Finito con le risorse, si passa ai tempi
[gapil.git] / system.tex
index 38a7abcce10b0ec20e3319552cb7285321a2c75c..5b645af2a988748685fcd10080f29faca1368c76 100644 (file)
@@ -1467,10 +1467,11 @@ corrente e massimo.
   \label{fig:sys_rlimit_struct}
 \end{figure}
 
-
-Per far leggere o settare i limiti sdi utilizzo delle risorse da parte di un
-processo le \acr{glibc} prevedono due funzioni, \func{getrlimit} e
-\func{setrlimit}, i cui prototipi sono:
+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 settare
+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} 
@@ -1502,21 +1503,47 @@ specificarne i valori.
 \begin{table}[htb]
   \footnotesize
   \centering
-  \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+  \begin{tabular}[c]{|l|p{12cm}|}
     \hline
     \textbf{Valore} & \textbf{Significato}\\
     \hline
     \hline
-    \macro{RLIMIT\_CPU}    &  \\
-    \macro{RLIMIT\_FSIZE}  &  \\
-    \macro{RLIMIT\_DATA}   &  \\
-    \macro{RLIMIT\_STACK}  &  \\
-    \macro{RLIMIT\_CORE}   &  \\
-    \macro{RLIMIT\_RSS}    &  \\
-    \macro{RLIMIT\_NPROC}  &  \\
-    \macro{RLIMIT\_NOFILE} &  \\
-    \macro{RLIMIT\_MEMLOCK}&  \\
-    \macro{RLIMIT\_AS}     &  \\
+    \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 tentatico 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
@@ -1524,37 +1551,115 @@ specificarne i valori.
   \label{tab:sys_rlimit_values}
 \end{table}
 
+\footnotetext{Settare 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. I limiti vengono ereditati dal processo padre attraverso una
-\func{fork} (vedi \secref{sec:proc_fork}) e mantenuti attraverso una
-\func{exec}.
+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}
+\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 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 \ref{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 \func{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}
 
-\subsection{Le risorse di processore}
-\label{sec:sys_cpu_load}
-
-
+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 il 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 estenzioni 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}
 
-\var{tms\_utime}, \var{tms\_stime}, \var{tms\_cutime}, \var{tms\_uetime}
+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 tratteremo le varie funzioni attinenti alla gestione del
+tempo in un sistema unix-like, a partire da quelle della gestione di data e
+ora, a quelle per convertire i vari tempi nelle differenti rappresentazioni
+che vengono utilizzate, a quelle per misurare i veri tempi di sistema
+associati ai processi.
 
 
 \subsection{La misura del tempo in Unix}
@@ -1564,8 +1669,8 @@ Storicamente i sistemi unix-like hanno sempre mantenuto due distinti tipi di
 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
+\begin{description}
+\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)
@@ -1573,7 +1678,7 @@ secondo le definizioni:
   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
+\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
@@ -1583,7 +1688,7 @@ secondo le definizioni:
   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}
+\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},
@@ -1617,6 +1722,14 @@ nell'eseguire un certo processo e viene chiamato \textit{CPU time}.
 
 
 
+\subsection{I tempi di processore}
+\label{sec:sys_cpu_times}
+
+
+\var{tms\_utime}, \var{tms\_stime}, \var{tms\_cutime}, \var{tms\_uetime}
+
+
+
 
 \section{La gestione degli errori}
 \label{sec:sys_errors}