-\chapter{La gestione del sistema}
+\chapter{La gestione del sistema, delle risorse, e degli errori}
\label{cha:system}
-In questo capitolo si è raccolta le trattazione delle varie funzioni
-concernenti la gestione generale del sistema che permettono di trattare
-le varie informazioni ad esso connesse, come i limiti sulle risorse, la
-gestione dei tempi, degli errori, degli utenti ed in generale dei vari
-parametri di configurazione del sistema.
+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.
+\section{La lettura delle caratteristiche del sistema}
+\label{sec:sys_characteristics}
-\section{La gestione delle risorse e dei limiti di sistema}
+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
+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
+standard per ricavare sia le caratteristiche specifiche del sistema, che
+quelle dei file.
+
+
+\subsection{Limiti e parametri di sistema}
\label{sec:sys_limits}
-In questa sezione esamimeremo le funzioni che permettono di gestire le
-varie risorse associate ad un processo ed i relativi limiti, e quelle
-relatica al sistema in quanto tale.
+Quando si devono determinare le le caratteristiche generali del sistema ci si
+trova di fronte a diverse possibilità; alcune di queste infatti possono
+dipendere dall'architettura dell'hardware (come le dimensioni dei tipi
+interi), o dal sistema operativo (come la presenza o meno dei \textit{saved
+ id}) , altre invece possono dipendere dalle opzioni con cui si è costruito
+il sistema (ad esempio da come si è compilato il kernel), o dalla
+configurazione del medesimo; per questo motivo in generale sono necessari due
+tipi diversi di funzionalità:
+\begin{itemize*}
+\item la possibilità di determinare limiti ed opzioni al momento della
+ compilazione.
+\item la possibilità di determinare limiti ed opzioni durante l'esecuzione.
+\end{itemize*}
+
+La prima funzionalità si può ottenere includendo gli opportuni header file,
+mentre per la seconda sono ovviamente necessarie delle funzioni; la situazione
+è complicata dal fatto che ci sono molti casi in cui alcuni di questi limiti
+sono fissi in una implementazione mentre possono variare in un altra. Tutto
+questo crea una ambiguità che non è sempre possibile risolvere in maniera
+chiara; in generale quello che succede è che quando i limiti del sistema sono
+fissi essi vengono definiti come macro nel file \file{limits.h}, se invece
+possono variare, il loro valore sarà ottenibile tramite la funzione
+\func{sysconf} (che esamineremo in \secref{sec:sys_sysconf}).
+
+Lo standard ANSI C definisce dei limiti che sono tutti fissi, pertanto questo
+saranno sempre disponibili al momento della compilazione; un elenco, ripreso
+da \file{limits.h}, è riportato in \tabref{tab:sys_ansic_macro}. Come si può
+vedere per la maggior parte questi limiti attengono alle dimensioni dei dati
+interi, che sono in genere fissati dall'architettura hardware (le analoghe
+informazioni per i dati in virgola mobile sono definite a parte, ed
+accessibili includendo \file{float.h}). Lo standard prevede anche un'altra
+costante, \macro{FOPEN\_MAX}, che può non essere fissa e che pertanto non è
+definita in \file{limits.h}; essa deve essere definita in \file{stdio.h} ed
+avere un valore minimo di 8.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{MB\_LEN\_MAX}& 16 & massima dimensione di un
+ carattere multibyte\\
+ \macro{CHAR\_BIT} & 8 & bit di \type{char}\\
+ \macro{UCHAR\_MAX}& 255 & massimo di \type{unsigned char}\\
+ \macro{SCHAR\_MIN}& -128 & minimo di \type{signed char}\\
+ \macro{SCHAR\_MAX}& 127 & massimo di \type{signed char}\\
+ \macro{CHAR\_MIN} &\footnotemark& minimo di \type{char}\\
+ \macro{CHAR\_MAX} &\footnotemark& massimo di \type{char}\\
+ \macro{SHRT\_MIN} & -32768 & minimo di \type{short}\\
+ \macro{SHRT\_MAX} & 32767 & massimo di \type{short}\\
+ \macro{USHRT\_MAX}& 65535 & massimo di \type{unsigned short}\\
+ \macro{INT\_MAX} & 2147483647 & minimo di \type{int}\\
+ \macro{INT\_MIN} &-2147483648 & minimo di \type{int}\\
+ \macro{UINT\_MAX} & 4294967295 & massimo di \type{unsigned int}\\
+ \macro{LONG\_MAX} & 2147483647 & massimo di \type{long}\\
+ \macro{LONG\_MIN} &-2147483648 & minimo di \type{long}\\
+ \macro{ULONG\_MAX}& 4294967295 & massimo di \type{unsigned long}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ ANSI C.}
+ \label{tab:sys_ansic_macro}
+\end{table}
+
+\footnotetext[1]{il valore può essere 0 o \macro{SCHAR\_MIN} a seconda che il
+ sistema usi caratteri con segno o meno.}
+
+\footnotetext[2]{il valore può essere \macro{UCHAR\_MAX} o \macro{SCHAR\_MAX}
+ a seconda che il sistema usi caratteri con segno o meno.}
+
+A questi valori lo standard ISO C90 ne aggiunge altri tre, relativi al tipo
+\type{long long} introdotto con il nuovo standard, i relativi valori sono in
+\tabref{tab:sys_isoc90_macro}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|l|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{LLONG\_MAX}& 9223372036854775807& massimo di \type{long long}\\
+ \macro{LLONG\_MIN}&-9223372036854775808& minimo di \type{long long}\\
+ \macro{ULLONG\_MAX}&18446744073709551615&
+ massimo di \type{unsigned long long}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ ISO C90.}
+ \label{tab:sys_isoc90_macro}
+\end{table}
+
+Ovviamente le dimensioni dei vari tipi di dati sono solo una piccola parte
+delle caratteristiche del sistema; mancano completamente tutte quelle che
+dipendono dalla implementazione dello stesso; questo per i sistemi unix-like è
+stato definito in gran parte dallo standard POSIX.1, che tratta anche i limiti
+delle caratteristiche dei file che vedremo in \secref{sec:sys_file_limits}.
+
+Purtroppo la sezione dello standard che tratta questi argomenti è una delle
+meno chiare\footnote{tanto che Stevens, in \cite{APUE}, la porta come esempio
+ di ``standardese''.}, ad esempio lo standard prevede che ci siano 13 macro
+che descrivono le caratteristiche del sistema (7 per le caratteristiche
+generiche, riportate in \tabref{tab:sys_generic_macro}, e 6 per le
+caratteristiche dei file, riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}).
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{ARG\_MAX} &131072& dimensione massima degli argomenti
+ passati ad una funzione della famiglia
+ \func{exec}.\\
+ \macro{CHILD\_MAX} & 999& numero massimo di processi contemporanei
+ che un utente può eseguire.\\
+ \macro{OPEN\_MAX} & 256& numero massimo di file che un processo
+ può mantenere aperti in contemporanea.\\
+ \macro{STREAM\_MAX}& 8& massimo numero di stream aperti per
+ processo in contemporanea.\\
+ \macro{TZNAME\_MAX}& 6& dimensione massima del nome di una
+ \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \macro{NGROUPS\_MAX}& 32& numero di gruppi supplementari per
+ processo (vedi \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \macro{SSIZE\_MAX}&32767& valore massimo del tipo \type{ssize\_t}.\\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro .}
+ \label{tab:sys_generic_macro}
+\end{table}
+
+Lo standard prevede che queste macro devono essere definite in \file{limits.h}
+quando i valori a cui fanno riferimento sono fissi, e altrimenti devono essere
+lasciate indefinite, ed i loro valori dei limiti devono essere accessibili
+solo attraverso \func{sysconf}. Si tenga presente poi che alcuni di questi
+limiti possono assumere valori molto elevati (come \macro{CHILD\_MAX}), e non
+è pertanto il caso di utilizzarli per allocare staticamente della memoria.
+
+A complicare la faccenda si aggiunge il fatto che POSIX.1 prevede una serie di
+altre macro (che iniziano sempre con \code{\_POSIX\_}) che definiscono i
+valori minimi le stesse caratteristiche devono avere, perché una
+implementazione possa dichiararsi conforme allo standard; detti valori sono
+riportati in \tabref{tab:sys_posix1_general}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{\_POSIX\_ARG\_MAX} & 4096& dimensione massima degli argomenti
+ passati ad una funzione della famiglia
+ \func{exec}.\\
+ \macro{\_POSIX\_CHILD\_MAX} & 6& numero massimo di processi
+ contemporanei che un utente può
+ eseguire.\\
+ \macro{\_POSIX\_OPEN\_MAX} & 16& numero massimo di file che un processo
+ può mantenere aperti in
+ contemporanea.\\
+ \macro{\_POSIX\_STREAM\_MAX} & 8& massimo numero di stream aperti per
+ processo in contemporanea.\\
+ \macro{\_POSIX\_TZNAME\_MAX} & & dimensione massima del nome di una
+ \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \macro{\_POSIX\_NGROUPS\_MAX}& 0& numero di gruppi supplementari per
+ processo (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \macro{\_POSIX\_SSIZE\_MAX} &32767& valore massimo del tipo
+ \type{ssize\_t}.\\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_LISTIO\_MAX}&2& \\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_MAX} & 1& \\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche generali del sistema
+ per la conformità allo standard POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_general}
+\end{table}
+
+In genere questi valori non servono a molto, la loro unica utilità è quella di
+indicare un limite superiore che assicura la portabilità senza necessità di
+ulteriori controlli. Tuttavia molti di essi sono ampiamente superati in tutti
+i sistemi POSIX in uso oggigiorno. Per questo è sempre meglio utilizzare i
+valori ottenuti da \func{sysconf}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}& il sistema supporta il
+ \textit{job control} (vedi
+ \secref{sec:sess_xxx}).\\
+ \macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS} & il sistema supporta i \textit{saved id}
+ (vedi \secref{sec:proc_access_id}).
+ per il controllo di accesso dei processi\\
+ \macro{\_POSIX\_VERSION} & fornisce la versione dello standard POSIX.1
+ supportata nel formato YYYYMML (ad esempio
+ 199009L).\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Alcune macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_other}
+\end{table}
+
+Oltre ai precedenti valori (e a quelli relativi ai file elencati in
+\tabref{tab:sys_posix1_file}), che devono essere obbligatoriamente definiti,
+lo standard POSIX.1 ne prevede parecchi altri. La lista completa si trova
+dall'header file \file{bits/posix1\_lim.h} (da non usare mai direttamente, è
+incluso automaticamente all'interno di \file{limits.h}); di questi vale la
+pena menzionare quelli di uso più comune, riportati in
+\tabref{tab:sys_posix1_other}, che permettono di ricavare alcune
+caratteristiche del sistema (come il supporto del \textit{job control} o dei
+\textit{saved id}).
+
+Oltre allo standard POSIX.1, anche lo standard POSIX.2 definisce una serie di
+altre macro. Siccome queste sono principalmente attinenti a limiti relativi
+alle applicazioni di sistema presenti (come quelli su alcuni parametri delle
+espressioni regolari o del comando \cmd{bc}), non li tratteremo
+esplicitamente, se ne trova una menzione completa nell'header file
+\file{bits/posix2\_lim.h}, e alcuni di loro sono descritti nella man page di
+\func{sysconf} e nel manuale delle \acr{glibc}.
+
+
+\subsection{La funzione \func{sysconf}}
+\label{sec:sys_sysconf}
+
+Come accennato in \secref{sec:sys_limits} quando uno dei limiti o delle
+caratteristiche del sistema può variare, è necessario ottenerne il valore
+attraverso la funzione \func{sysconf}, per non dover essere costretti a
+ricompilare un programma tutte le volte che si cambiano le opzioni con cui è
+compilato il kernel, o alcuni dei parametri modificabili a run time. Il suo
+prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long sysconf(int name)}
+ Restituisce il valore del parametro di sistema \param{name}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce indietro il valore del parametro
+ richiesto, o 1 se si tratta di un'opzione disponibile, 0 se l'opzione non
+ è disponibile e -1 in caso di errore (ma \var{errno} non viene settata).}
+\end{prototype}
+
+La funzione prende come argomento un intero che specifica quale dei limiti si
+vuole conoscere; uno specchietto contenente i principali valori disponibili in
+Linux è riportato in \tabref{tab:sys_sysconf_par}; l'elenco completo è
+contenuto in \file{bits/confname}, ed una lista più esaustiva, con le relative
+spiegazioni, si può trovare nel manuale delle \acr{glibc}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|p{9cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Parametro}&\textbf{Macro sostituita} &\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \texttt{\_SC\_ARG\_MAX} &\macro{ARG\_MAX}&
+ La dimensione massima degli argomenti passati ad una funzione
+ della famiglia \func{exec}.\\
+ \texttt{\_SC\_CHILD\_MAX}&\macro{\_CHILD\_MAX}&
+ Il numero massimo di processi contemporanei che un utente può
+ eseguire.\\
+ \texttt{\_SC\_OPEN\_MAX}&\macro{\_OPEN\_MAX}&
+ Il numero massimo di file che un processo può mantenere aperti in
+ contemporanea.\\
+ \texttt{\_SC\_STREAM\_MAX}& \macro{STREAM\_MAX}&
+ Il massimo numero di stream che un processo può mantenere aperti in
+ contemporanea. Questo limite previsto anche dallo standard ANSI C, che
+ specifica la macro {FOPEN\_MAX}.\\
+ \texttt{\_SC\_TZNAME\_MAX}&\macro{TZNAME\_MAX}&
+ La dimensione massima di un nome di una \texttt{timezone} (vedi ).\\
+ \texttt{\_SC\_NGROUPS\_MAX}&\macro{NGROUP\_MAX}&
+ Massimo numero di gruppi supplementari che può avere un processo (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \texttt{\_SC\_SSIZE\_MAX}&\macro{SSIZE\_MAX}&
+ valore massimo del tipo di dato \type{ssize\_t}.\\
+ \texttt{\_SC\_CLK\_TCK}& \macro{CLK\_TCK} &
+ Il numero di \textit{clock tick} al secondo, cioè la frequenza delle
+ interruzioni del timer di sistema (vedi \secref{sec:proc_priority}).\\
+ \texttt{\_SC\_JOB\_CONTROL}&\macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}&
+ Indica se è supportato il \textit{job control} (vedi
+ \secref{sec:sess_xxx}) in stile POSIX.\\
+ \texttt{\_SC\_SAVED\_IDS}&\macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS}&
+ Indica se il sistema supporta i \textit{saved id} (vedi
+ \secref{sec:proc_access_id}).\\
+ \texttt{\_SC\_VERSION}& \macro{\_POSIX\_VERSION} &
+ Indica il mese e l'anno di approvazione della revisione dello standard
+ POSIX.1 a cui il sistema fa riferimento, nel formato YYYYMML, la
+ revisione più recente è 199009L, che indica il Settembre 1990.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Parametri del sistema leggibili dalla funzione \func{sysconf}.}
+ \label{tab:sys_sysconf_par}
+\end{table}
+
+In generale ogni limite o caratteristica del sistema per cui è definita una
+macro, sia dagli standard ANSI C e ISO C90, che da POSIX.1 e POSIX.2, può
+essere ottenuto attraverso una chiamata a \func{sysconf}. Il valore si otterrà
+speficando come valore del parametro \param{name} il nome ottenuto aggiungendo
+\code{\_SC\_} ai nomi delle macro definite dai primi due, o sostituendolo a
+\code{\_POSIX\_} per le macro definite dagli gli altri due.
+
+In generale si dovrebbe fare uso di \func{sysconf} solo quando la relativa
+macro non è definita, quindi con un codice analogo al seguente:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+get_child_max(void)
+{
+#ifdef CHILD_MAX
+ return CHILD_MAX;
+#else
+ int val = sysconf(_SC_CHILD_MAX);
+ if (val < 0) {
+ perror("fatal error");
+ exit(-1);
+ }
+ return val;
+}
+\end{lstlisting}
+ma in realtà in Linux queste macro sono comunque definite e indicando un
+limite generico, per cui è sempre meglio usare i valori restituiti da
+quest'ultima.
+
+
+\subsection{I limiti dei file}
+\label{sec:sys_file_limits}
+
+Come per le caratteristiche generali del sistema anche per i file esistono una
+serie di limiti (come la lunghezza del nome del file o il numero massimo di
+link) che dipendono sia dall'implementazione che dal filesystem in uso; anche
+in questo caso lo standard prevede alcune macro che ne specificano il valore,
+riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\
+ \macro{PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di pathname.\\
+ \macro{PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una pipe\\
+ \macro{LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file\\
+ \macro{MAX\_CANON}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ canonica del terminale\\
+ \macro{MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ del terminale\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro per i limiti sulle caratteristiche dei file.}
+ \label{tab:sys_file_macro}
+\end{table}
+
+Come per i limiti di sistema POSIX.1 detta una serie di valori minimi per
+queste caratteristiche, che ogni sistema che vuole essere conforme deve
+rispettare; le relative macro sono riportate in \tabref{tab:sys_posix1_file},
+e per esse vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di
+\tabref{tab:sys_posix1_general}.
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \hline
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \macro{\_POSIX\_LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_CANON}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ canonica del terminale\\
+ \macro{\_POSIX\_MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input
+ del terminale\\
+ \macro{\_POSIX\_NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\
+ \macro{\_POSIX\_PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di pathname.\\
+ \macro{\_POSIX\_PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una
+ pipe\\
+ \macro{\_POSIX\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\
+ \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\
+ \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\
+ \macro{\_POSIX\_DELAYTIMER\_MAX}& 32 & \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche dei file per la
+ conformità allo standard POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_file}
+\end{table}
+
+Tutti questi limiti sono definiti in \file{limits.h}; come nel caso precedente
+il loro uso è di scarsa utilità in quanto ampiamente superati in tutte le
+implementazioni moderne.
+
+
+\subsection{La funzione \func{pathconf}}
+\label{sec:sys_pathconf}
+
+In generale i limiti per i file sono molto più soggetti ad essere variabili
+rispetto ai precedenti limiti generali del sistema; ad esempio parametri come
+la lunghezza del nome del file o il numero di link possono variare da
+filesystem a filesystem; per questo motivo questi limiti devono essere sempre
+controllati con la funzione \func{pathconf}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long pathconf(char *path, int name)}
+ Restituisce il valore del parametro \param{name} per il file \param{path}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce indietro il valore del parametro
+ richiesto, o -1 in caso di errore (ed \var{errno} viene settata ad uno
+ degli errori possibili relativi all'accesso a \param{path}).}
+\end{prototype}
+
+E si noti come la funzione in questo caso richieda un parametro che specifichi
+a quale file si fa riferimento, dato che il valore del limite cercato può
+variare a seconda del filesystem. Una seconda versione della funzione,
+\func{fpathconf}, opera su un file descriptor invece che su un pathname, il
+suo prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{long fpathconf(int fd, int name)}
+ Restituisce il valore del parametro \param{name} per il file \param{fd}.
+
+ \bodydesc{È identica a \func{pathconf} solo che utilizza un file descriptor
+ invece di un pathname; pertanto gli errori restituiti cambiano di
+ conseguenza.}
+\end{prototype}
+\noindent ed il suo comportamento è identico a quello di \func{fpathconf}.
+
+
+\subsection{La funzione \func{uname}}
+\label{sec:sys_uname}
+
+Una 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
+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}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione, che viene usata dal comando \cmd{umane}, 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:
+\begin{itemize*}
+\item il nome del systema operativo;
+\item il nome della release del kernel;
+\item il nome della versione del kernel;
+\item il tipo di macchina in uso;
+\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).
+
+
+\section{Opzioni e configurazione del sistema}
+\label{sec:sys_config}
+
+Come abbiamo accennato nella sezione precedente, non tutti i limiti che
+caratterizzano il sistema sono fissi, o perlomeno non lo sono in tutte le
+implementazioni. Finora abbiamo visto come si può fare per leggerli, ci manca
+di esaminare il meccanismo che permette, quando questi possono variare durante
+l'esecuzione del sistema, di modificarli.
+
+Inoltre, al di la di quelli che possono essere limiti caratteristici previsti
+da uno standard, ogni sistema può avere una sua serie di altri parametri di
+configurazione, che non essendo mai fissi, non sono stati inclusi nella
+standardizzazione della sezione precedente, e per i quali occorre, oltre al
+meccanismo di settaggio, pure un meccanismo di lettura.
+
+Affronteremo questi argomenti in questa sezione, insieme alle funzioni che si
+usano per la gestione ed il controllo dei filesystem.
+
+
+\subsection{La funzione \func{sysctl} ed il filesystem \file{/proc}}
+\label{sec:sys_sysctl}
+
+La funzione che permette la lettura ed il settaggio dei parametri del kernel è
+\func{sysctl}, è una funzione derivata da BSD4.4, ma l'implementazione è
+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} attaverso 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
+speficando 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.
+
+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 configurazione dei filesystem}
+\label{sec:sys_file_config}
+
+
+
+
+\subsection{La funzione \func{statfs}}
+\label{sec:sys_file_stafs}
+
+
+
+\section{Limitazione ed uso delle risorse}
+\label{sec:sys_res_limits}
+
+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.
+
+
+
+\subsection{L'uso delle risorse}
+\label{sec:sys_resource_use}
+
+
+
+
+\subsection{Limiti sulle risorse}
+\label{sec:sys_resource_limit}
+
+
+\subsection{Le risorse di memoria}
+\label{sec:sys_memory_res}
+
+
+\subsection{Le risorse di processore}
+\label{sec:sys_cpu_load}
+
+
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \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 */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{rusage} per la lettura delle informazioni dei
+ delle risorse usate da un processo.}
+ \label{fig:sys_rusage_struct}
+\end{figure}
+
+
\var{tms\_utime}, \var{tms\_stime}, \var{tms\_cutime}, \var{tms\_uetime}
+
+
\section{La gestione dei tempi del sistema}
\label{sec:sys_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 \func{time\_t}.
+ memorizzare questo tempo è stato riservato il tipo primitivo \type{time\_t}.
\item \textit{process time}: talvolta anche detto tempo di CPU. 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
- \func{clock\_t}, inoltre la costante \macro{HZ} restituisce la frequenza di
+ \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
Esamineremo in questa sezione le sue caratteristiche principali.
-\subsection{La variabile \func{errno}}
+\subsection{La variabile \var{errno}}
\label{sec:sys_errno}
Quasi tutte le funzioni delle librerie del C sono in grado di individuare e
problemi (ad esempio nel caso dei thread) ma lo standard ISO C consente
anche di definire \var{errno} come un \textit{modifiable lvalue}, quindi si
può anche usare una macro, e questo è infatti il modo usato da Linux per
- renderla locale ai singoli thread }, definita nell'header \file{errno.h}, la
+ renderla locale ai singoli thread.}, definita nell'header \file{errno.h}; la
variabile è in genere definita come \type{volatile} dato che può essere
cambiata in modo asincrono da un segnale (per una descrizione dei segnali si
veda \secref{cha:signals}), ma dato che un manipolatore di segnale scritto
nell'header \file{errno.h} sono anche definiti i nomi simbolici per le
costanti numeriche che identificano i vari errori; essi iniziano tutti per
\macro{E} e si possono considerare come nomi riservati. In seguito faremo
-sempre rifermento a tali valori, quando descriveremo i possibili errori
+sempre riferimento a tali valori, quando descriveremo i possibili errori
restituiti dalle funzioni. Il programma di esempio \cmd{errcode} stampa il
codice relativo ad un valore numerico con l'opzione \cmd{-l}.
riportare in opportuni messaggi le condizioni di errore verificatesi. La
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)}
- La funzione ritorna una stringa (statica) che descrive l'errore il cui
- codice è passato come parametro.
+\begin{prototype}{string.h}{char *strerror(int errnum)}
+ Ritorna una stringa (statica) che descrive l'errore il cui codice è passato
+ come parametro.
\end{prototype}
In generale \func{strerror} viene usata passando \var{errno} come parametro;
provvista\footnote{questa funzione è una estensione GNU, non fa parte dello
standard POSIX} una versione apposita:
\begin{prototype}{string.h}
-{char * strerror\_r(int errnum, char * buff, size\_t size)}
- La funzione è analoga a \func{strerror} ma ritorna il messaggio in un buffer
+{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}.
\end{prototype}
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)}
- La funzione stampa il messaggio di errore relativo al valore corrente di
- \var{errno} sullo standard error; preceduto dalla stringa \var{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
in \capref{cha:errors}), e, usando il valore corrente di \var{errno}, si
\caption{Codice per la stampa del messaggio di errore standard.}
\label{fig:sys_err_mess}
\end{figure}
+
+
+\section{La gestione di utenti e gruppi}
+\label{sec:sys_user_group}
+
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End:
projects / gapil.git / blobdiff