-\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, i limiti sulle risorse, la gestione dei
-tempi, degli errori e degli utenti ed in generale la gestione dei vari
-parametri di configurazione dei vari componenti 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 carattistiche 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 gestione della configurazione del sistema}
+\section{La lettura delle 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
+(i valori massimi e minimi delle variabili, o la lunghezza dei nomi dei file,
+per esempio), 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}
+
+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, o dal sistema operativo, 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 ovviamante 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}.
+
+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 vede
+per la maggior parte di 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 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}).
+
+
+
+
+Lo standard POSIX.1 definisce 33 diversi limiti o costanti, 13 delle quali
+devono essere sempre dichiarate, in quanto definiscono dei valori minimi che
+qualunque implementazione che sia conforme allo standard deve avere. I loro
+valori sono stati riportati in \secref{tab:sys_posix1_base}.
+
+\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\_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\_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\\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Costanti fisse, definite in \file{limits.h}, richieste
+ obbligatoriamente allo standard POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_base}
+\end{table}
+
+In genere questi valori sono di scarsa utilità, 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 troppo ristretti, ed
+ampiamente superati in tutti i sistemi POSIX in uso oggigiorno.
+
+
+Per questo lo standard prevede anche che ogni implementazione definisca delle
+macro coi valori effettivi dei limiti generali del sistema, riportate in
+\ntab.
+
+
+
+
+\begin{table}[htb]
+ \centering
+ \footnotesize
+ \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_LISTIO\_MAX}& 2& \\
+ \macro{\_POSIX\_AIO\_MAX}& 1& \\
+ \macro{\_POSIX\_DELAYTIMER\_MAX}& 32 & \\
+ \macro{\_POSIX\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\
+ \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\
+ \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\
+ \hline
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard
+ POSIX.1.}
+ \label{tab:sys_posix1_macro}
+\end{table}
+
+Lo standard ANSI C definisce dei limiti solo sulle dimensioni dei tipi dei
+dati, che sono ovviamente fissi, gli standard POSIX.1 e POSIX.2 definiscono
+molti altri limiti attinenti a varie caratteristiche del sistema (come il
+numero massimo di figli, la lunghezza di un pathname, ecc.) che possono essere
+fissi o meno: quando sono fissi vengono definiti come macro nel file
+\file{limits.h}, se invece possono variare, il loro valore sarà ottenibile
+tramite la funzione \func{sysconf}.
+
+
+\subsection{La funzione \func{sysconf}}
+\label{sec:sys_sysconf}
+
+Come accennato in \secref{sec:sys_limits} quando uno dei limiti o delle
+carateristiche del sistema può variare, per evitare di dover 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, è necessario ottenerne
+il valore attraverso la funzione \func{sysconf}, il cui 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 contentente i principali valori disponibili
+in Linux (l'elenco completo è contenuto in \file{bits/confname}, una lista più
+esaustiva si può trovare nel manuale delle \acr{glibc}), e la corrispondente
+macro di sistema, è riportato in \ntab.
+
+\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 liminte 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 conotrol} (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}
+
+
+
+\subsection{I limiti dei file}
+\label{sec:sys_file_limits}
+
+La funzione \func{statfs} ...
+La funzione \func{pathconf} ...
+
+
+
+
+\section{Opzioni e configurazione del sistema}
\label{sec:sys_config}
+\subsection{La funzione \func{sysctl}}
+\label{sec:sys_sysctl}
+
+
-\subsection{Opzioni e configurazione del systema}
-\label{sec:sys_sys_config}
-La funzione \func{sysconf} ...
-\subsection{La configurazione dei file}
+\subsection{La configurazione dei filesystem}
\label{sec:sys_file_config}
La funzione \func{statfs} ...
-La funzione \func{pathconf} ...
-\section{La gestione delle risorse e dei limiti di sistema}
-\label{sec:sys_limits}
+\section{Limitazione ed uso delle risorse}
+\label{sec:sys_res_limits}
+
+In questa sezione esamimeremo 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}
-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.
\begin{figure}[!htb]
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
projects / gapil.git / blobdiff