X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=system.tex;h=691edbde5eac62625b6c8b7996fd8612b08de46c;hp=211b112c73484470796d4add138504079302def2;hb=48fd525f70c8c9b06311cf120804d0f9d54e04f2;hpb=e0eff09ed0bb2f15afcd95620dcdfeec6de960bc diff --git a/system.tex b/system.tex index 211b112..691edbd 100644 --- a/system.tex +++ b/system.tex @@ -8,6 +8,7 @@ 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} @@ -171,15 +172,15 @@ caratteristiche dei file, riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}). 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}. In realtà in Linux queste sono comunque -definite e spesso indicano un limite generico, che può però essere superato -dal valore restituito da \func{sysconf}. +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_base}. +riportati in \tabref{tab:sys_posix1_general}. \begin{table}[htb] \centering @@ -217,44 +218,64 @@ riportati in \tabref{tab:sys_posix1_base}. \label{tab:sys_posix1_general} \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. - -Oltre ai precedenti valori, previsti obbligatoriamente, lo standard POSIX +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|r|p{8cm}|} + \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|} \hline - \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\ + \textbf{Macro}&\textbf{Significato}\\ \hline \hline - \macro{\_POSIX\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\ - \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\ - \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\ - \macro{\_POSIX\_DELAYTIMER\_MAX}& 32 & \\ + \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{Macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard + \caption{Alcune macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard POSIX.1.} \label{tab:sys_posix1_other} \end{table} -Oltre a questi - +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, 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: +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}. @@ -264,10 +285,10 @@ il valore attraverso la funzione \func{sysconf}, il cui prototipo \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 (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 \tabref{tab:sys_sysconf_par}. +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 @@ -316,12 +337,32 @@ macro di sistema, \label{tab:sys_sysconf_par} \end{table} -In generale ogni valore 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}, ed il valore di \param{name} si ottiene appendendo -un \code{\_SC\_} per o primi due o sostituendolo a \code{\_POSIX\_} per gli -altri due. Lo stesso dicasi per le macro relative alle caratteristiche dei -file. +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} @@ -358,7 +399,7 @@ riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}. 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 vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di +e per esse vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di \tabref{tab:sys_posix1_general}. \begin{table}[htb] @@ -390,22 +431,199 @@ e vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di \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} -\subsection{La funzione \func{sysctl}} +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} @@ -425,6 +643,8 @@ sul loro utilizzo. \label{sec:sys_resource_use} + + \subsection{Limiti sulle risorse} \label{sec:sys_resource_limit}