X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=process.tex;h=7c104bc36ffa6df64c51f1e217b14b773de7e3b5;hp=30913ae8d9df5c24e209c12e5c64b173a0a8e3c2;hb=85e7b3ed7aafdb66a7feda150f68649915a5e85d;hpb=3da7aa8ec1541a808985971cf3814baa83f32f69 diff --git a/process.tex b/process.tex index 30913ae..7c104bc 100644 --- a/process.tex +++ b/process.tex @@ -1,6 +1,6 @@ %% process.tex %% -%% Copyright (C) 2000-2007 Simone Piccardi. Permission is granted to +%% Copyright (C) 2000-2009 Simone Piccardi. Permission is granted to %% copy, distribute and/or modify this document under the terms of the GNU Free %% Documentation License, Version 1.1 or any later version published by the %% Free Software Foundation; with the Invariant Sections being "Un preambolo", @@ -35,8 +35,8 @@ ciascun processo vedr tutte le parti uguali siano condivise), avrà un suo spazio di indirizzi, variabili proprie e sarà eseguito in maniera completamente indipendente da tutti gli altri.\footnote{questo non è del tutto vero nel caso di un programma - \textit{multi-thread}, ma la gestione dei \textit{thread} in Linux sarà - trattata a parte.} + \textit{multi-thread}, ma la gestione dei \itindex{thread} \textit{thread} + in Linux sarà trattata a parte in cap.~\ref{cha:threads}.} \subsection{La funzione \func{main}} @@ -182,7 +182,7 @@ che si pu Registra la funzione \param{function} per la chiamata all'uscita dal programma. - \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di + \bodydesc{La funzione restituisce $0$ in caso di successo e $-1$ in caso di fallimento, \var{errno} non viene modificata.} \end{prototype} \noindent la funzione richiede come argomento l'indirizzo di una opportuna @@ -198,7 +198,7 @@ definita su altri sistemi; il suo prototipo Registra la funzione \param{function} per la chiamata all'uscita dal programma. - \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di + \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di fallimento, \var{errno} non viene modificata.} \end{prototype} @@ -373,12 +373,12 @@ Inoltre per certe applicazioni gli algoritmi di gestione della memoria Benché lo spazio di indirizzi virtuali copra un intervallo molto ampio, solo una parte di essi è effettivamente allocato ed utilizzabile dal processo; il tentativo di accedere ad un indirizzo non allocato è un tipico errore che si -commette quando si è manipolato male un puntatore e genera quello che viene -chiamato un \textit{segmentation fault}. Se si tenta cioè di leggere o -scrivere da un indirizzo per il quale non esiste un'associazione della pagina -virtuale, il kernel risponde al relativo \itindex{page~fault} \textit{page - fault} mandando un segnale \const{SIGSEGV} al processo, che normalmente ne -causa la terminazione immediata. +commette quando si è manipolato male un puntatore e genera quella che viene +chiamata una \itindex{segment~violation} \textit{segment violation}. Se si +tenta cioè di leggere o scrivere da un indirizzo per il quale non esiste +un'associazione della pagina virtuale, il kernel risponde al relativo +\itindex{page~fault} \textit{page fault} mandando un segnale \const{SIGSEGV} +al processo, che normalmente ne causa la terminazione immediata. È pertanto importante capire come viene strutturata \index{memoria~virtuale} \textsl{la memoria virtuale} di un processo. Essa viene divisa in @@ -443,12 +443,13 @@ seguenti segmenti: automaticamente il codice necessario, seguendo quella che viene chiamata una \textit{calling convention}; quella standard usata con il C ed il C++ è detta \textit{cdecl} e prevede che gli argomenti siano caricati nello - stack dal chiamante da destra a sinistra, e che si il chiamante stesso ad - eseguire la ripulitura dello stack al ritorno della funzione, se ne - possono però utilizzare di alternative (ad esempio nel pascal gli - argomenti sono inseriti da sinistra a destra ed è compito del chiamato - ripulire lo stack), in genere non ci si deve preoccupare di questo - fintanto che non si mescolano funzioni scritte con linguaggi diversi.} + \textit{stack} dal chiamante da destra a sinistra, e che si il chiamante + stesso ad eseguire la ripulitura dello \textit{stack} al ritorno della + funzione, se ne possono però utilizzare di alternative (ad esempio nel + pascal gli argomenti sono inseriti da sinistra a destra ed è compito del + chiamato ripulire lo \textit{stack}), in genere non ci si deve preoccupare + di questo fintanto che non si mescolano funzioni scritte con linguaggi + diversi.} La dimensione di questo segmento aumenta seguendo la crescita dello \itindex{stack} \textit{stack} del programma, ma non viene ridotta quando @@ -623,13 +624,13 @@ variabile di ambiente \val{MALLOC\_CHECK\_} che quando viene definita mette in uso una versione meno efficiente delle funzioni suddette, che però è più tollerante nei confronti di piccoli errori come quello di chiamate doppie a \func{free}. In particolare: -\begin{itemize*} +\begin{itemize} \item se la variabile è posta a zero gli errori vengono ignorati; \item se è posta ad 1 viene stampato un avviso sullo \textit{standard error} (vedi sez.~\ref{sec:file_std_stream}); \item se è posta a 2 viene chiamata \func{abort}, che in genere causa l'immediata conclusione del programma. -\end{itemize*} +\end{itemize} Il problema più comune e più difficile da risolvere che si incontra con le funzioni di allocazione è quando non viene opportunamente liberata la memoria @@ -644,7 +645,7 @@ causando a lungo andare un esaurimento della memoria disponibile (e la probabile impossibilità di proseguire l'esecuzione del programma). Il problema è che l'esaurimento della memoria può avvenire in qualunque -momento, in corrispondenza ad una qualunque chiamata di \func{malloc}, che può +momento, in corrispondenza ad una qualunque chiamata di \func{malloc} che può essere in una sezione del codice che non ha alcuna relazione con la subroutine che contiene l'errore. Per questo motivo è sempre molto difficile trovare un \itindex{memory~leak} \textit{memory leak}. @@ -687,8 +688,9 @@ sostituti opportuni delle funzioni di allocazione in grado, senza neanche ricompilare il programma,\footnote{esempi sono \textit{Dmalloc} \href{http://dmalloc.com/}{\textsf{http://dmalloc.com/}} di Gray Watson ed \textit{Electric Fence} di Bruce Perens.} di eseguire diagnostiche anche -molto complesse riguardo l'allocazione della memoria. - +molto complesse riguardo l'allocazione della memoria. Vedremo alcune delle +funzionalità di ausilio presenti nelle \acr{glibc} in +sez.~\ref{sec:proc_memory_adv_management}. Una possibile alternativa all'uso di \func{malloc}, che non soffre dei problemi di \itindex{memory~leak} \textit{memory leak} descritti in @@ -697,11 +699,10 @@ nello \itindex{heap} \textit{heap} usa il segmento di \itindex{stack} \textit{stack} della funzione corrente. La sintassi è identica a quella di \func{malloc}, il suo prototipo è: \begin{prototype}{stdlib.h}{void *alloca(size\_t size)} - Alloca \param{size} byte nello stack. + Alloca \param{size} byte nello \textit{stack}. - \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria allocata - in caso di successo e \val{NULL} in caso di fallimento, nel qual caso - \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.} + \bodydesc{La funzione restituisce il puntatore alla zona di memoria + allocata.} \end{prototype} La funzione alloca la quantità di memoria (non inizializzata) richiesta @@ -729,16 +730,6 @@ suo utilizzo quindi limita la portabilit non può essere usata nella lista degli argomenti di una funzione, perché lo spazio verrebbe allocato nel mezzo degli stessi. -% Questo è riportato solo dal manuale delle glibc, nelle pagine di manuale non c'è -% traccia di tutto ciò -% -%Inoltre se si -%cerca di allocare troppa memoria non si ottiene un messaggio di errore, ma un -%segnale di \textit{segment violation} analogo a quello che si avrebbe da una -%ricorsione infinita. -% TODO inserire più informazioni su alloca come da man page - - Inoltre non è chiaramente possibile usare \func{alloca} per allocare memoria che deve poi essere usata anche al di fuori della funzione in cui essa viene chiamata, dato che all'uscita dalla funzione lo spazio allocato diventerebbe @@ -746,30 +737,52 @@ libero, e potrebbe essere sovrascritto all'invocazione di nuove funzioni. Questo è lo stesso problema che si può avere con le variabili automatiche, su cui torneremo in sez.~\ref{sec:proc_auto_var}. +Infine non esiste un modo di sapere se l'allocazione ha avuto successo, la +funzione infatti viene realizzata inserendo del codice \textit{inline} nel +programma\footnote{questo comporta anche il fatto che non è possibile + sostituirla con una propria versione o modificarne il comportamento + collegando il proprio programma con un'altra libreria.} che si limita a +modificare il puntatore nello \itindex{stack} \textit{stack} e non c'è modo di +sapere se se ne sono superate le dimensioni, per cui in caso di fallimento +nell'allocazione il comportamento del programma può risultare indefinito, +dando luogo ad una \itindex{segment~violation} \textit{segment violation} la +prima volta che cercherà di accedere alla memoria non effettivamente +disponibile. Le due funzioni seguenti\footnote{le due funzioni sono state definite con BSD - 4.3, non fanno parte delle librerie standard del C e mentre sono state - esplicitamente escluse dallo standard POSIX.} vengono utilizzate soltanto -quando è necessario effettuare direttamente la gestione della memoria -associata allo spazio dati di un processo, ad esempio qualora si debba -implementare la propria versione delle funzioni di allocazione della memoria. -La prima funzione è \funcd{brk}, ed il suo prototipo è: + 4.3, sono marcate obsolete in SUSv2 e non fanno parte delle librerie + standard del C e mentre sono state esplicitamente rimosse dallo standard + POSIX/1-2001.} vengono utilizzate soltanto quando è necessario effettuare +direttamente la gestione della memoria associata allo spazio dati di un +processo, ad esempio qualora si debba implementare la propria versione delle +funzioni di allocazione della memoria. Per poterle utilizzare è necessario +definire una della macro di funzionalità (vedi +sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}) fra \macro{\_BSD\_SOURCE}, +\macro{\_SVID\_SOURCE} e \macro{\_XOPEN\_SOURCE} (ad un valore maggiore o +ugiale di 500). La prima funzione è \funcd{brk}, ed il suo prototipo è: \begin{prototype}{unistd.h}{int brk(void *end\_data\_segment)} Sposta la fine del segmento dei dati. - \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di + \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di fallimento, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore \errval{ENOMEM}.} \end{prototype} -La funzione è un'interfaccia diretta all'omonima system call ed imposta -l'indirizzo finale del \index{segmento!dati} segmento dati di un processo -all'indirizzo specificato da \param{end\_data\_segment}. Quest'ultimo deve -essere un valore ragionevole, ed inoltre la dimensione totale del segmento non -deve comunque eccedere un eventuale limite (si veda -sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) imposto sulle dimensioni massime dello -spazio dati del processo. - -Una seconda funzione per la manipolazione delle dimensioni +La funzione è un'interfaccia all'omonima system call ed imposta l'indirizzo +finale del \index{segmento!dati} segmento dati di un processo all'indirizzo +specificato da \param{end\_data\_segment}. Quest'ultimo deve essere un valore +ragionevole, ed inoltre la dimensione totale del segmento non deve comunque +eccedere un eventuale limite (si veda sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) +imposto sulle dimensioni massime dello spazio dati del processo. + +Il valore di ritorno della funzione fa riferimento alla versione fornita dalle +\acr{glibc}, in realtà in Linux la \textit{system call} corrispondente +restituisce come valore di ritorno il nuovo valore della fine del +\index{segmento!dati} segmento dati in caso di successo e quello corrente in +caso di fallimento, è la funzione di interfaccia usata dalle \acr{glibc} che +fornisce i valori di ritorno appena descritti, questo può non accadere se si +usano librerie diverse. + +Una seconda funzione per la manipolazione diretta delle dimensioni \index{segmento!dati} del segmento dati\footnote{in questo caso si tratta soltanto di una funzione di libreria, e non di una system call.} è \funcd{sbrk}, ed il suo prototipo è: @@ -831,6 +844,67 @@ motivi per cui si possono avere di queste necessit crittografia richiedono il blocco di alcune pagine di memoria. \end{itemize} +Per ottenere informazioni sulle modalità in cui un programma sta usando la +memoria virtuale è disponibile una apposita funzione, \funcd{mincore}, che +però non è standardizzata da POSIX e pertanto non è disponibile su tutte le +versioni di kernel unix-like;\footnote{nel caso di Linux devono essere + comunque definite le macro \macro{\_BSD\_SOURCE} e \macro{\_SVID\_SOURCE}.} +il suo prototipo è: +\begin{functions} + \headdecl{unistd.h} + \headdecl{sys/mman.h} + + \funcdecl{int mincore(void *addr, size\_t length, unsigned char *vec)} + Ritorna lo stato delle pagine di memoria occupate da un processo. + + \bodydesc{La funzione ritorna 0 in caso di successo e $-1$ in caso di + errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori seguenti: + \begin{errlist} + \item[\errcode{ENOMEM}] o \param{addr} + \param{lenght} eccede la dimensione + della memoria usata dal processo o l'intervallo di indirizzi specificato + non è mappato. + \item[\errcode{EINVAL}] \param{addr} non è un multiplo delle dimensioni di + una pagina. + \item[\errcode{EFAULT}] \param{vec} punta ad un indirizzo non valido. + \item[\errcode{EAGAIN}] il kernel è temporaneamente non in grado di fornire + una risposta. + \end{errlist} +} +\end{functions} + +La funzione permette di ottenere le informazioni sullo stato della mappatura +della memoria per il processo chiamante, specificando l'intervallo da +esaminare con l'indirizzo iniziale (indicato con l'argomento \param{addr}) e +la lunghezza (indicata con l'argomento \param{length}). L'indirizzo iniziale +deve essere un multiplo delle dimensioni di una pagina, mentre la lunghezza +può essere qualunque, fintanto che si resta nello spazio di indirizzi del +processo,\footnote{in caso contrario si avrà un errore di \errcode{ENOMEM}; + fino al kernel 2.6.11 in questo caso veniva invece restituito + \errcode{EINVAL}, in considerazione che il caso più comune in cui si + verifica questo errore è quando si usa per sbaglio un valore negativo + di \param{length}, che nel caso verrebbe interpretato come un intero + positivo di grandi dimensioni.} ma il risultato verrà comunque fornito per +l'intervallo compreso fino al multiplo successivo. + +I risultati della funzione vengono forniti nel vettore puntato da \param{vec}, +che deve essere allocato preventivamente e deve essere di dimensione +sufficiente a contenere tanti byte quante sono le pagine contenute +nell'intervallo di indirizzi specificato.\footnote{la dimensione cioè deve + essere almeno pari a \code{(length+PAGE\_SIZE-1)/PAGE\_SIZE}. } Al ritorno +della funzione il bit meno significativo di ciascun byte del vettore sarà +acceso se la pagina di memoria corrispondente è al momento residente in +memoria, o cancellato altrimenti. Il comportamento sugli altri bit è +indefinito, essendo questi al momento riservati per usi futuri. Per questo +motivo in genere è comunque opportuno inizializzare a zero il contenuto del +vettore, così che le pagine attualmente residenti in memoria saranno indicata +da un valore non nullo del byte corrispondente. + +Dato che lo stato della memoria di un processo può cambiare continuamente, il +risultato di \func{mincore} è assolutamente provvisorio e lo stato delle +pagine potrebbe essere già cambiato al ritorno stesso della funzione, a meno +che, come vedremo ora, non si sia attivato il meccanismo che forza il +mantenimento di una pagina sulla memoria. + \itindbeg{memory~locking} Il meccanismo che previene la \index{paginazione} paginazione di parte della @@ -871,7 +945,6 @@ standard POSIX.1 richiede che sia definita in \file{unistd.h} la macro in byte.\footnote{con Linux questo non avviene e si deve ricorrere alla funzione \func{getpagesize}, vedi sez.~\ref{sec:sys_memory_res}.} - A partire dal kernel 2.6.9 anche un processo normale può bloccare la propria memoria\footnote{la funzionalità è stata introdotta per non essere costretti a dare privilegi eccessivi a programmi di crittografia, che necessitano di @@ -895,7 +968,7 @@ prototipi sono: \funcdecl{int munlock(const void *addr, size\_t len)} Rimuove il blocco della paginazione su un intervallo di memoria. - \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 in + \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori seguenti: \begin{errlist} @@ -973,23 +1046,196 @@ ci si scrive sopra. \itindend{memory~locking} +\index{memoria~virtuale|)} -% TODO documentare \func{madvise} -% TODO documentare \func{mincore} +\subsection{Gestione avanzata dell'allocazione della memoria} +\label{sec:proc_memory_adv_management} + +La trattazione delle funzioni di allocazione di sez.~\ref{sec:proc_mem_alloc} +si è limitata a coprire le esigenze generiche di un programma, in cui non si +hanno dei requisiti specifici e si lascia il controllo delle modalità di +allocazione alle funzioni di libreria. Tuttavia esistono una serie di casi in +cui può essere necessario avere un controllo più dettagliato delle modalità +con cui la memoria viene allocata; nel qual caso potranno venire in aiuto le +funzioni trattate in questa sezione. + +Le prime funzioni che tratteremo sono quelle che consentono di richiedere di +allocare un blocco di memoria ``\textsl{allineato}'' ad un multiplo una certa +dimensione. Questo tipo di esigenza emerge usualmente quando si devono +allocare dei buffer da utilizzare per eseguire dell'I/O diretto su dispositivi +a blocchi. In questo caso infatti il trasferimento di dati viene eseguito per +blocchi di dimensione fissa, ed è richiesto che l'indirizzo di partenza del +buffer sia un multiplo intero di questa dimensione, usualmente 512 byte. In +tal caso l'uso di \func{malloc} non è sufficiente, ed occorre utilizzare una +funzione specifica. + +Tradizionalmente per rispondere a questa esigenza sono state crate due +funzioni diverse, \funcd{memalign} e \funcd{valloc}, oggi obsolete; i +rispettivi prototipi sono: +\begin{functions} + \headdecl{malloc.h} -\index{memoria~virtuale|)} + \funcdecl{void *valloc(size\_t size)} Alloca un blocco di memoria allineato + alla dimensione di una pagina di memoria. + \funcdecl{void *memalign(size\_t boundary, size\_t size)} + Alloca un blocco di memoria allineato ad un multiplo di \param{boundary}. + + \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano un puntatore al blocco di memoria + allocato in caso di successo e \val{NULL} in caso di errore, nel qual + caso \var{errno} assumerà uno dei valori seguenti: + \begin{errlist} + \item[\errcode{ENOMEM}] non c'è memoria sufficiente per l'allocazione. + \item[\errcode{EINVAL}] \param{boundary} non è multiplo di due. + \end{errlist} +} +\end{functions} -% \subsection{Gestione avanzata dell'allocazione della memoria} -% \label{sec:proc_mem_malloc_custom} +Le funzioni restituiscono il puntatore al buffer di memoria allocata, che per +\func{memalign} sarà un multiplo di \param{boundary} mentre per \func{valloc} +un multiplo della dimensione di una pagina di memoria. Nel caso della versione +fornita dalle \acr{glibc} la memoria allocata con queste funzioni deve essere +liberata con \func{free}, cosa che non è detto accada con altre +implementazioni. + +Nessuna delle due funzioni ha una chiara standardizzazione (nessuna delle due +compare in POSIX.1), ed inoltre ci sono indicazioni discordi sui file che ne +contengono la definizione;\footnote{secondo SUSv2 \func{valloc} è definita in + \texttt{stdlib.h}, mentre sia le \acr{glibc} che le precedenti \acr{libc4} e + \acr{lic5} la dichiarano in \texttt{malloc.h}, lo stesso vale per + \func{memalign} che in alcuni sistemi è dichiarata in \texttt{stdlib.h}.} +per questo motivo il loro uso è sconsigliato, essendo state sostituite dalla +nuova \funcd{posix\_memalign}, che è stata standardizzata in POSIX.1d; il suo +prototipo è: +\begin{prototype}{stdlib.h}{posix\_memalign(void **memptr, size\_t alignment, + size\_t size) } + Alloca un buffer di memoria allineato ad un multiplo di \param{alignment}. + + \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e \val{NULL} in caso + di fallimento, o uno dei due codici di errore \errcode{ENOMEM} o + \errcode{EINVAL}; \var{errno} non viene impostata.} +\end{prototype} -% TODO: trattare le funzionalità avanzate di \func{malloc} -% TODO: trattare \func{memalign} -% TODO: trattare \func{valloc} -% TODO: trattare \func{posix\_memalign} +La funzione restituisce il puntatore al buffer allocato all'indirizzo indicato +da \param{memptr}. La funzione fallisce nelle stesse condizioni delle due +funzioni precedenti, ma a differenza di \func{memalign} restituisce un codice +di errore \errcode{EINVAL} anche se \param{alignment} non è un multiplo della +la dimensione di \code{sizeof(void *)}. Come per le precedenti la memoria +allocata con \func{posix\_memalign} può essere disallocata con +\func{free}.\footnote{che in questo caso è quanto richiesto dallo standard.} + +Un secondo caso in cui risulta estremamente utile poter avere un maggior +controllo delle modalità di allocazione della memoria è quello in cui cercano +errori di programmazione. Esempi di questi errori sono chiamate doppie alla +funzione \func{free} con lo stesso puntatore, o i cosiddetti +\itindex{buffer~overrun} \textit{buffer overrun}, cioè le scritture su un buffer +oltre le dimensioni della sua allocazione,\footnote{entrambe queste operazioni + causano in genere la corruzione dei dati di controllo delle funzioni di + allocazione, che vengono anch'essi mantenuti nello \itindex{heap} + \textit{heap} per tenere traccia delle zone di memoria allocata.} o i +classici \itindex{memory~leak} \textit{memory leak}. + +Una prima funzionalità di ausilio nella ricerca di questi errori viene fornita +dalla \acr{glibc} tramite l'uso della variabile di ambiente (vedi +sez.~\ref{sec:proc_environ}) \var{MALLOC\_CHECK\_}. Quando questa viene +definita al posto della versione ordinaria delle funzioni di allocazione +(\func{malloc}, \func{calloc}, \func{realloc}, e \func{free}) viene usata una +versione meno efficiente ma in grado di rilevare (e tollerare) alcuni degli +errori più semplici, come le doppie chiamate a \func{free} o i +\itindex{buffer~overrun} \textit{buffer overrun} di un byte.\footnote{uno + degli errori più comuni, causato ad esempio dalla scrittura di una stringa + di dimensione pari a quella del buffer, in cui ci si dimentica dello zero di + terminazione finale.} + +In questo caso a seconda del valore assegnato a \var{MALLOC\_CHECK\_} si +avranno diversi comportamenti: con 0 l'errore sarà ignorato, con 1 verrà +stampato un messaggio sullo \textit{standard error} (vedi +sez.~\ref{sec:file_std_stream}), con 2 verrà invocata la funzione \func{abort} +(vedi sez.~\ref{sec:sig_alarm_abort}) che termina il programma, con 3 viene +sia stampato il messaggio d'errore che abortito il programma. In genere è +opportuno definire la variabile ad un valore diverso da zero che consente di +rilevare un errore nel momento in cui avviene. + +Una modalità alternativa per effettuare dei controlli di consistenza sullo +stato delle allocazioni di memoria eseguite con \func{malloc}, anche questa +fornita come estensione specifica (e non standard) delle \acr{glibc}, è quella +di utilizzare la funzione \funcd{mcheck}, che deve essere chiamata prima di +eseguire qualunque allocazione con \func{malloc}; il suo prototipo è: +\begin{prototype}{mcheck.h}{mcheck(void (*abortfn) (enum mcheck\_status + status))} + Attiva i controlli di consistenza delle allocazioni eseguite da \func{malloc}. + + \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di + fallimento; \var{errno} non viene impostata.} +\end{prototype} +La funzione consente di registrare una funzione di emergenza, da passare come +argomento, che verrà eseguita tutte le volte che, in una successiva esecuzione +di \func{malloc}, venissero trovate delle inconsistenze, come delle operazioni +di scrittura oltre i limiti dei buffer allocati. Per questo motivo la funzione +deve essere chiamata prima di qualunque allocazione di memoria, altrimenti +fallirà con un valore di ritorno pari a $-1$. + +Se come argomento di \func{mcheck} si passa \var{NULL} verrà utilizzata una +funzione predefinita che stampa un messaggio di errore ed invoca la funzione +\func{abort} (vedi sez.~\ref{sec:sig_alarm_abort}), altrimenti si dovrà create +una funzione personalizzata che verrà eseguita ricevendo un unico argomento di +tipo \type{mcheck\_status},\footnote{trattasi in sostanza di un codice di + errore che la funzione di emergenza potrà utilizzare per prendere le + opportune azioni.} un tipo enumerato che può assumere soltanto i valori di +tab.~\ref{tab:mcheck_status_value}. +\begin{table}[htb] + \centering + \footnotesize + \begin{tabular}[c]{|l|p{7cm}|} + \hline + \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\ + \hline + \hline + \macro{MCHECK\_OK} & riportato (a \func{mprobe}) se nessuna + inconsistenza è presente.\\ + \macro{MCHECK\_DISABLED}& riportato (a \func{mprobe}) se si è chiamata + \func{mcheck} dopo aver già usato + \func{malloc}.\\ + \macro{MCHECK\_HEAD} & i dati immediatamente precedenti il buffer sono + stati modificati, avviene in genere quando si + decrementa eccessivamente il valore di un + puntatore scrivendo poi prima dell'inizio del + buffer.\\ + \macro{MCHECK\_TAIL} & i dati immediatamente seguenti il buffer sono + stati modificati, succede quando si va scrivere + oltre la dimensione correttta del buffer.\\ + \macro{MCHECK\_FREE} & il buffer è già stato disallocato.\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Valori dello stato dell'allocazione di memoria ottenibili dalla + funzione di teminazione installata con \func{mcheck}.} + \label{tab:mcheck_status_value} +\end{table} + +Una volta che si sia chiamata \func{mcheck} con successo si può anche +controllare esplicitamente lo stato delle allocazioni (senza aspettare un +errore nelle relative funzioni) utilizzando la funzione \funcd{mprobe}, il cui +prototipo è: +\begin{prototype}{mcheck.h}{enum mcheck\_status mprobe(ptr)} + Esegue un controllo di consistenza delle allocazioni. + + \bodydesc{La funzione restituisce un codice fra quelli riportati in + tab.\ref{tab:mcheck_status_value}.} +\end{prototype} + +La funzione richiede che si passi come argomento un puntatore ad un blocco di +memoria precedentemente allocato con \func{malloc} o \func{realloc}, e +restituisce lo stesso codice di errore che si avrebbe per la funzione di +emergenza ad una successiva chiamata di una funzione di allocazione, e poi i +primi due codici che indicano rispettivamente quando tutto è a posto o il +controllo non è possibile per non aver chiamato \func{mcheck} in tempo. + +% TODO: trattare le altre funzionalità avanzate di \func{malloc}, mallopt, +% mtrace, muntrace, mallinfo e gli hook con le glibc 2.10 c'è pure malloc_info +% a sostituire mallinfo, vedi http://udrepper.livejournal.com/20948.html \section{Argomenti, opzioni ed ambiente di un processo} \label{sec:proc_options} @@ -1012,13 +1258,13 @@ manipolare ed utilizzare le variabili di ambiente. \subsection{Il formato degli argomenti} \label{sec:proc_par_format} -In genere il passaggio degli argomenti al programma viene effettuato dalla +In genere il passaggio degli argomenti ad un programma viene effettuato dalla shell, che si incarica di leggere la linea di comando e di effettuarne la scansione (il cosiddetto \textit{parsing}) per individuare le parole che la compongono, ciascuna delle quali viene considerata un argomento. Di norma per -individuare le parole viene usato come carattere di separazione lo spazio o il -tabulatore, ma il comportamento è modificabile attraverso l'impostazione della -variabile di ambiente \cmd{IFS}. +individuare le parole che andranno a costituire la lista degli argomenti viene +usato come carattere di separazione lo spazio o il tabulatore, ma la cosa +dipende ovviamente dalle modalità con cui si effettua il lancio. \begin{figure}[htb] \centering @@ -1028,11 +1274,13 @@ variabile di ambiente \cmd{IFS}. \label{fig:proc_argv_argc} \end{figure} -Nella scansione viene costruito il vettore di puntatori \param{argv} inserendo -in successione il puntatore alla stringa costituente l'$n$-simo argomento; la -variabile \param{argc} viene inizializzata al numero di argomenti trovati, in -questo modo il primo argomento è sempre il nome del programma; un esempio di -questo meccanismo è mostrato in fig.~\ref{fig:proc_argv_argc}. +Indipendentemente da come viene eseguita, il risultato della scansione deve +essere la costruzione del vettore di puntatori \param{argv} in cui si devono +inserire in successione i puntatori alle stringhe costituenti i vari +argomenti, e della variabile \param{argc} che deve essere inizializzata al +numero di argomenti trovati. Nel caso della shell questo comporta che il primo +argomento sia sempre il nome del programma; un esempio di questo meccanismo è +mostrato in fig.~\ref{fig:proc_argv_argc}. \subsection{La gestione delle opzioni} @@ -1058,7 +1306,7 @@ Esegue il parsing degli argomenti passati da linea di comando riconoscendo le possibili opzioni segnalate con \param{optstring}. \bodydesc{Ritorna il carattere che segue l'opzione, \cmd{':'} se manca un - parametro all'opzione, \cmd{'?'} se l'opzione è sconosciuta, e -1 se non + parametro all'opzione, \cmd{'?'} se l'opzione è sconosciuta, e $-1$ se non esistono altre opzioni.} \end{prototype} @@ -1075,7 +1323,7 @@ due punti \texttt{':'}; nel caso di fig.~\ref{fig:proc_argv_argc} ad esempio la stringa di opzioni avrebbe dovuto contenere \texttt{"r:m"}. La modalità di uso di \func{getopt} è pertanto quella di chiamare più volte la -funzione all'interno di un ciclo, fintanto che essa non ritorna il valore -1 +funzione all'interno di un ciclo, fintanto che essa non ritorna il valore $-1$ che indica che non ci sono più opzioni. Nel caso si incontri un'opzione non dichiarata in \param{optstring} viene ritornato il carattere \texttt{'?'} mentre se un'opzione che lo richiede non è seguita da un parametro viene @@ -1136,17 +1384,6 @@ questo permette di identificare gli elementi che non sono opzioni, ma non effettua il riordinamento del vettore \param{argv}. -\subsection{Opzioni in formato esteso} -\label{sec:proc_opt_extended} - -Un'estensione di questo schema è costituita dalle cosiddette -\textit{long-options} espresse nella forma \cmd{-{}-option=parameter}, anche -la gestione di queste ultime è stata standardizzata attraverso l'uso di una -versione estesa di \func{getopt}. - -(NdA: questa parte verrà inserita in seguito). -% TODO opzioni in formato esteso - \subsection{Le variabili di ambiente} \label{sec:proc_environ} @@ -1297,7 +1534,7 @@ ambiente, i loro prototipi sono i seguenti: \funcdecl{int putenv(char *string)} Aggiunge la stringa \param{string} all'ambiente. - \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e -1 per un + \bodydesc{Entrambe le funzioni ritornano 0 in caso di successo e $-1$ per un errore, che è sempre \errval{ENOMEM}.} \end{functions} \noindent la terza, \funcd{unsetenv}, serve a cancellare una variabile di @@ -1368,6 +1605,19 @@ alla cancellazione di tutto l'ambiente per costruirne una versione ``\textsl{sicura}'' da zero. +%\subsection{Opzioni in formato esteso} +%\label{sec:proc_opt_extended} + +%Oltre alla modalità ordinaria di gestione delle opzioni trattata in +%sez.~\ref{sec:proc_opt_handling} le \acr{glibc} forniscono una modalità +%alternativa costituita dalle cosiddette \textit{long-options}, che consente di +%esprimere le opzioni in una forma più descrittiva che nel caso più generale è +%qualcosa del tipo di ``\texttt{-{}-option-name=parameter}''. + +%(NdA: questa parte verrà inserita in seguito). + +% TODO opzioni in formato esteso + \section{Problematiche di programmazione generica} \label{sec:proc_gen_prog} @@ -1755,7 +2005,7 @@ dichiarandole tutte come \direct{volatile}.\footnote{la direttiva % LocalWords: SUCCESS FAILURE void atexit stream fclose unistd descriptor init % LocalWords: SIGCHLD wait function glibc SunOS arg argp execve fig high kb Mb % LocalWords: memory alpha swap table printf Unit MMU paging fault SIGSEGV BSS -% LocalWords: multitasking segmentation text segment NULL Block Started Symbol +% LocalWords: multitasking text segment NULL Block Started Symbol % LocalWords: heap stack calling convention size malloc calloc realloc nmemb % LocalWords: ENOMEM ptr uClib cfree error leak smartpointers hook Dmalloc brk % LocalWords: Gray Watson Electric Fence Bruce Perens sbrk longjmp SUSv BSD ap