reclaims */
- long ru_majflt; /* page faults */
- long ru_nswap; /* swaps */
- long ru_inblock; /* block input operations */
- long ru_oublock; /* block output operations */
- long ru_msgsnd; /* messages sent */
- long ru_msgrcv; /* messages received */
- long ru_nsignals; ; /* signals received */
- long ru_nvcsw; /* voluntary context switches */
- long ru_nivcsw; /* involuntary context switches */
+ struct timeval ru_utime; /* user time used */
+ struct timeval ru_stime; /* system time used */
+ long ru_maxrss; /* maximum resident set size */
+ long ru_ixrss; /* integral shared memory size */
+ long ru_idrss; /* integral unshared data size */
+ long ru_isrss; /* integral unshared stack size */
+ long ru_minflt; /* page reclaims */
+ long ru_majflt; /* page faults */
+ long ru_nswap; /* swaps */
+ long ru_inblock; /* block input operations */
+ long ru_oublock; /* block output operations */
+ long ru_msgsnd; /* messages sent */
+ long ru_msgrcv; /* messages received */
+ long ru_nsignals; ; /* signals received */
+ long ru_nvcsw; /* voluntary context switches */
+ long ru_nivcsw; /* involuntary context switches */
};
\end{lstlisting}
\end{minipage}
\label{fig:sys_rusage_struct}
\end{figure}
+La struttura è ripresa da BSD 4.3, ma attualmente (con i kernel della serie
+2.4.x) i soli campi che sono mantenuti sono: \var{ru\_utime}, \var{ru\_stime},
+\var{ru\_minflt}, \var{ru\_majflt}, e \var{ru\_nswap}. I primi due indicano
+rispettivamente il tempo impiegato dal processo nell'eseguire le istruzioni in
+user space, e quello impiegato dal kernel nelle system call eseguite per conto
+del processo.
+
+Gli altri tre campi servono a quantificare l'uso della memoria
+virtuale\index{memoria virtuale} e corrispondono rispettivamente al numero di
+\textit{page fault}\index{page fault} (vedi \secref{sec:proc_mem_gen})
+avvenuti senza richiedere I/O (i cosiddetti \textit{minor page fault}), a
+quelli che invece han richiesto I/O (detti invece \textit{major page fault})
+ed al numero di volte che il processo è stato completamente tolto dalla
+memoria per essere inserito nello swap.
+
+In genere includere esplicitamente \file{<sys/time.h>} non è più necessario,
+ma aumenta la portabilità, e serve comunque quando, come nella maggior parte
+dei casi, si debba accedere ai campi di \var{rusage} relativi ai tempi di
+utilizzo del processore, che sono definiti come \code{struct }\type{timeval}.
+
+
+Questa è la stessa struttura utilizzata da \func{wait4} per ricavare la
+quantità di risorse impiegato dal processo di cui si è letto lo stato di
+terminazione, ma essa può anche essere letta direttamente utilizzando la
+funzione \func{getrusage}, il cui prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/time.h}
+ \headdecl{sys/resource.h}
+ \headdecl{unistd.h}
+
+ \funcdecl{int getrusage(int who, struct rusage *usage)}
+ Legge la quantità di risorse usate da un processo.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
+ nel qual caso \var{errno} può essere \macro{EINVAL} o \macro{EFAULT}.}
+\end{functions}
+L'argomento \param{who} permette di specificare il processo di cui si vuole
+leggere l'uso delle risorse; esso può assumere solo i due valori
+\macro{RUSAGE\_SELF} per indicare il processo corrente e
+\macro{RUSAGE\_CHILDREN} per indicare l'insieme dei processi figli di cui si è
+ricevuto lo stato di terminazione.
-\var{tms\_utime}, \var{tms\_stime}, \var{tms\_cutime}, \var{tms\_uetime}
+
+\subsection{Limiti sulle risorse}
+\label{sec:sys_resource_limit}
+
+Come accennato nell'introduzione oltre a leggere l'uso delle risorse da parte
+di un processo si possono anche imporre dei limiti sulle sue capacità. Ogni
+processo ha in generale due limiti associati ad ogni risorsa; questi sono
+detti il \textsl{limite corrente} (o \textit{current limit}) che esprime il
+valore che attualmente il processo non può superare, ed il \textsl{limite
+ massimo} (o \textit{maximum limit}) che esprime il valore massimo che può
+assumere il \textsl{limite corrente}.
+
+In generale il primo viene chiamato un limite \textsl{soffice} (o \textit{soft
+ limit}) dato che il suo valore può essere aumentato, mentre il secondo è
+detto \textsl{duro} (o \textit{hard limit}), in quanto un processo normale non
+può modificarne il valore. Il valore di questi limiti è mantenuto in una
+struttura \var{rlimit}, la cui definizione è riportata in
+\figref{fig:sys_rlimit_struct}, ed i cui campi corrispondono appunto a limite
+corrente e massimo.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct rlimit {
+ rlim_t rlim_cur;
+ rlim_t rlim_max;
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{rlimit} per impostare i limiti di utilizzo
+ delle risorse usate da un processo.}
+ \label{fig:sys_rlimit_struct}
+\end{figure}
+
+In genere il superamento di un limite comporta o l'emissione di un segnale o
+il fallimento della system call che lo ha provocato; per far leggere o
+impostare i limiti di utilizzo delle risorse da parte di un processo le
+\acr{glibc} prevedono due funzioni, \func{getrlimit} e \func{setrlimit}, i cui
+prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/time.h}
+ \headdecl{sys/resource.h}
+ \headdecl{unistd.h}
+
+ \funcdecl{int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlim)}
+
+ Legge il limite corrente per la risorsa \param{resource}.
+
+ \funcdecl{int setrlimit(int resource, const struct rlimit *rlim)}
+
+ Imposta il limite per la risorsa \param{resource}.
+
+ \bodydesc{Le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\macro{EINVAL}] I valori per \param{resource} non sono validi.
+ \item[\macro{EPERM}] Un processo senza i privilegi di amministratore ha
+ cercato di innalzare i propri limiti.
+ \end{errlist}
+ ed \macro{EFAULT}.}
+\end{functions}
+
+Entrambe le funzioni permettono di specificare su quale risorsa si vuole
+operare attraverso \param{resource}, i cui possibili valori sono elencati in
+\secref{tab:sys_rlimit_values}, e utilizzano una struttura \var{rlimit} per
+specificarne i valori.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{12cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{RLIMIT\_CPU} & Il massimo tempo di CPU che il processo può
+ usare. Il superamento del limite comporta
+ l'emissione di un segnale di \macro{SIGXCPU}.\\
+ \macro{RLIMIT\_FSIZE} & La massima dimensione di un file che un processo
+ può usare. Se il processo cerca di scrivere
+ oltre questa dimensione riceverà un segnale di
+ \macro{SIGXFSZ}.\\
+ \macro{RLIMIT\_DATA} & La massima dimensione della memoria dati di un
+ processo. Il tentativo di allocare più memoria
+ causa il fallimento della funzione di
+ allocazione. \\
+ \macro{RLIMIT\_STACK} & La massima dimensione dello stack del
+ processo. Se il processo esegue operazioni che
+ estendano lo stack oltre questa dimensione
+ riceverà un segnale di \macro{SIGSEGV}.\\
+ \macro{RLIMIT\_CORE} & La massima dimensione di un file di \textit{core
+ dump} creato da un processo. Nel caso le
+ dimensioni dovessero essere maggiori il file non
+ verrebbe generato.\footnotemark\\
+ \macro{RLIMIT\_RSS} & L'ammontare massimo di memoria fisica dato al
+ processo. Il limite è solo una indicazione per
+ il kernel, qualora ci fosse un surplus di
+ memoria questa verrebbe assegnata.\\
+ \macro{RLIMIT\_NPROC} & Il numero massimo di processi che possono essere
+ creati sullo stesso user id. Se il limite viene
+ raggiunto \func{fork} fallirà con un
+ \macro{EAGAIN}.\\
+ \macro{RLIMIT\_NOFILE} & Il numero massimo di file che il processo può
+ aprire. L'apertura di un ulteriore file fallirà
+ con un errore \macro{EMFILE}.\\
+ \macro{RLIMIT\_MEMLOCK}& L'ammontare massimo di memoria che può essere
+ bloccata (vedi \secref{sec:proc_mem_lock}).\\
+ \macro{RLIMIT\_AS} & La dimensione massima di tutta la memoria che il
+ processo può ottenere. Se il processo tenta di
+ allocarne di più funzioni come \func{brk},
+ \func{malloc} o \func{mmap} falliranno. \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori possibili dell'argomento \param{resource} delle funzioni
+ \func{getrlimit} e \func{setrlimit}.}
+ \label{tab:sys_rlimit_values}
+\end{table}
+
+\footnotetext{Impostare questo limite a zero è la maniera più semplice per
+ evitare la creazione di \file{core} file.}
+
+È inoltre definita la costante \macro{RLIM\_INFINITY} che permette di
+sbloccare l'uso di una risorsa, ma solo un processo con i privilegi di
+amministratore può innalzare un limite al di sopra del valore corrente del
+limite massimo. Si tenga conto infine che tutti i limiti vengono ereditati dal
+processo padre attraverso una \func{fork} (vedi \secref{sec:proc_fork}) e
+mantenuti attraverso una \func{exec} (vedi \secref{sec:proc_exec}).
+
+
+\subsection{Le risorse di memoria e processore}
+\label{sec:sys_memory_res}
+
+La gestione della memoria è già stata affrontata in dettaglio in
+\secref{sec:proc_memory}; abbiamo visto allora che il kernel provvede il
+meccanismo della memoria virtuale\index{memoria virtuale} attraverso la
+divisione della memoria fisica in pagine.
+
+In genere questo è del tutto trasparente al singolo processo, ma in certi
+casi, come per l'I/O mappato in memoria (vedi \secref{sec:file_memory_map})
+che usa lo stesso meccanismo per accedere ai file, è necessario conoscere le
+dimensioni delle pagine usate dal kernel. Lo stesso vale quando si vuole
+gestire in maniera ottimale l'interazione della memoria allocata con il
+meccanismo della paginazione.
+
+Di solito la dimensione delle pagine di memoria è fissata dall'architettura
+hardware, per cui in genere la dimensione delle pagine di memoria era una
+costante definita in fase di compilazione, ma oggi alcune architetture (ad
+esempio su Sun Sparc) permettono di variare questa dimensione, e non volendo
+dover fornire binari diversi per ogni possibile modello, è necessario poter
+utilizzare una funzione.
+
+In genere questa dimensione può essere ottenuta attraverso una chiamata a
+\func{sysconf} come \code{sysconf(\_SC\_PAGESIZE)}, ma in BSD 4.2 è stata
+introdotta una apposita funzione, \func{getpagesize}, che restituisce la
+dimensione delle pagine di memoria; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int getpagesize(void)}
+ Legge le dimensioni delle pagine di memoria.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna la dimensione di una pagina in byte, e non
+ sono previsti errori.}
+\end{prototype}
+
+La funzione è prevista in SVr4, 4.4BSD e SUSv2, anche se questo ultimo
+standard la etichetta come obsoleta, mentre lo standard POSIX 1003.1-2001 la
+ha eliminata. In Linux è implementata come una system call nelle architetture
+in cui essa è necessaria, ed in genere restituisce il valore del simbolo
+\macro{PAGE\_SIZE} del kernel, anche se le versioni delle librerie del C
+precedenti le \acr{glibc} 2.1 implementavano questa funzione restituendo
+sempre un valore statico.
+
+Le \acr{glibc} forniscono, come specifica estensione GNU, altre due funzioni,
+\func{get\_phys\_pages} e \func{get\_avphys\_pages} che permettono di ottenere
+informazioni riguardo la memoria; i loro prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/sysinfo.h}
+
+ \funcdecl{long int get\_phys\_pages(void)}
+
+ Legge il numero totale di pagine di memoria disponibili per il sistema.
+
+ \funcdecl{long int get\_avphys\_pages(void)}
+
+ Legge il numero di pagine di memoria disponibili nel sistema.
+
+ \bodydesc{Le funzioni restituiscono un numero di pagine.}
+\end{functions}
+
+Queste funzioni sono equivalenti all'uso della funzione \func{sysconf}
+rispettivamente con i parametri \macro{\_SC\_PHYS\_PAGES} e
+\macro{\_SC\_AVPHYS\_PAGES}. La prima restituisce il numero totale di pagine
+corrispondenti alla RAM della macchina; la seconda invece la memoria
+effettivamente disponibile per i processi.
+
+Le \acr{glibc} supportano inoltre, come estensioni GNU, due funzioni che
+restituiscono il numero di processori della macchina (e quello dei processori
+attivi); anche queste sono informazioni comunque ottenibili attraverso
+\func{sysconf} utilizzando rispettivamente i parametri
+\macro{\_SC\_NPROCESSORS\_CONF} e \macro{\_SC\_NPROCESSORS\_ONLN}.
+
+Infine le \acr{glibc} riprendono da BSD la funzione \func{getloadavg} che
+permette di ottenere il carico di processore della macchina, in questo modo è
+possibile prendere decisioni su quando far partire eventuali nuovi processi.
+Il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{stdlib.h}{int getloadavg(double loadavg[], int nelem)}
+ Legge il carico medio della macchina.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il numero di elementi scritti o -1 in caso di
+ errore.}
+\end{prototype}
+
+La funzione restituisce in ciascun elemento di \param{loadavg} il numero medio
+di processi attivi sulla coda dello scheduler, calcolato su un diverso
+intervalli di tempo. Il numero di intervalli che si vogliono leggere è
+specificato da \param{nelem}, dato che nel caso di Linux il carico viene
+valutato solo su tre intervalli (corrispondenti a 1, 5 e 15 minuti), questo è
+anche il massimo valore che può essere assegnato a questo argomento.
\section{La gestione dei tempi del sistema}
\label{sec:sys_time}
-In questa sezione tratteremo le varie funzioni per la gestione delle
-date e del tempo in un sistema unix-like, e quelle per convertire i vari
-tempi nelle differenti rappresentazioni che vengono utilizzate.
+In questa sezione, una volta introdotti i concetti base della gestione dei
+tempi da parte del sistema, tratteremo le varie funzioni attinenti alla
+gestione del tempo in un sistema unix-like, a partire da quelle per misurare i
+veri tempi di sistema associati ai processi, a quelle per convertire i vari
+tempi nelle differenti rappresentazioni che vengono utilizzate, a quelle della
+gestione di data e ora.
\subsection{La misura del tempo in Unix}
dati per la misure dei tempi all'interno del sistema: essi sono
rispettivamente chiamati \textit{calendar time} e \textit{process time},
secondo le definizioni:
-\begin{itemize}
-\item \textit{calendar time}: è il numero di secondi dalla mezzanotte del
- primo gennaio 1970, in tempo universale coordinato (o UTC), data che viene
- usualmente indicata con 00:00:00 Jan, 1 1970 (UTC) e chiamata \textit{the
- Epoch}. Questo tempo viene anche chiamato anche GMT (Greenwich Mean Time)
- dato che l'UTC corrisponde all'ora locale di Greenwich. È il tempo su cui
- viene mantenuto l'orologio del calcolatore, e viene usato ad esempio per
- indicare le date di modifica dei file o quelle di avvio dei processi. Per
- memorizzare questo tempo è stato riservato il tipo primitivo \type{time\_t}.
-\item \textit{process time}: detto anche tempo di processore. Viene misurato
- in \textit{clock tick}, corrispondenti al numero di interruzioni effettuate
- dal timer di sistema, e che per Linux avvengono ogni centesimo di
- secondo.\footnote{eccetto per la piattaforma alpha dove avvengono ogni
- millesimo di secondo.} Il dato primitivo usato per questo tempo è
- \type{clock\_t}, inoltre la costante \macro{HZ} restituisce la frequenza di
- operazione del timer, e corrisponde dunque al numero di tick al secondo. Lo
- standard POSIX definisce allo stesso modo la costante \macro{CLK\_TCK});
- questo valore può comunque essere ottenuto con \func{sysconf} (vedi
- \secref{sec:sys_limits}).
-\end{itemize}
+\begin{description}
+\item[\textit{calendar time}]: detto anche \textsl{tempo di calendario}. È il
+ numero di secondi dalla mezzanotte del primo gennaio 1970, in tempo
+ universale coordinato (o UTC), data che viene usualmente indicata con
+ 00:00:00 Jan, 1 1970 (UTC) e chiamata \textit{the Epoch}. Questo tempo viene
+ anche chiamato anche GMT (Greenwich Mean Time) dato che l'UTC corrisponde
+ all'ora locale di Greenwich. È il tempo su cui viene mantenuto l'orologio
+ del kernel, e viene usato ad esempio per indicare le date di modifica dei
+ file o quelle di avvio dei processi. Per memorizzare questo tempo è stato
+ riservato il tipo primitivo \type{time\_t}.
+\item[\textit{process time}]: detto talvolta \textsl{tempo di processore}.
+ Viene misurato in \textit{clock tick}. Un tempo questo corrispondeva al
+ numero di interruzioni effettuate dal timer di sistema, adesso lo standard
+ POSIX richiede che esso sia pari al valore della costante
+ \macro{CLOCKS\_PER\_SEC}, che deve essere definita come 1000000, qualunque
+ sia la risoluzione reale dell'orologio di sistema e la frequenza delle
+ interruzioni del timer.\footnote{quest'ultima, come accennato in
+ \secref{sec:proc_hierarchy}, è invece data dalla costante \macro{HZ}.} Il
+ dato primitivo usato per questo tempo è \type{clock\_t}, che ha quindi una
+ risoluzione del microsecondo. Il numero di tick al secondo può essere
+ ricavato anche attraverso \func{sysconf} (vedi \secref{sec:sys_sysconf}). Il
+ vecchio simbolo \macro{CLK\_TCK} definito in \file{time.h} è ormai
+ considerato obsoleto.
+\end{description}
In genere si usa il \textit{calendar time} per esprimere le date dei file e le
informazioni analoghe che riguardano i cosiddetti \textsl{tempi di orologio},
mantenuto dal sistema e non è detto che corrisponda al tempo tenuto
dall'orologio hardware del calcolatore.
-Anche il \textit{process time} di solito si esprime in secondi, ma provvede una
-precisione ovviamente superiore al \textit{calendar time} (la cui granularità
-minima è il secondo) e viene usato per tenere conto dei tempi di esecuzione
-dei processi. Per ciascun processo il kernel calcola tre tempi diversi:
+Anche il \textit{process time} di solito si esprime in secondi, ma provvede
+una precisione ovviamente superiore al \textit{calendar time} (che è mantenuto
+dal sistema con una granularità di un secondo) e viene usato per tenere conto
+dei tempi di esecuzione dei processi. Per ciascun processo il kernel calcola
+tre tempi diversi:
\begin{description*}
\item[\textit{clock time}]: il tempo \textsl{reale} (viene chiamato anche
\textit{wall clock time}) passato dall'avvio del processo. Chiaramente tale
In genere la somma di \textit{user time} e \textit{system time} indica il
tempo di processore totale in cui il sistema è stato effettivamente impegnato
-nell'eseguire un certo processo e viene chiamato \textit{CPU time}.
+nell'eseguire un certo processo e viene chiamato \textit{CPU time} o
+\textsl{tempo di CPU}.
+
+
+
+\subsection{La gestione del \textit{process time}}
+\label{sec:sys_cpu_times}
+
+Di norma tutte le operazioni del sistema fanno sempre riferimento al
+\textit{calendar time}, l'uso del \textit{process time} è riservato a quei
+casi in cui serve conoscere i tempi di esecuzione di un processo (ad esempio
+per valutarne l'efficienza). In tal caso infatti fare ricorso al
+\textit{calendar time} è inutile in quanto il tempo può essere trascorso mentre
+un altro processo era in esecuzione o in attesa del risultato di una
+operazione di I/O.
+
+La funzione più semplice per leggere il \textit{process time} di un processo è
+\func{clock}, che da una valutazione approssimativa del tempo di CPU
+utilizzato dallo stesso; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{time.h}{clock\_t clock(void)}
+ Legge il valore corrente del tempo di CPU.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il tempo di CPU usato dal programma e -1 in
+ caso di errore.}
+\end{prototype}
+
+La funzione restituisce il tempo in tick, quindi se si vuole il tempo in
+secondi occorre moltiplicare il risultato per la costante
+\macro{CLOCKS\_PER\_SEC}.\footnote{le \acr{glibc} seguono lo standard ANSI C,
+ POSIX richiede che \macro{CLOCKS\_PER\_SEC} sia definito pari a 1000000
+ indipendentemente dalla risoluzione del timer di sistema.} In genere
+\type{clock\_t} viene rappresentato come intero a 32 bit, il che comporta un
+valore massimo corrispondente a circa 72 minuti, dopo i quali il contatore
+riprenderà lo stesso valore iniziale.
+
+Come accennato in \secref{sec:sys_unix_time} il tempo di CPU è la somma di
+altri due tempi, l'\textit{user time} ed il \textit{system time} che sono
+quelli effettivamente mantenuti dal kernel per ciascun processo. Questi
+possono essere letti attraverso la funzione \func{times}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/times.h}{clock\_t times(struct tms *buf)}
+ Legge in \param{buf} il valore corrente dei tempi di processore.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il numero di clock tick dall'avvio del sistema
+ in caso di successo e -1 in caso di errore.}
+\end{prototype}
+La funzione restituisce i valori di process time del processo corrente in una
+struttura di tipo \var{tms}, la cui definizione è riportata in
+\secref{fig:sys_tms_struct}. La struttura prevede quattro campi; i primi due,
+\var{tms\_utime} e \var{tms\_stime}, sono l'\textit{user time} ed il
+\textit{system time} del processo, così come definiti in
+\secref{sec:sys_unix_time}.
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct tms {
+ clock_t tms_utime; /* user time */
+ clock_t tms_stime; /* system time */
+ clock_t tms_cutime; /* user time of children */
+ clock_t tms_cstime; /* system time of children */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{tms} dei tempi di processore associati a un
+ processo.}
+ \label{fig:sys_tms_struct}
+\end{figure}
+
+Gli altri due campi mantengono rispettivamente la somma dell'\textit{user
+ time} ed del \textit{system time} di tutti i processi figli che sono
+terminati; il kernel cioè somma in \var{tms\_cutime} il valore di
+\var{tms\_utime} e \var{tms\_cutime} per ciascun figlio del quale è stato
+ricevuto lo stato di terminazione, e lo stesso vale per \var{tms\_cstime}.
+
+Si tenga conto che l'aggiornamento di \var{tms\_cutime} e \var{tms\_cstime}
+viene eseguito solo quando una chiamata a \func{wait} o \func{waitpid} è
+ritornata. Per questo motivo se un processo figlio termina prima di ricevere
+lo stato di terminazione di tutti i suoi figli, questi processi ``nipoti'' non
+verranno considerati nel calcolo di questi tempi.
+
+
+
+\subsection{Le funzioni per il \textit{calendar time}}
+\label{sec:sys_time_base}
+
+Come anticipato in \secref{sec:sys_unix_time} il \textit{calendar time} è
+mantenuto dal kernel in una variabile di tipo \type{time\_t}, che usualmente
+corrisponde ad un tipo nativo (in Linux è un intero a 32 bit). Il valore
+corrente del \textit{calendar time}, che indicheremo come \textsl{tempo di
+ sistema}, può essere ottenuto con la funzione \func{time} che lo restituisce
+in nel suddetto formato; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{time.h}{time\_t time(time\_t *t)}
+ Legge il valore corrente del \textit{calendar time}.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il valore del \textit{calendar time} in caso
+ di successo e -1 in caso di errore, che può essere solo \macro{EFAULT}.}
+\end{prototype}
+\noindent dove \param{t}, se non nullo, deve essere l'indirizzo di una
+variabile su cui duplicare il valore di ritorno.
+
+Analoga a \func{time} è la funzione \func{stime} che serve per effettuare
+l'operazione inversa, e cioè per impostare il tempo di sistema qualora questo
+sia necessario; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{time.h}{int stime(time\_t *t)}
+ Imposta a \param{t} il valore corrente del \textit{calendar time}.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di errore,
+ che può essere \macro{EFAULT} o \macro{EPERM}.}
+\end{prototype}
+\noindent dato che modificare l'ora ha un impatto su tutto il sistema
+il cambiamento dell'orologio è una operazione privilegiata e questa funzione
+può essere usata solo da un processo con i privilegi di amministratore,
+altrimenti la chiamata fallirà con un errore di \macro{EPERM}.
+
+Data la scarsa precisione nell'uso di \type{time\_t} (che ha una risoluzione
+massima di un secondo) quando si devono effettuare operazioni sui tempi di
+norma l'uso delle funzioni precedenti è sconsigliato, ed esse sono di solito
+sostituite da \func{gettimeofday} e \func{settimeofday},\footnote{le due
+ funzioni \func{time} e \func{stime} sono più antiche e derivano da SVr4,
+ \func{gettimeofday} e \func{settimeofday} sono state introdotte da BSD, ed
+ in BSD4.3 sono indicate come sostitute delle precedenti.} i cui prototipi
+sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/time.h}
+ \headdecl{time.h}
+
+ \funcdecl{int gettimeofday(struct timeval *tv, struct timezone *tz)}
+
+ Legge il tempo corrente del sistema.
+
+ \funcdecl{int settimeofday(const struct timeval *tv, const struct timezone
+ *tz)}
+
+ Imposta il tempo di sistema.
+
+ \bodydesc{Entrambe le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in
+ caso di errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori
+ \macro{EINVAL} \macro{EFAULT} e per \func{settimeofday} anche
+ \macro{EPERM}.}
+\end{functions}
+
+Queste funzioni utilizzano una struttura di tipo \var{timeval}, la cui
+definizione, insieme a quella della analoga \var{timespec}, è riportata in
+\figref{fig:sys_timeval_struct}. Le \acr{glibc} infatti forniscono queste due
+rappresentazioni alternative del \textit{calendar time} che rispetto a
+\type{time\_t} consentono rispettivamente precisioni del microsecondo e del
+nanosecondo.\footnote{la precisione è solo teorica, la precisione reale della
+ misura del tempo dell'orologio di sistema non dipende dall'uso di queste
+ strutture.}
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct timeval
+{
+ long tv_sec; /* seconds */
+ long tv_usec; /* microseconds */
+};
+struct timespec {
+ time_t tv_sec; /* seconds */
+ long tv_nsec; /* nanoseconds */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Le strutture \var{timeval} e \var{timespec} usate per una
+ rappresentazione ad alta risoluzione del \textit{calendar time}.}
+ \label{fig:sys_timeval_struct}
+\end{figure}
+
+Come nel caso di \func{stime} anche \func{settimeofday} (e qualunque funzione
+vada a modificare l'orologio di sistema, come quelle che tratteremo in
+seguito) può essere utilizzata solo da un processo coi privilegi di
+amministratore. Il secondo parametro di entrambe le funzioni è una struttura
+\var{timezone}, che storicamente veniva utilizzata per specificare appunto la
+\textit{time zone}, cioè l'insieme del fuso orario e delle convenzioni per
+l'ora legale che permettevano il passaggio dal tempo universale all'ora
+locale. Questo parametro è obsoleto e in Linux non è mai stato utilizzato e
+non è supportato né dalle vecchie \textsl{libc5}, né dalle \textsl{glibc}:
+pertanto deve essere sempre impostato a \macro{NULL}.
+
+Modificare l'orologio di sistema con queste funzioni è comunque problematico,
+in quanto esse effettuano un cambiamento immediato. Questo può creare dei
+buchi o delle ripetizioni nello scorrere dell'orologio di sistema, con
+conseguenze indesiderate; ad esempio se si porta avanti l'orologio si possono
+perdere delle esecuzioni di \cmd{cron} programmate nell'intervallo che si è
+saltato. Per questo motivo la modalità più corretta per impostare l'ora è quella
+di usare la funzione \func{adjtime}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/time.h}
+{int adjtime(const struct timeval *delta, struct timeval *olddelta)}
+
+ Aggiusta del valore \param{delta} l'orologio di sistema.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \macro{EPERM}.}
+\end{prototype}
+
+Questa funzione permette di avere un aggiustamento graduale del tempo di
+sistema in modo che esso sia sempre crescente in maniera monotona. Il valore
+di \param{delta} esprime il valore di cui si vuole spostare l'orologio; se è
+positivo l'orologio sarà accelerato per un certo tempo in modo da guadagnare
+il tempo richiesto, altrimenti sarà rallentato. Il secondo parametro viene
+usato, se non nullo, per ricevere il valore dell'ultimo aggiustamento
+effettuato.
+
+Linux poi prevede un'altra funzione, \func{adjtimex}, che consente un
+aggiustamento molto più dettagliato, permettendo ad esempio anche di
+modificare anche la velocità dell'orologio di sistema. Il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/timex.h}
+{int adjtimex(struct timex *buf)}
+
+ Aggiusta del valore \param{delta} l'orologio di sistema.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce lo stato dell'orologio (un valore $>0$) in
+ caso di successo e -1 in caso di errore, nel qual caso \var{errno}
+ assumerà i valori \macro{EFAULT}, \macro{EINVAL} ed \macro{EPERM}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione richiede una struttura di tipo \var{timex}, la cui definizione,
+così come effettuata in \file{sys/timex.h}, è riportata in
+\figref{fig:sys_timex_struct}. L'azione della funzione dipende dal valore del
+campo \var{mode}, che specifica quale parametro dell'orologio di sistema,
+specificato in un opportuno campo di \var{timex}, deve essere impostato. Un
+valore nullo serve per leggere i parametri correnti; i valori diversi da zero
+devono essere specificati come OR binario delle costanti riportate in
+\secref{tab:sys_timex_mode}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct timex {
+ unsigned int modes; /* mode selector */
+ long int offset; /* time offset (usec) */
+ long int freq; /* frequency offset (scaled ppm) */
+ long int maxerror; /* maximum error (usec) */
+ long int esterror; /* estimated error (usec) */
+ int status; /* clock command/status */
+ long int constant; /* pll time constant */
+ long int precision; /* clock precision (usec) (read only) */
+ long int tolerance; /* clock frequency tolerance (ppm) (read only) */
+ struct timeval time; /* (read only) */
+ long int tick; /* (modified) usecs between clock ticks */
+ long int ppsfreq; /* pps frequency (scaled ppm) (ro) */
+ long int jitter; /* pps jitter (us) (ro) */
+ int shift; /* interval duration (s) (shift) (ro) */
+ long int stabil; /* pps stability (scaled ppm) (ro) */
+ long int jitcnt; /* jitter limit exceeded (ro) */
+ long int calcnt; /* calibration intervals (ro) */
+ long int errcnt; /* calibration errors (ro) */
+ long int stbcnt; /* stability limit exceeded (ro) */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{timex} per il controllo dell'orologio di sistema.}
+ \label{fig:sys_timex_struct}
+\end{figure}
+
+La funzione utilizza il meccanismo di David L. Mills, descritto nell'RFC~1305,
+che è alla base del protocollo NTP; la funzione è specifica di Linux e non
+deve essere usata se la portabilità è un requisito, le \acr{glibc} provvedono
+anche un suo omonimo \func{ntp\_adjtime}. La trattazione completa di questa
+funzione necessita di una lettura approfondita del meccanismo descritto
+nell'RFC~1305, ci limitiamo a descrivere in \tabref{tab:sys_timex_mode} i
+principali valori utilizzabili per il campo \var{mode}, un elenco più
+dettagliato del significato dei vari campi della struttura \var{timex} può
+essere ritrovato in \cite{glibc}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|c| p{10cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Nome} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{ADJ\_OFFSET} & 0x0001 & Imposta la differenza fra il tempo
+ reale e l'orologio di sistema, che
+ deve essere indicata in microsecondi
+ nel campo \var{offset} di
+ \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_FREQUENCY} & 0x0002 & Imposta la differenze in frequenza
+ fra il tempo reale e l'orologio di
+ sistema, che deve essere indicata
+ in parti per milione nel campo
+ \var{frequency} di \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_MAXERROR} & 0x0004 & Imposta il valore massimo dell'errore
+ sul tempo, espresso in microsecondi
+ nel campo \var{maxerror} di
+ \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_ESTERROR} & 0x0008 & Imposta la stima dell'errore
+ sul tempo, espresso in microsecondi
+ nel campo \var{esterror} di
+ \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_STATUS} & 0x0010 & Imposta alcuni
+ valori di stato interni usati dal
+ sistema nella gestione
+ dell'orologio specificati nel campo
+ \var{status} di \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_TIMECONST} & 0x0020 & Imposta la larghezza di banda del PLL
+ implementato dal kernel,
+ specificato nel campo
+ \var{constant} di \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_TICK} & 0x4000 & Imposta il valore dei tick del timer
+ in microsecondi, espresso nel campo
+ \var{tick} di \var{timex}.\\
+ \macro{ADJ\_OFFSET\_SINGLESHOT}&0x8001&Imposta uno spostamento una tantum
+ dell'orologio secondo il valore del
+ campo \var{offset} simulando il
+ comportamento di \func{adjtime}.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti per l'assegnazione del valore del campo \var{mode} della
+ struttura \var{timex}.}
+ \label{tab:sys_timex_mode}
+\end{table}
+
+Il valore delle costanti per \var{mode} può essere anche espresso, secondo la
+sintassi specificata per la forma equivalente di questa funzione definita come
+\func{ntp\_adjtime}, utilizzando il prefisso \macro{MOD} al posto di
+\macro{ADJ}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|c| p{10cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Nome} & \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{TIME\_OK} & 0 & L'orologio è sincronizzato.\\
+ \macro{TIME\_INS} & 1 & insert leap second.\\
+ \macro{TIME\_DEL} & 2 & delete leap second.\\
+ \macro{TIME\_OOP} & 3 & leap second in progress.\\
+ \macro{TIME\_WAIT} & 4 & leap second has occurred.\\
+ \macro{TIME\_BAD} & 5 & L'orologio non è sincronizzato.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Possibili valori di ritorno di \func{adjtimex}.}
+ \label{tab:sys_adjtimex_return}
+\end{table}
+
+La funzione ritorna un valore positivo che esprime lo stato dell'orologio di
+sistema; questo può assumere i valori riportati in
+\tabref{tab:sys_adjtimex_return}. Un valore di -1 viene usato per riportare
+un errore; al solito se si cercherà di modificare l'orologio di sistema
+(specificando un \var{mode} diverso da zero) senza avere i privilegi di
+amministratore si otterrà un errore di \macro{EPERM}.
+
+
+\subsection{La gestione delle date.}
+\label{sec:sys_date}
+
+Le funzioni viste al paragrafo precedente sono molto utili per trattare le
+operazioni elementari sui tempi, però le rappresentazioni del tempo ivi
+illustrate, se han senso per specificare un intervallo, non sono molto
+intuitive quando si deve esprimere un'ora o una data. Per questo motivo è
+stata introdotta una ulteriore rappresentazione, detta \textit{broken-down
+ time}, che permette appunto di \textsl{suddividere} il \textit{calendar
+ time} usuale in ore, minuti, secondi, ecc.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct tm {
+ int tm_sec; /* seconds */
+ int tm_min; /* minutes */
+ int tm_hour; /* hours */
+ int tm_mday; /* day of the month */
+ int tm_mon; /* month */
+ int tm_year; /* year */
+ int tm_wday; /* day of the week */
+ int tm_yday; /* day in the year */
+ int tm_isdst; /* daylight saving time */
+ long int tm_gmtoff; /* Seconds east of UTC. */
+ cost char *tm_zone; /* Timezone abbreviation. */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{tm} per una rappresentazione del tempo in termini
+ di ora, minuti, secondi, ecc.}
+ \label{fig:sys_tm_struct}
+\end{figure}
+
+Questo viene effettuato attraverso una opportuna struttura \var{tm}, la cui
+definizione è riportata in \figref{fig:sys_tm_struct}, ed è in genere questa
+struttura che si utilizza quando si deve specificare un tempo a partire dai
+dati naturali (ora e data), dato che essa consente anche di trattare la
+gestione del fuso orario e dell'ora legale.\footnote{in realtà i due campi
+ \var{tm\_gmtoff} e \var{tm\_zone} sono estensioni previste da BSD e dalle
+ \acr{glibc}, che, quando è definita \macro{\_BSD\_SOURCE}, hanno la forma in
+ \figref{fig:sys_tm_struct}.}
+
+Le funzioni per la gestione del \textit{broken-down time} sono varie e vanno
+da quelle usate per convertire gli altri formati in questo, usando o meno
+l'ora locale o il tempo universale, a quelle per trasformare il valore di un
+tempo in una stringa contenente data ed ora, i loro prototipi sono:
+\begin{functions}
+ \headdecl{time.h}
+ \funcdecl{char *asctime(const struct tm *tm)}
+ Produce una stringa con data e ora partendo da un valore espresso in
+ \textit{broken-down time}.
+
+ \funcdecl{char *ctime(const time\_t *timep)}
+ Produce una stringa con data e ora partendo da un valore espresso in
+ in formato \type{time\_t}.
+
+ \funcdecl{struct tm *gmtime(const time\_t *timep)}
+ Converte il \textit{calendar time} dato in formato \type{time\_t} in un
+ \textit{broken-down time} espresso in UTC.
+
+ \funcdecl{struct tm *localtime(const time\_t *timep)}
+ Converte il \textit{calendar time} dato in formato \type{time\_t} in un
+ \textit{broken-down time} espresso nell'ora locale.
+
+ \funcdecl{time\_t mktime(struct tm *tm)}
+ Converte il \textit{broken-down time} in formato \type{time\_t}.
+
+ \bodydesc{Tutte le funzioni restituiscono un puntatore al risultato in caso
+ di successo e \macro{NULL} in caso di errore, tranne che \func{mktime} che
+ restituisce direttamente il valore o -1 in caso di errore.}
+\end{functions}
+
+Le prime due funzioni, \func{asctime} e \func{ctime} servono per poter
+stampare in forma leggibile un tempo; esse restituiscono il puntatore ad una
+stringa, allocata staticamente, nella forma:
+\begin{verbatim}
+"Wed Jun 30 21:49:08 1993\n"
+\end{verbatim}
+e impostano anche la variabile \var{tzname} con l'informazione della \textit{time
+ zone} corrente; \func{ctime} è banalmente definita in termini di
+\func{asctime} come \code{asctime(localtime(t)}. Dato che l'uso di una stringa
+statica rende le funzioni non rientranti POSIX.1c e SUSv2 prevedono due
+sostitute rientranti, il cui nome è al solito ottenuto appendendo un
+\code{\_r}, che prendono un secondo parametro \code{char *buf}, in cui
+l'utente deve specificare il buffer su cui la stringa deve essere copiata
+(deve essere di almeno 26 caratteri).
+
+Le altre tre funzioni, \func{gmtime}, \func{localtime} e \func{mktime} servono
+per convertire il tempo dal formato \type{time\_t} a quello di \var{tm} e
+viceversa; \func{gmtime} effettua la conversione usando il tempo coordinato
+universale (UTC), cioè l'ora di Greenwich; mentre \func{localtime} usa l'ora
+locale; \func{mktime} esegue la conversione inversa.
+
+Anche in questo caso le prime due funzioni restituiscono l'indirizzo di una
+struttura allocata staticamente, per questo sono state definite anche altre
+due versioni rientranti (con la solita estensione \code{\_r}), che prevedono
+un secondo parametro \code{struct tm *result}, fornito dal chiamante, che deve
+preallocare la struttura su cui sarà restituita la conversione.
+
+Come mostrato in \figref{fig:sys_tm_struct} il \textit{broken-down time}
+permette di tenere conto anche della differenza fra tempo universale e ora
+locale, compresa l'eventuale ora legale. Questo viene fatto attraverso le tre
+variabili globali mostrate in \figref{fig:sys_tzname}, cui si accede quando si
+include \file{time.h}. Queste variabili vengono impostate quando si chiama una
+delle precedenti funzioni di conversione, oppure invocando direttamente la
+funzione \func{tzset}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/timex.h}
+{void tzset(void)}
+
+ Imposta le variabili globali della \textit{time zone}.
+
+ \bodydesc{La funzione non ritorna niente e non dà errori.}
+\end{prototype}
+
+La funzione inizializza le variabili di \figref{fig:sys_tzname} a partire dal
+valore della variabile di ambiente \macro{TZ}, se quest'ultima non è definita
+verrà usato il file \file{/etc/localtime}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+extern char *tzname[2];
+extern long timezone;
+extern int daylight;
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Le variabili globali usate per la gestione delle \textit{time
+ zone}.}
+ \label{fig:sys_tzname}
+\end{figure}
+
+La variabile \var{tzname} contiene due stringhe, che indicano i due nomi
+standard della \textit{time zone} corrente. La prima è il nome per l'ora
+solare, la seconda per l'ora legale.\footnote{anche se sono indicati come
+ \code{char *} non è il caso di modificare queste stringhe.} La variabile
+\var{timezone} indica la differenza di fuso orario in secondi, mentre
+\var{daylight} indica se è attiva o meno l'ora legale.
+
+Benché la funzione \func{asctime} fornisca la modalità più immediata per
+stampare un tempo o una data, la flessibilità non fa parte delle sue
+caratteristiche; quando si vuole poter stampare solo una parte (l'ora, o il
+gionrno) di un tempo si può ricorrere alla più sofisticata \func{strftime}, il
+cui prototipo è:
+\begin{prototype}{time.h}
+{size\_t strftime(char *s, size\_t max, const char *format,
+ const struct tm *tm)}
+
+Stampa il tempo \param{tm} nella stringa \param{s} secondo il formato
+\param{format}.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il numero di caratteri stampati in \param{s},
+ altrimenti restuisce 0.}
+\end{prototype}
+
+La funzione converte opportunamente il tempo \param{tm} in una stringa di
+testo da salvare in \param{s}, purché essa sia di dimensione, indicata da
+\param{size}, sufficiente. I caratteri generati dalla funzione vengono
+restituiti come valore di ritorno, ma non tengono conto del terminatore
+finale, che invece viene considerato nel computo della dimensione; se
+quest'ultima è eccessiva viene restituito 0 e lo stato di \param{s} è
+indefinito.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|c|l|p{6cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Modificatore} & \textbf{Esempio} & \textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{\%a}&\texttt{Wed} & Nome del giorno, abbreviato.\\
+ \macro{\%A}&\texttt{Wednesday} & Nome del giorno, completo.\\
+ \macro{\%b}&\texttt{Apr} & Nome del mese, abbreviato.\\
+ \macro{\%B}&\texttt{April} & Nome del mese, completo.\\
+ \macro{\%c}&\texttt{Wed Apr 24 18:40:50 2002}& Data e ora.\\
+ \macro{\%d}&\texttt{24} & Giorno del mese.\\
+ \macro{\%H}&\texttt{18} & Ora del giorno, da 0 a 24.\\
+ \macro{\%I}&\texttt{06} & Ora del giorno, da 0 a 12.\\
+ \macro{\%j}&\texttt{114} & Giorno dell'anno.\\
+ \macro{\%m}&\texttt{04} & Mese dell'anno.\\
+ \macro{\%M}&\texttt{40} & Minuto.\\
+ \macro{\%p}&\texttt{PM} & AM/PM.\\
+ \macro{\%S}&\texttt{50} & Secondo.\\
+ \macro{\%U}&\texttt{16} & Settimana dell'anno (partendo dalla
+ domenica).\\
+ \macro{\%w}&\texttt{3} & Giorno della settimana. \\
+ \macro{\%W}&\texttt{16} & Settimana dell'anno (partendo dal
+ lunedì).\\
+ \macro{\%x}&\texttt{04/24/02} & La data.\\
+ \macro{\%X}&\texttt{18:40:50} & L'ora.\\
+ \macro{\%y}&\texttt{02} & Anno nel secolo.\\
+ \macro{\%Y}&\texttt{2002} & Anno.\\
+ \macro{\%Z}&\texttt{CEST} & Nome della \textit{timezone}.\\
+ \macro{\%\%}&\texttt{\%} & Il carattere \%.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori previsti dallo standard ANSI C per modificatore della
+ stringa di formato di \func{strftime}.}
+ \label{tab:sys_strftime_format}
+\end{table}
+
+Il risultato della funzione è controllato dalla stringa di formato
+\param{format}, tutti i caratteri restano invariati eccetto \texttt{\%} che
+viene utilizzato come modificatore; alcuni\footnote{per la precisione quelli
+ definiti dallo standard ANSI C, che sono anche quelli riportati da POSIX.1;
+ le \acr{glibc} provvedono tutte le estensioni introdotte da POSIX.2 per il
+ comando \cmd{date}, i valori introdotti da SVID3 e ulteriori estensioni GNU;
+ l'elenco completo dei possibili valori è riportato nella pagina di manuale
+ della funzione.} dei possibili valori che esso può assumere sono ripotati in
+\tabref{tab:sys_strftime_format}. La funzione tiene conto anche della presenza
+di una localizzazione per stampare in maniera adeguata i vari nomi.
\section{La gestione degli errori}
\subsection{La variabile \var{errno}}
\label{sec:sys_errno}
-Quasi tutte le funzioni delle librerie del C sono in grado di individuare e
+Quasi tutte le funzioni delle librerie del C sono in grado di individuare e
riportare condizioni di errore, ed è una buona norma di programmazione
controllare sempre che le funzioni chiamate si siano concluse correttamente.
restituiti dalle funzioni. Il programma di esempio \cmd{errcode} stampa il
codice relativo ad un valore numerico con l'opzione \cmd{-l}.
-Il valore di \var{errno} viene sempre settato a zero all'avvio di un
-programma, gran parte delle funzioni di libreria settano \var{errno} ad un
+Il valore di \var{errno} viene sempre impostato a zero all'avvio di un
+programma, gran parte delle funzioni di libreria impostano \var{errno} ad un
valore diverso da zero in caso di errore. Il valore è invece indefinito in
caso di successo, perché anche se una funzione ha successo, può chiamarne
altre al suo interno che falliscono, modificando così \var{errno}.
prima funzione che si può usare per ricavare i messaggi di errore è
\func{strerror}, il cui prototipo è:
\begin{prototype}{string.h}{char *strerror(int errnum)}
- Ritorna una stringa (statica) che descrive l'errore il cui codice è passato
- come parametro.
+ Restituisce una stringa con il messaggio di errore relativo ad
+ \param{errnum}.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il puntatore alla stringa col messaggio di
+ errore in caso di successo e \macro{NULL} in caso di errore, nel qual caso
+ \var{errno} assumerà il valore \macro{EINVAL} se si è specificato un
+ numero di errore non valido.}
\end{prototype}
In generale \func{strerror} viene usata passando \var{errno} come parametro;
nel caso si specifichi un codice sbagliato verrà restituito un messaggio di
-errore sconosciuto. La funzione utilizza una stringa statica che non deve
-essere modificata dal programma e che è utilizzabile solo fino ad una chiamata
-successiva a \func{strerror}; nel caso si usino i thread è
-provvista\footnote{questa funzione è una estensione GNU, non fa parte dello
- standard POSIX.} una versione apposita:
+errore sconosciuto, e la funzione restituirà come errore \macro{EINVAL}. La
+funzione tiene conto del valore della variabile di ambiente
+\macro{LC\_MESSAGES} per usare eventuali traduzioni dei messaggi d'errore
+nella localizzazione presente.
+
+La funzione utilizza una stringa statica che non deve essere modificata dal
+programma e che è utilizzabile solo fino ad una chiamata successiva a
+\func{strerror}; per questo motivo non è rientrante e nel caso si usino i
+thread è provvista\footnote{questa funzione è la versione prevista dalle
+ \acr{glibc}, ed effettivamente definita in \file{string.h}, ne esiste una
+ analoga nello standard SUSv3 (quella riportata dalla pagina di manuale), che
+ restituisce \code{int} al posto di \code{char *}, e che tronca la stringa
+ restituita a \param{size}.} una versione apposita:
\begin{prototype}{string.h}
-{char *strerror\_r(int errnum, char *buff, size\_t size)}
- Analoga a \func{strerror} ma ritorna il messaggio in un buffer
- specificato da \param{buff} di lunghezza massima (compreso il terminatore)
- \param{size}.
+ {char * strerror\_r(int errnum, char *buf, size\_t size)}
+
+ Analoga a \func{strerror} ma usa il buffer \param{buf} di lunghezza massima
+ (compreso il terminatore) \param{size}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla stringa; in caso di
+ errore \var{errno} oltre a \macro{EINVAL} può assumere anche il valore
+ \macro{ERANGE} per indicare che non c'è sufficiente memoria per contenere
+ la stringa di descrizione.}
\end{prototype}
\noindent
che utilizza un buffer che il singolo thread deve allocare, per evitare i
-problemi connessi alla condivisione del buffer statico. Infine, per completare
-la caratterizzazione dell'errore, si può usare anche la variabile
-globale\footnote{anche questa è un'estensione GNU.}
-\var{program\_invocation\_short\_name} che riporta il nome del programma
-attualmente in esecuzione.
+problemi connessi alla condivisione del buffer statico. La funzione
+restituisce l'indirizzo della stringa usata, che può essere contenuta nel
+buffer specificato da \param{buf}, per una lunghezza non superiore a
+\param{size}, nel qual caso la stringa sarebbe troncata e terminata con
+\macro{NUL}.
+
Una seconda funzione usata per riportare i codici di errore in maniera
automatizzata sullo standard error (vedi \secref{sec:file_std_descr}) è
\func{perror}, il cui prototipo è:
-\begin{prototype}{stdio.h}{void perror (const char *message)}
+\begin{prototype}{stdio.h}{void perror(const char *message)}
Stampa il messaggio di errore relativo al valore corrente di \var{errno}
sullo standard error; preceduto dalla stringa \var{message}.
\end{prototype}
-i messaggi di errore stampati sono gli stessi di \func{strerror}, (riportati
+
+I messaggi di errore stampati sono gli stessi di \func{strerror}, (riportati
in \capref{cha:errors}), e, usando il valore corrente di \var{errno}, si
riferiscono all'ultimo errore avvenuto. La stringa specificata con
\var{message} viene stampato prime del messaggio d'errore, seguita dai due
l'utilizzo di questa stringa è sostanzialmente equivalente a quello di
\func{strerror}.
-In \nfig\ è riportata la sezione attinente del codice del programma
-\cmd{errcode}, che può essere usato per stampare i messaggi di errore e le
-costanti usate per identificare i singoli errori; il sorgente completo del
-programma è allegato nel file \file{ErrCode.c} e contiene pure la gestione
-delle opzioni e tutte le definizioni necessarie ad associare il valore
-numerico alla costante simbolica. In particolare si è riportata la sezione che
-converte la stringa passata come parametro in un intero (\texttt{\small
- 1--2}), controllando con i valori di ritorno di \func{strtol} che la
-conversione sia avvenuta correttamente (\texttt{\small 4--10}), e poi stampa,
-a seconda dell'opzione scelta il messaggio di errore (\texttt{\small 11--14})
-o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice.
-
\begin{figure}[!htb]
\footnotesize
\begin{lstlisting}{}
\label{fig:sys_err_mess}
\end{figure}
+In \figref{fig:sys_err_mess} è riportata la sezione attinente del codice del
+programma \cmd{errcode}, che può essere usato per stampare i messaggi di
+errore e le costanti usate per identificare i singoli errori; il sorgente
+completo del programma è allegato nel file \file{ErrCode.c} e contiene pure la
+gestione delle opzioni e tutte le definizioni necessarie ad associare il
+valore numerico alla costante simbolica. In particolare si è riportata la
+sezione che converte la stringa passata come parametro in un intero
+(\texttt{\small 1--2}), controllando con i valori di ritorno di \func{strtol}
+che la conversione sia avvenuta correttamente (\texttt{\small 4--10}), e poi
+stampa, a seconda dell'opzione scelta il messaggio di errore (\texttt{\small
+ 11--14}) o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice.
+
+
+
+\subsection{Alcune estensioni GNU}
+\label{sec:sys_err_GNU}
+
+Le precedenti funzioni sono quelle definite ed usate nei vari standard; le
+\acr{glibc} hanno però introdotto una serie di estensioni ``GNU'' che
+forniscono alcune funzionalità aggiuntive per una gestione degli errori
+semplificata e più efficiente.
+
+La prima estensione consiste in due variabili, \code{char *
+ program\_invocation\_name} e \code{char * program\_invocation\_short\_name}
+servono per ricavare il nome del programma; queste sono utili quando si deve
+aggiungere il nome del programma (cosa comune quando si ha un programma che
+non viene lanciato da linea di comando e salva gli errori in un file di log)
+al messaggio d'errore. La prima contiene il nome usato per lanciare il
+programma (ed è equivalente ad \code{argv[0]}); la seconda mantiene solo il
+nome del programma (senza eventuali directory in testa).
+
+Uno dei problemi che si hanno con l'uso di \func{perror} è che non c'è
+flessibilità su quello che si può aggiungere al messaggio di errore, che può
+essere solo una stringa. In molte occasioni invece serve poter scrivere dei
+messaggi con maggiore informazione; ad esempio negli standard di
+programmazione GNU si richiede che ogni messaggio di errore sia preceduto dal
+nome del programma, ed in generale si può voler stampare il contenuto di
+qualche variabile; per questo le \acr{glibc} definiscono la funzione
+\func{error}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{stdio.h}
+{void error(int status, int errnum, const char *format, ...)}
+
+Stampa un messaggio di errore formattato.
+
+\bodydesc{La funzione non restituisce nulla e non riporta errori.}
+\end{prototype}
+
+La funzione fa parte delle estensioni GNU per la gestione degli errori,
+l'argomento \param{format} prende la stessa sintassi di \func{printf}, ed i
+relativi parametri devono essere forniti allo stesso modo, mentre
+\param{errnum} indica l'errore che si vuole segnalare (non viene quindi usato
+il valore corrente di \var{errno}); la funzione stampa sullo standard error il
+nome del programma, come indicato dalla variabile globale \var{program\_name},
+seguito da due punti ed uno spazio, poi dalla stringa generata da
+\param{format} e dagli argomenti seguenti, seguita da due punti ed uno spazio
+infine il messaggio di errore relativo ad \param{errnum}, il tutto è terminato
+da un a capo.
+
+Il comportamento della funzione può essere ulteriormente controllato se si
+definisce una variabile \var{error\_print\_progname} come puntatore ad una
+funzione \ctyp{void} che restituisce \ctyp{void} che si incarichi di stampare
+il nome del programma.
+
+L'argomento \param{status} può essere usato per terminare direttamente il
+programma in caso di errore, nel qual caso \func{error} dopo la stampa del
+messaggio di errore chiama \func{exit} con questo stato di uscita. Se invece
+il valore è nullo \func{error} ritorna normalmente ma viene incrementata
+un'altra variabile globale, \var{error\_message\_count}, che tiene conto di
+quanti errori ci sono stati.
+
+Un'altra funzione per la stampa degli errori, ancora più sofisticata, è
+\func{error\_at\_line}, che prende due argomenti aggiuntivi per indicare linea
+e file su cui è avvenuto l'errore; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{stdio.h}
+{void error\_at\_line(int status, int errnum, const char *fname,
+ unsigned int lineno, const char *format, ...)}
+
+Stampa un messaggio di errore formattato.
+
+\bodydesc{La funzione non restituisce nulla e non riporta errori.}
+\end{prototype}
+\noindent ed il suo comportamento è identico a quello di \func{error} se non
+per il fatto che, separati con il solito due punti-spazio, vengono inseriti un
+nome di file indicato da \param{fname} ed un numero di linea subito dopo la
+stampa del nome del programma. Inoltre essa usa un'altra variabile globale,
+\var{error\_one\_per\_line}, che impostata ad un valore diverso da zero fa si
+che errori relativi alla stessa linea non vengano ripetuti.
+
+
%%% Local Variables:
projects / gapil.git / blobdiff