Aggiunta umount2 e riscritto il resto di mount
[gapil.git] / system.tex
index 8cc2af886434136d8f085e1155bc475d53aa3890..1572830cfcf158113051ad811ee6444a661aab0e 100644 (file)
@@ -75,7 +75,7 @@ avere un valore minimo di 8.
     \hline
     \hline
     \macro{MB\_LEN\_MAX}&       16  & massima dimensione di un 
-                                      carattere multibyte\\
+                                      carattere esteso\\
     \macro{CHAR\_BIT} &          8  & bit di \type{char}\\
     \macro{UCHAR\_MAX}&        255  & massimo di \type{unsigned char}\\
     \macro{SCHAR\_MIN}&       -128  & minimo di \type{signed char}\\
@@ -340,7 +340,7 @@ spiegazioni, si pu
 In generale ogni limite o caratteristica del sistema per cui è definita una
 macro, sia dagli standard ANSI C e ISO C90, che da POSIX.1 e POSIX.2, può
 essere ottenuto attraverso una chiamata a \func{sysconf}. Il valore si otterrà
-speficando come valore del parametro \param{name} il nome ottenuto aggiungendo
+specificando come valore del parametro \param{name} il nome ottenuto aggiungendo
 \code{\_SC\_} ai nomi delle macro definite dai primi due, o sostituendolo a
 \code{\_POSIX\_} per le macro definite dagli gli altri due.
 
@@ -497,7 +497,7 @@ definita in \file{sys/utsname.h} come:
 \end{lstlisting}
 e le informazioni memorizzate nei suoi membri indicano rispettivamente:
 \begin{itemize*}
-\item il nome del systema operativo;
+\item il nome del sistema operativo;
 \item il nome della release del kernel;
 \item il nome della versione del kernel;
 \item il tipo di macchina in uso;
@@ -517,26 +517,298 @@ implementazioni. Finora abbiamo visto come si pu
 di esaminare il meccanismo che permette, quando questi possono variare durante
 l'esecuzione del sistema, di modificarli.
 
-Oltre ai precedenti poi ci sono anche tutta una serie di parametri di
-configurazione, che non essendo mai fissi non sono stati inclusi nella
+Inoltre, al di la di quelli che possono essere limiti caratteristici previsti
+da uno standard, ogni sistema può avere una sua serie di altri parametri di
+configurazione, che non essendo mai fissi, non sono stati inclusi nella
 standardizzazione della sezione precedente, e per i quali occorre, oltre al
 meccanismo di settaggio, pure un meccanismo di lettura.
 
 Affronteremo questi argomenti in questa sezione, insieme alle funzioni che si
-usano per la gestione ed il controllo dei filesystem. 
+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}}
+
+\subsection{La funzione \func{sysctl} ed il filesystem \file{/proc}}
 \label{sec:sys_sysctl}
 
-\subsection{Il filesystem \file{/proc}}
-\label{sec:sys_proc_files}
+La funzione che permette la lettura ed il settaggio dei parametri del kernel è
+\func{sysctl}, è una funzione derivata da BSD4.4, ma l'implementazione è
+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)}
+
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+  errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai 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{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{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
+    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}
+}
+\end{functions}
+
+I parametri a cui la funzione permettere di accedere sono organizzati in
+maniera gerarchica ad albero, e per accedere ad uno di essi occorre
+specificare un cammino attraverso i vari nodi dell'albero, in maniera analoga
+a come si specifica un pathname (da cui l'uso alternativo del filesystem
+\file{/proc} che vedremo dopo).
+
+Ciascun nodo è identificato da un valore intero, ed il cammino che arriva ad
+identificare un parametro specifico è passato attraverso l'array \param{name},
+di lunghezza \param{nlen}, che contiene la sequenza dei vari nodi da
+attraversare. Il formato del valore di un parametro dipende dallo stesso e può
+essere un intero, una stringa o anche una struttura complessa. 
+
+L'indirizzo a cui il valore deve essere letto è specificato da
+\param{oldvalue}, e lo spazio ivi disponibile è specificato da \param{oldlenp}
+(passato come puntatore per avere indietro la dimensione effettiva di quanto
+letto); il valore che si vuole scrivere è passato in \param{newval} e la sua
+dimensione in \param{newlen}.
+
+Si può effettuare anche una lettura e scrittura simultanea, nel qual caso il
+valore letto è quello precedente alla scrittura.
+
+I parametri accessibili attraverso questa funzione sono moltissimi, e possono
+essere trovati in \file{sysctl.h}, essi inoltre dipendono anche dallo stato
+corrente del kernel (ad esempio dai moduli che sono stati caricati nel
+sistema) e in genere i loro nomi possono variare da una versione di kernel
+all'altra; per questo è sempre il caso di evitare l'uso di \func{sysctl}
+quando esistono modalità alternative per ottenere le stesse informazioni.
+Alcuni esempi di parametri ottenibili sono:
+\begin{itemize*}
+\item il nome di dominio
+\item i parametri del meccanismo di \textit{paging}.
+\item il filesystem montato come radice
+\item la data di compilazione del kernel
+\item i parametri dello stack TCP
+\item il numero massimo di file aperti
+\end{itemize*}
+
+Come accennato in Linux si ha una modalità alternativa per accedere alle
+stesse informazioni di \func{sysctl} attraverso l'uso del filesystem
+\file{/proc}. Questo è un filesystem virtuale, generato direttamente dal
+kernel, che non fa riferimento a nessun dispositivo fisico, ma presenta in
+forma di file alcune delle strutture interne del kernel stesso.
 
+In particolare l'albero dei valori di \func{sysctl} viene presentato in forma
+di file nella directory \file{/proc/sys}, cosicché è possibile accedervi
+specificando un pathname e leggendo e scrivendo sul file corrispondente al
+parametro scelto.  Il kernel si occupa di generare al volo il contenuto ed i
+nomi dei file corrispondenti, e questo ha il grande vantaggio di rendere
+accessibili i vari parametri a qualunque comando di shell e di permettere la
+navigazione dell'albero dei valori.
 
-\subsection{La configurazione dei filesystem}
+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}.
+
+
+\subsection{La gestione delle proprietà dei filesystem}
 \label{sec:sys_file_config}
 
-\subsection{La funzione \func{statfs}}
-\label{sec:sys_file_stafs}
+Come accennato in \secref{sec:file_organization} per poter accedere ai file
+occorre prima rendere disponibile al sistema il filesystem su cui essi sono
+memorizzati; l'operazione di attivazione del filesystem è chiamata
+\textsl{montaggio}, per far questo in Linux\footnote{la funzione è specifica
+  di Linux e non è portabile} si usa la funzione \func{mount} il cui prototipo
+è:
+\begin{prototype}{sys/mount.h}
+{mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype, 
+  unsigned long mountflags, const void *data)}
+
+Monta il filesystem di tipo \param{filesystemtype} contenuto in \param{source}
+sulla directory \param{target}.
+  
+  \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e -1 in caso di
+  fallimento, nel qual caso gli errori comuni a tutti i filesystem che possono
+  essere restituiti in \var{errno} sono:
+  \begin{errlist}
+  \item[\macro{EPERM}] il processo non ha i privilegi di amministratore.
+  \item[\macro{ENODEV}] \param{filesystemtype} non esiste o non è configurato
+    nel kernel.
+  \item[\macro{ENOTBLK}] non si è usato un \textit{block device} per
+    \param{source} quando era richiesto.
+  \item[\macro{EBUSY}] \param{source} è già montato, o non può essere
+    rimontato in read-only perché ci sono ancora file aperti in scrittura, o
+    \param{target} è ancora in uso.
+  \item[\macro{EINVAL}] il device \param{source} presenta un
+    \textit{superblock} non valido, o si è cercato di rimontare un filesystem
+    non ancora montato, o di montarlo senza che \param{target} sia un
+    \type{mount point} o di spostarlo quando \param{target} non è un
+    \type{mount point} o è \file{/}.
+  \item[\macro{EACCES}] non si ha il permesso di accesso su uno dei componenti
+  del pathname, o si è cercato di montare un filesystem disponibile in sola
+  lettura senza averlo specificato o il device \param{source} è su un
+  filesystem montato con l'opzione \macro{MS\_NODEV}.
+  \item[\macro{ENXIO}] il \textit{major number} del device \param{source} è
+    sbagliato.
+  \item[\macro{EMFILE}] la tabella dei device \textit{dummy} è piena.
+  \end{errlist}
+  ed inoltre \macro{ENOTDIR}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOMEM},
+  \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT} o \macro{ELOOP}.}
+\end{prototype}
+
+
+La funzione monta sulla directory \param{target}, detta \textit{mount point},
+il filesystem contenuto in \param{source}. In generale un filesystem è
+contenuto su un disco, e l'operazione di montaggio corrisponde a rendere
+visibile al sistema il contenuto del suddetto disco, identificato attraverso
+il file di dispositivo ad esso associato.
+
+Ma la struttura del virtual filesystem vista in \secref{sec:file_vfs} è molto
+più flessibile e può essere usata anche per oggetti diversi da un disco. Ad
+esempio usando il \textit{loop device} si può montare un file qualunque (come
+l'immagine di un CD-ROM o di un floppy) che contiene un filesystem, inoltre
+alcuni filesystem, come \file{proc} o \file{devfs} sono del tutto virtuali, i
+loro dati sono generati al volo ad ogni lettura, e passati al kernel ad ogni
+scrittura. 
+
+Il tipo di filesystem è specificato da \param{filesystemtype}, che deve essere
+una delle stringhe riportate in \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.
+
+Dopo l'esecuzione della funzione il contenuto del filesystem viene resto
+disponibile nella directory specificata come \textit{mount point}, il
+precedente contenuto di detta directory viene mascherato dal contenuto della
+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
+stesso \textit{mount point} (nel qual caso vale quanto appena detto, e solo il
+contenuto dell'ultimo filesystem montato sarà visibile).
+
+Ciascun filesystem è dotato di caratteristiche specifiche che possono essere
+attivate o meno, alcune di queste sono generali (anche se non è detto siano
+disponibili in ogni filesystem), e vengono specificate come opzioni di
+montaggio con l'argomento \param{mountflags}.  
+
+In Linux \param{mountflags} deve essere un intero a 32 bit i cui 16 più
+significativi sono un \textit{magic number}\footnote{cioè un numero speciale
+  usato come identificativo, che nel caso è \code{0xC0ED}; si può usare la
+  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.
+
+\begin{table}[htb]
+  \centering
+  \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+    \hline
+    \textbf{Parametro} & \textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+    \hline
+    \hline
+    \macro{MS\_RDONLY}     &  1 & monta in sola lettura\\
+    \macro{MS\_NOSUID}     &  2 & ignora i bit \acr{suid} e \acr{sgid}\\
+    \macro{MS\_NODEV}      &  4 & impedisce l'accesso ai file di dispositivo\\
+    \macro{MS\_NOEXEC}     &  8 & impedisce di eseguire programmi \\
+    \macro{MS\_SYNCHRONOUS}& 16 & abilita la scrittura sincrona \\
+    \macro{MS\_REMOUNT}    & 32 & rimonta il filesystem cambiando i flag\\
+    \macro{MS\_MANDLOCK}   & 64 & consente il \textit{mandatory locking} (vedi
+                                  \secref{sec:file_mand_locking})\\
+    \macro{S\_WRITE}      & 128 & scrive normalmente \\
+    \macro{S\_APPEND}     & 256 & consente la scrittura solo in \textit{append
+                                  mode} (vedi \secref{sec:file_sharing})\\
+    \macro{S\_IMMUTABLE}  & 512 & impedisce che si possano modificare i file \\
+    \macro{MS\_NOATIME}   &1024 & non aggiorna gli \textit{access time} (vedi
+                                  \secref{sec:file_file_times})\\
+    \macro{MS\_NODIRATIME}&2048 & non aggiorna gli \textit{access time} delle
+                                  directory\\
+    \macro{MS\_BIND}      &4096 & monta il filesystem altrove\\
+    \macro{MS\_MOVE}      &8192 & sposta atomicamente il punto di montaggio \\
+    \hline
+  \end{tabular}
+  \caption{Tabella dei codici dei flag di montaggio di un filesystem.}
+  \label{tab:sys_mount_flags}
+\end{table}
+
+Per il settaggio 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.
+
+La funzione \func{mount} può essere utilizzata anche per effettuare il
+\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
+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:
+  \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
+  processo, o contiene dei file aperti, o un altro mount point.
+  \end{errlist}
+  ed inoltre \macro{ENOTDIR}, \macro{EFAULT}, \macro{ENOMEM},
+  \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT} o \macro{ELOOP}.}
+\end{prototype}
+\noindent la funzione prende il nome della directory su cui il filesystem è
+montato e non il file o il dispositivo che è stato montato\footnote{questo è
+  vero a partire dal kernel 2.3.99-pre7, prima esistevano due chiamate
+  separate e la funzione poteva essere usata anche specificando il file di
+  dispositivo.}, in quanto con il kernel 2.4.x è possibile montare lo stesso
+dispositivo in più punti. Nel caso più di un filesystem sia stato montato
+sullo stesso \textit{mount point} viene smontato quello che è stato montato
+per ultimo.
+
+Linux provvede inoltre una seconda funzione \func{umount2}, che, in alcuni
+casi, permette di forzare lo smontaggio di un filesystem nei casi in cui mount
+fallirebbe; il suo prototipo è:
+
+
+
+Due funzioni, utili per ottenere in maniera diretta informazioni riguardo al
+filesystem su cui si trova un certo file, sono \func{statfs} e \func{fstatfs},
+i cui prototipi sono:
+\begin{functions}
+  \headdecl{sys/vfs.h} \funcdecl{int statfs(const char *path, struct statfs
+    *buf)} \funcdecl{int fstatfs(int fd, struct statfs *buf)} Restituisce in
+  \param{buf} le informazioni relative al filesystem su cui è posto il file
+  specificato.
+
+\bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+  errore, nel qual caso \var{errno} viene settato ai valori:
+  \begin{errlist}
+  \item[\macro{ENOSYS}] il filesystem su cui si trova il file specificato non
+  supporta la funzione.
+  \end{errlist}
+  e \macro{EFAULT} ed \macro{EIO} per entrambe, \macro{EBADF} per
+  \func{fstatfs}, \macro{ENOTDIR}, \macro{ENAMETOOLONG}, \macro{ENOENT},
+  \macro{EACCES}, \macro{ELOOP} per \func{statfs}.}
+\end{functions}
+
+
+
+\subsection{La gestione di utenti e gruppi}
+\label{sec:sys_user_group}
 
 
 
@@ -554,6 +826,8 @@ sul loro utilizzo.
 \label{sec:sys_resource_use}
 
 
+
+
 \subsection{Limiti sulle risorse}
 \label{sec:sys_resource_limit}
 
@@ -821,9 +1095,6 @@ o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice.
 \end{figure}
 
 
-\section{La gestione di utenti e gruppi}
-\label{sec:sys_user_group}
-
 
 %%% Local Variables: 
 %%% mode: latex