X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=session.tex;h=67e5129ad880b8598639bf6be5ac9be6a4a4fdfa;hp=a7cd2e8faa59dc0d523185a7c68691389c03e650;hb=d3cbe0a3984b7189d086ccb631d5b3b1955e223c;hpb=30cb53edd77ad2afe22ed9541942ef1c6a923a5b diff --git a/session.tex b/session.tex index a7cd2e8..67e5129 100644 --- a/session.tex +++ b/session.tex @@ -43,13 +43,13 @@ potr dello stesso login (esamineremo tutto il processo in dettaglio in \secref{sec:sess_login}). -Siccome la shell è collegata ad un solo terminale (che viene usualmente -chiamato \textsl{terminale di controllo}, vedi \secref{sec:sess_ctrl_term}) un -solo comando alla volta (quello che viene detto in \textit{foreground}), potrà -scrivere e leggere dal terminale. La shell però può eseguire anche più comandi -in contemporanea, mandandoli in \textit{background} (aggiungendo una \cmd{\&} -alla fine del comando), nel qual caso essi saranno eseguiti senza essere -collegati al terminale. +Siccome la shell è collegata ad un solo terminale, che viene usualmente +chiamato \textsl{terminale di controllo}, (vedi \secref{sec:sess_ctrl_term}) +un solo comando alla volta (quello che viene detto in \textit{foreground}), +potrà scrivere e leggere dal terminale. La shell però può eseguire anche più +comandi in contemporanea, mandandoli in \textit{background} (aggiungendo una +\cmd{\&} alla fine del comando), nel qual caso essi saranno eseguiti senza +essere collegati al terminale. Si noti come si sia parlato di comandi e non di programmi o processi; fra le funzionalità della shell infatti c'è anche quella di consentire di concatenare @@ -60,38 +60,36 @@ questo potr Per questo l'esecuzione di un comando può originare più di un processo; quindi nella gestione del job control non si può far riferimento ai singoli processi. Per questo il kernel prevede la possibilità di raggruppare più processi in un -\textit{process group} (detto anche \textsl{raggruppamento}, vedi +\textit{process group} (detto anche \textsl{raggruppamento di processi}, vedi \secref{sec:sess_proc_group}) e la shell farà sì che tutti i processi che -originano da una riga di comando appartengano allo stesso \textit{process - group}, in modo che le varie funzioni di controllo, ed i segnali inviati dal -terminale, possano fare riferimento ad esso. +originano da una riga di comando appartengano allo stesso raggruppamento, in +modo che le varie funzioni di controllo, ed i segnali inviati dal terminale, +possano fare riferimento ad esso. -In generale allora all'interno di una sessione avremo un eventuale (possono -non esserci) \textit{process group} in \textit{foreground}, che riunisce i +In generale allora all'interno di una sessione avremo un eventuale (può non +esserci) \textit{process group} in \textit{foreground}, che riunisce i processi che possono accedere al terminale, e più \textit{process group} in \textit{background}, che non possono accedervi. Il job control prevede che quando un processo appartenente ad un raggruppamento in \textit{background} -cerca di accedere al terminale questo invii a tutti i processi del -raggruppamento un segnale di \macro{SIGTTIN} o di \macro{SIGTTOU}, a seconda -che l'accesso sia rispettivamente in lettura o scrittura, bloccando (secondo -il comportamento di default esposto in \secref{sec:sig_job_control}) i -processi. +cerca di accedere al terminale, venga inviato un segnale a tutti i processi +del raggruppamento, in modo da bloccarli (vedi \secref{sec:sess_ctrl_term}). Un comportamento analogo si ha anche per i segnali generati dai comandi di -tastiera inviati dal terminale con \cmd{C-z}, \cmd{C-c}, \cmd{C-y} e -\verb|C-\|; questi generano rispettivamente i segnali \macro{SIGTSTP}, -\macro{SIGINT}, \macro{SIGQUIT} e \macro{SIGTERM}, che vengono inviati a tutti -i processi del raggruppamento in \textit{foreground}. In particolare il primo -di essi, \macro{SIGTSTP}, interrompe l'esecuzione del comando, che può poi -essere mandato in \textit{background} con il comando \cmd{bg}. Il comando -\cmd{fg} consente invece di mettere in \textit{foreground} un comando -precedentemente lanciato in \textit{background}. +tastiera inviati dal terminale che vengono inviati a tutti i processi del +raggruppamento in \textit{foreground}. In particolare \cmd{C-z} interrompe +l'esecuzione del comando, che può poi essere mandato in \textit{background} +con il comando \cmd{bg}.\footnote{si tenga presente che \cmd{bg} e \cmd{fg} + sono parole chiave che indicano comandi interni alla shell, e nel caso non + comportano l'esecuzione di un programma esterno.} Il comando \cmd{fg} +consente invece di mettere in \textit{foreground} un comando precedentemente +lanciato in \textit{background}. Di norma la shell si cura anche di notificare all'utente (di solito prima -della stampa a video del prompt) lo stato dei vari processi, essa infatti usa -le caratteristiche della funzione \func{waitpid} (si riveda quanto detto in -\secref{sec:proc_wait}) per verificare quali gruppi di processi sono bloccati -e quali sono terminati. +della stampa a video del prompt) lo stato dei vari processi; essa infatti sarà +in grado, grazie all'uso di \func{waitpid}, di rilevare sia i processi che +sono terminati, sia i raggruppamenti che sono bloccati (in questo caso usando +l'opzione \macro{WUNTRACED}, secondo quanto illustrato in +\secref{sec:proc_wait}). \subsection{I \textit{process group} e le \textsl{sessioni}} @@ -163,16 +161,16 @@ stessa sessione del padre. Vedremo poi come sia possibile creare pi \textit{process group} all'interno della stessa sessione, e spostare i processi dall'uno all'altro, ma sempre all'interno di una stessa sessione. -Ciascun gruppo di processi ha sempre un processo principale, il cosiddetto -\textit{process group leader}, che è identificato dall'avere un \acr{pgid} -uguale al suo \acr{pid}, in genere questo è il primo processo del gruppo, che -si incarica di lanciare tutti gli altri. Un nuovo gruppo si crea con la -funzione \func{setpgrp},\footnote{questa è la definizione di POSIX.1, BSD - definisce una funzione con lo stesso nome, che però è identica a - \func{setpgid}; nelle \acr{glibc} viene sempre usata sempre questa - definizione, a meno di non richiedere esplicitamente la compatibilità - all'indietro con BSD, definendo la macro \macro{\_BSD\_SOURCE}.} il cui -prototipo è: +Ciascun raggruppamento di processi ha sempre un processo principale, il +cosiddetto \textit{process group leader}, che è identificato dall'avere un +\acr{pgid} uguale al suo \acr{pid}, in genere questo è il primo processo del +raggruppamento, che si incarica di lanciare tutti gli altri. Un nuovo +raggruppamento si crea con la funzione \func{setpgrp},\footnote{questa è la + definizione di POSIX.1, BSD definisce una funzione con lo stesso nome, che + però è identica a \func{setpgid}; nelle \acr{glibc} viene sempre usata + sempre questa definizione, a meno di non richiedere esplicitamente la + compatibilità all'indietro con BSD, definendo la macro + \macro{\_BSD\_SOURCE}.} il cui prototipo è: \begin{prototype}{unistd.h}{int setpgrp(void)} Modifica il \acr{pgid} al valore del \acr{pid} del processo corrente. @@ -181,10 +179,11 @@ prototipo \end{prototype} La funzione, assegnando al \acr{pgid} il valore del \acr{pid} processo -corrente, rende questo \textit{process leader} di un nuovo gruppo, tutti i -successivi processi da esso creati apparterranno (a meno di non cambiare di -nuovo il \acr{pgid}) al nuovo gruppo. È possibile invece spostare un processo -da un gruppo ad un altro con la funzione \func{setpgid}, il cui prototipo è: +corrente, rende questo \textit{group leader} di un nuovo raggruppamento, tutti +i successivi processi da esso creati apparterranno (a meno di non cambiare di +nuovo il \acr{pgid}) al nuovo raggruppamento. È possibile invece spostare un +processo da un raggruppamento ad un altro con la funzione \func{setpgid}, il +cui prototipo è: \begin{prototype}{unistd.h}{int setpgid(pid\_t pid, pid\_t pgid)} Assegna al \acr{pgid} del processo \param{pid} il valore \param{pgid}. @@ -204,11 +203,12 @@ cambiamento pu \textit{process group} che è nella stessa sessione del processo chiamante. Inoltre la funzione può essere usata soltanto sul processo corrente o su uno dei suoi figli, ed in quest'ultimo caso ha successo soltanto se questo non ha -ancora eseguito una \func{exec}. Specificando un valore nullo per \param{pid} -si indica il processo corrente, mentre specificando un valore nullo per -\param{pgid} si imposta il \textit{process group} al valore del \acr{pid} del -processo selezionato; pertanto \func{setpgrp} è equivalente a \code{setpgid(0, - 0)}. +ancora eseguito una \func{exec}.\footnote{questa caratteristica è implementata + dal kernel che mantiene allo scopo un altro campo, \var{did\_exec}, in + \var{task\_struct}.} Specificando un valore nullo per \param{pid} si indica +il processo corrente, mentre specificando un valore nullo per \param{pgid} si +imposta il \textit{process group} al valore del \acr{pid} del processo +selezionato; pertanto \func{setpgrp} è equivalente a \code{setpgid(0, 0)}. Di norma questa funzione viene usata dalla shell quando si usano delle pipeline, per mettere nello stesso process group tutti i programmi lanciati su @@ -237,12 +237,12 @@ valore del suo \acr{pid}, creando cos \textit{process group} di cui esso diventa leader (come per i \textit{process group} un processo si dice leader di sessione\footnote{in Linux la proprietà è mantenuta in maniera indipendente con un apposito campo \var{leader} in - \var{task\_struct}.} se il suo \acr{sid} è uguale al suo \acr{pid}). -Infine la funzione distacca il processo da ogni terminale di controllo -(torneremo sull'argomento in \secref{sec:sess_ctrl_term}) cui fosse in -precedenza associato. + \var{task\_struct}.} se il suo \acr{sid} è uguale al suo \acr{pid}) ed unico +componente. Inoltre la funzione distacca il processo da ogni terminale di +controllo (torneremo sull'argomento in \secref{sec:sess_ctrl_term}) cui fosse +in precedenza associato. -La funzione ha successo soltanto se il processo non è già leader di un + funzione ha successo soltanto se il processo non è già leader di un \textit{process group}, per cui per usarla di norma si esegue una \func{fork} e si esce, per poi chiamare \func{setsid} nel processo figlio, in modo che, avendo questo lo stesso \acr{pgid} del padre ma un \acr{pid} diverso, non ci @@ -258,7 +258,7 @@ comandi eseguiti da un utente dalla sua shell. -\subsection{Il terminale di controllo} +\subsection{Il terminale di controllo e il controllo di sessione} \label{sec:sess_ctrl_term} Come accennato in \secref{sec:sess_job_control_overview}, nel sistema del @@ -272,28 +272,176 @@ scrittura,\footnote{nel caso di login grafico la cosa pu dal quale ricevono gli eventuali segnali da tastiera. A tale scopo lo standard POSIX.1 prevede che ad ogni sessione possa essere -associato un terminale di controllo (e non più di uno); in Linux questo viene -realizzato mantenendo fra gli attributi di ciascun processo anche il terminale +associato un terminale di controllo; in Linux questo viene realizzato +mantenendo fra gli attributi di ciascun processo anche qual'è il suo terminale di controllo. \footnote{Lo standard POSIX.1 non specifica nulla riguardo l'implementazione; in Linux anch'esso viene mantenuto nella solita struttura - \var{task\_struct}, nel campo \var{tty}.} -In generale ogni processo eredita dal padre, insieme al \acr{pgid} e al -\acr{sid} anche il terminale di controllo. In questo modo tutti processi + \var{task\_struct}, nel campo \var{tty}.} In generale ogni processo eredita +dal padre, insieme al \acr{pgid} e al \acr{sid} anche il terminale di +controllo (vedi \secref{sec:proc_fork}). In questo modo tutti processi originati dallo stesso leader di sessione mantengono lo stesso terminale di controllo. Alla creazione di una nuova sessione con \func{setsid} ogni associazione con il precedente terminale di controllo viene cancellata, ed il processo che è -divenuto un nuovo leader di sessione dovrà riottenere (qualora sia necessario, -cosa che come vedremo in \secref{sec:sess_daemon} non è sempre vera), un -terminale di controllo. In generale questo viene fatto automaticamente dal -sistema quando il leader di sessione apre il suo primo terminale\footnote{a - meno di non avere richiesto esplicitamente che questo non diventi un - terminale di controllo con il flag \macro{O\_NOCTTY} (vedi - \secref{sec:file_open}). In questo Linux segue la semantica di SVr4; BSD - invece richiede che il terminale venga allocato esplicitamente con una - \func{ioctl} con il comando \macro{TIOCSCTTY}.} che diventa automaticamente -il terminale di controllo. +divenuto un nuovo leader di sessione dovrà riottenere\footnote{solo quando ciò + è necessario, cosa che, come vedremo in \secref{sec:sess_daemon}, non è + sempre vera.}, un terminale di controllo. In generale questo viene fatto +automaticamente dal sistema\footnote{a meno di non avere richiesto + esplicitamente che questo non diventi un terminale di controllo con il flag + \macro{O\_NOCTTY} (vedi \secref{sec:file_open}). In questo Linux segue la + semantica di SVr4; BSD invece richiede che il terminale venga allocato + esplicitamente con una \func{ioctl} con il comando \macro{TIOCSCTTY}.} +quando viene aperto il primo terminale (cioè uno dei vari file di dispositivo +\file{/dev/tty*}) che diventa automaticamente il terminale di controllo, +mentre il processo diventa il \textsl{processo di controllo} di quella +sessione. + +In genere (a meno di redirezioni) nelle sessioni di lavoro questo terminale è +associato ai file standard (di input, output ed error) dei processi nella +sessione, ma solo quelli che fanno parte del cosiddetto ragruppamento di +\textit{foreground}, possono leggere e scrivere in certo istante. Per +impostare il raggruppamento di \textit{foreground} di un terminale si usa la +funzione \func{tcsetpgrp}, il cui prototipo è: +\begin{functions} + \headdecl{unistd.h} + \headdecl{termios.h} + + \funcdecl{int tcsetpgrp(int fd, pid\_t pgrpid)} Imposta a \param{pgrpid} il + \textit{process group} di \textit{foreground} del terminale associato al + file descriptor \param{fd}. + + \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo, e -1 in caso di + errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori: + \begin{errlist} + \item[\macro{ENOTTY}] Il file \param{fd} non corrisponde al terminale di + controllo del processo chiamante. + \item[\macro{ENOSYS}] Il sistema non supporta il job control. + \item[\macro{EPERM}] Il \textit{process group} specificato non è nella + stessa sessione del processo chiamante. + \end{errlist} + ed inoltre \macro{EBADF} ed \macro{EINVAL}. + } +\end{functions} +\noindent la funzione può essere eseguita con successo solo da +un processo nella stessa sessione e con lo stesso terminale di controllo. + +Come accennato in \secref{sec:sess_job_control_overview}, tutti i processi (e +relativi raggruppamenti) che non fanno parte del gruppo di \textit{foreground} +sono detti in \textit{background}; se uno si essi cerca di accedere al +terminale di controllo provocherà l'invio da parte del kernel di uno dei due +segnali \macro{SIGTTIN} o \macro{SIGTTOU} (a seconda che l'accesso sia stato +in lettura o scrittura) a tutto il suo \textit{process group}; dato che il +comportamento di default di questi segnali (si riveda quanto esposto in +\secref{sec:sig_job_control}) è di fermare il processo, di norma questo +comporta che tutti i membri del gruppo verranno fermati, ma non si avranno +condizioni di errore.\footnote{la shell in genere notifica comunque un + avvertimento, avvertendo la presenza di processi bloccati grazie all'uso di + \func{waitpid}.} Se però si bloccano o ignorano i due segnali citati, le +funzioni di lettura e scrittura falliranno con un errore di \macro{EIO}. + +Un processo può contollare qual'è il gruppo di \textit{foreground} associato +ad un terminale con la funzione \func{tcgetpgrp}, il cui prototipo è: +\begin{functions} + \headdecl{unistd.h} \headdecl{termios.h} + + \funcdecl{pid\_t tcgetpgrp(int fd)} Legge il \textit{process group} di + \textit{foreground} del terminale associato al file descriptor \param{fd}. + \bodydesc{La funzione restituisce in caso di successo il \acr{pgid} del + gruppo di \textit{foreground}, e -1 in caso di errore, nel qual caso + \var{errno} assumerà i valori: + \begin{errlist} + \item[\macro{ENOTTY}] Non c'è un terminale di controllo o \param{fd} non + corrisponde al terminale di controllo del processo chiamante. + \end{errlist} + ed inoltre \macro{EBADF} ed \macro{ENOSYS}. + } +\end{functions} + +Si noti come entrambe le funzioni usino come argomento il valore di un file +descriptor, il risultato comunque non dipende dal file descriptor che si usa +ma solo dal terminale cui fa riferimento; il kernel inoltre permette a ciascun +processo di accedere direttamente al suo terminale di controllo attraverso il +file speciale \file{/dev/tty}, che per ogni processo è un sinonimo per il +proprio terminale di controllo. Questo consente anche a processi che possono +aver rediretto l'output di accedere al terminale di controllo, pur non +disponendo più del file descriptor originario; un caso tipico è il programma +\cmd{crypt} che accetta la redirezione sullo standard input di un file da +decrittare, ma deve poi leggere la password dal terminale. + +Un'altra caratteristica del terminale di controllo usata nel job control è che +utilizzando su di esso le combinazioni di tasti speciali (\cmd{C-z}, +\cmd{C-c}, \cmd{C-y} e \verb|C-\|) si farà sì che il kernel invii i +corrispondenti segnali (rispettivamente \macro{SIGTSTP}, \macro{SIGINT}, +\macro{SIGQUIT} e \macro{SIGTERM}, trattati in \secref{sec:sig_job_control}) a +tutti i processi del raggruppamento di \textit{foreground}; in questo modo la +shell può gestire il blocco e l'interruzione dei vari comandi. + +Per completare la trattazione delle caratteristiche del job control legate al +terminale di controllo, occorre prendere in considerazione i vari casi legati +alla terminazione anomala dei processi, che sono di norma gestite attraverso +il segnale \macro{SIGHUP}. Il nome del segnale deriva da \textit{hungup}, +termine che viene usato per indicare la condizione in cui il terminale diventa +inutilizzabile, (letteralmente sarebbe \textsl{impiccagione}). + +Quando si verifica questa condizione, ad esempio se si interrompe la linea, o +va giù la rete o più semplicemente si chiude forzatamente la finestra di +terminale su cui si stava lavorando, il kernel provvederà ad inviare il +segnale di \macro{SIGHUP} al processo di controllo. L'azione preimpostata in +questo caso è la terminazione del processo, il problema che si pone è cosa +accade agli altri processi nella sessione, che non han più un processo di +controllo che possa gestire l'accesso al terminale, che potrebbe essere +riutilizzato per qualche altra sessione. + +Lo standard POSIX.1 prevede che quando il processo di controllo termina, che +ciò avvenga o meno per un \textit{hungup} del terminale (ad esempio si +potrebbe terminare direttamente la shell con \cmd{kill}) venga inviato un +segnale di \macro{SIGHUP} ai processi del raggruppamento di foreground. In +questo modo essi potranno essere avvisati che non esiste più un processo in +grado di gestire il terminale (di norma tutto ciò comporta la terminazione +anche di questi ultimi). + +Restano però gli eventuali processi in background, che non ricevono il +segnale; in effetti se il terminale non dovesse più servire essi potrebbero +proseguire fino al completamento della loro esecuzione; ma si pone il problema +di come gestire quelli che sono bloccati, o che si bloccano nell'accesso al +terminale, in assenza di un processo che sia in grado di effettuare il +controllo dello stesso. + +Questa è la situazione in cui si ha quello che viene chiamato un +\textit{orphaned process group}. Lo standard POSIX.1 lo definisce come un +\textit{process group} i cui processi hanno come padri esclusivamente o altri +processi nel raggruppamento, o processi fuori della sessione. Lo standard +prevede inoltre che se la terminazione di un processo fa sì che un +raggruppamento di processi diventi orfano e se i suoi membri sono bloccati, ad +essi vengano inviati in sequenza i segnali di \macro{SIGHUP} e +\macro{SIGCONT}. + +La definizione può sembrare complicata, e a prima vista non è chiaro cosa +tutto ciò abbia a che fare con il problema della terminazione del processo di +controllo. Consideriamo allora cosa avviene di norma nel \textit{job + control}: una sessione viene creata con \func{setsid} che crea anche un +nuovo process group: per definizione quest'ultimo è sempre \textsl{orfano}, +dato che il padre del leader di sessione è fuori dalla stessa e il nuovo +process group contiene solo il leader di sessione. Questo è un caso limite, e +non viene emesso nessun segnale perché quanto previsto dallo standard riguarda +solo i raggruppamenti che diventano orfani in seguito alla terminazione di un +processo.\footnote{l'emissione dei segnali infatti avviene solo nella fase di + uscita del processo, come una delle operazioni legate all'esecuzione di + \func{\_exit}, secondo quanto illustrato in \secref{sec:proc_termination}.} + +Il leader di sessione provvederà a creare nuovi raggruppamenti che a questo +punto non sono orfani in quanto esso resta padre per almeno uno dei processi +del gruppo (gli altri possono derivare dal primo). Alla terminazione del +leader di sessione però avremo che, come visto in +\secref{sec:proc_termination}, tutti i suoi figli vengono adottati da +\cmd{init}, che è fuori dalla sessione. Questo renderà orfani tutti i process +group creati direttamente dal leader di sessione (a meno di non aver spostato +con \func{setpgid} un processo da un gruppo ad un altro, cosa che di norma non +viene fatta) i quali riceveranno, nel caso siano bloccati, i due segnali; +\macro{SIGCONT} ne farà proseguire l'esecuzione, ed essendo stato nel +frattempo inviato anche \macro{SIGHUP}, se non c'è un gestore per +quest'ultimo, i processi bloccati verranno automaticamente terminati. @@ -404,12 +552,14 @@ salvati) saranno settati a quelli dell'utente. A questo punto \cmd{login} provvederà (fatte salve eventuali altre azioni iniziali, come la stampa di messaggi di benvenuto o il controllo della posta) -ad eseguire con un'altra \func{exec} la shell di login, che si troverà con un -ambiente già pronto e con file standard di \secref{sec:file_std_descr} -impostati sul terminale, pronta ad eseguire i comandi fino all'uscita. Dato -che il processo genitore resta sempre \cmd{init} quest'ultimo provvederà, -ricevendo un \macro{SIGCHLD} all'uscita della shell, a rilanciare \cmd{getty} -per ripetere da capo tutto il procedimento. +ad eseguire con un'altra \func{exec} la shell, che si troverà con un ambiente +già pronto con i file standard di \secref{sec:file_std_descr} impostati sul +terminale, e pronta, nel ruolo di leader di sessione e processo di controllo +per il terminale, a gestire l'esecuzione dei comandi come illustrato in +\secref{sec:sess_job_control_overview}. Dato che il processo padre resta +sempre \cmd{init} quest'ultimo potrà provvedere, ricevendo un \macro{SIGCHLD} +all'uscita della shell, a rilanciare \cmd{getty} sul terminale per ripetere da +capo tutto il procedimento. @@ -435,8 +585,11 @@ servizio).\footnote{NdT. ricontrollare, i miei ricordi di filosofia sono \section{L'I/O su terminale} \label{sec:sess_terminal_io} -Esamineremo in questa sezione le peculiarità dell'I/O su terminale, tenendo -conto delle +Esamineremo in questa sezione le peculiarità dell'I/O eseguito sui terminali, +tenendo conto delle differenze che quest'ultimi presentano rispetto ai normali +file su disco. + + %%% Local Variables: