X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=system.tex;h=b5a6ae14f0bde8edb9d3c5a76d0076b757e0283f;hp=2ca86bf8b3cb74ebaaf0204f6befd77ebcb305f2;hb=7bb9546e0e9ac077f3bb6ef338bd7657dce1aa62;hpb=b6d559b9429afcc0d64137913e8f16d49857a6c9 diff --git a/system.tex b/system.tex index 2ca86bf..b5a6ae1 100644 --- a/system.tex +++ b/system.tex @@ -1,16 +1,214 @@ -\chapter{La gestione del sistema} +\chapter{La gestione del sistema, delle risorse, e degli errori} \label{cha:system} +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 configurazione del sistema} +\label{sec:sys_config} + +In questa sezione esamineremo le macro e le funzioni che permettono di +conoscere e settare i parametri di configurazione del sistema, di ricavarme +limiti e caratteristiche, e di controllare i filesystem disponibili, montarli +e rimuoverli da programma. + + +\subsection{Limiti e parametri di sistema} +\label{sec:sys_sys_limits} + +In qualunque sistema sono presenti un gran numero di parametri e costanti il +cui valore può essere definito dall'architettura dell'hardware, +dall'implementazione del sistema, dalle opzioni con cui si sono compilati il +kernel e le librerie o anche configurabili dall'amministratore all'avvio del +sistema o durente le sue attività. + +Chiaramente per scrivere programmi portabili occorre poter determinare opzioni +disponibili e caratteristiche del sistema (come i valori massimi e minimi dei +vari tipi di variabili, o la presenza del supporto del supporto per +l'operazione che interessa). Inoltre alcuni di questi limiti devono poter +essere determinabili anche in corso di esecuzione del programma, per non dover +ricompilare tutti i programmi quando si usa una nuova versione del kernel o si +cambia una delle configurazioni del sistema. Per tutto questo sono necessari +due tipi 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; ci sono molti +casi però in cui alcuni di questi limiti sono fissi in una implementazione +mentre possono variare in un altra. + +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 ne definiscono +molti altri attinenti alle 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 la macro corrispondente deve essere indefinita, ed il +loro valore sarà ottenibile tramite 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} +\noindent ed i valori possibili disponibili in Linux per \param{name} sono +definiti 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}& + The maximum length of the arguments to the exec() + family of functions; the corresponding macro is + . \\ + \texttt{\_SC\_CHILD\_MAX}&\macro{\_POSIX\_CHILD\_MAX}& + The number of simultaneous processes per user id, + the corresponding macro is .\\ + \texttt{\_SC\_CLK\_TCK}& \macro{CLK\_TCK} & + The number of clock ticks per second; the corre­ + sponding macro is.\\ + \texttt{\_SC\_STREAM\_MAX}& \macro{STREAM\_MAX}& + The maximum number of streams that a process can + have open at any time. the corresponding standard C + macro is \macro{FOPEN\_MAX}.\\ + \texttt{\_SC\_TZNAME\_MAX}&\macro{TZNAME\_MAX}& + The maximum number of bytes in a timezone name, the + corresponding macro is .\\ + \texttt{\_SC\_OPEN\_MAX}&\macro{\_POSIX\_OPEN\_MAX}& + The maximum number of files that a process can have + open at any time, the corresponding macro is + .\\ + \texttt{\_SC\_JOB\_CONTROL}&\macro{\_POSIX\_JOB\_CONTROL}& + This indicates whether POSIX - style job control is + supported, the corresponding macro is + .\\ + \texttt{\_SC\_SAVED\_IDS}&\macro{\_POSIX\_SAVED\_IDS}& + This indicates whether a process has a saved set- + user-ID and a saved set-group-ID; the corresponding + macro is\\ + \texttt{\_SC\_VERSION}& nessuna & + indicates the year and month the POSIX.1 standard + was approved in the format YYYYMML;the value + 199009L indicates the most recent revision, 1990.\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Parametri del sistema leggibili dalla funzione \func{sysconf}.} + \label{tab:sys_sysconf_par} +\end{table} + + + +\subsection{Opzioni e configurazione del sistema} +\label{sec:sys_sys_config} + +La funzione \func{sysctl} ... + + + +\subsection{La configurazione dei filesystem} +\label{sec:sys_file_config} + +La funzione \func{statfs} ... + +La funzione \func{pathconf} ... + + + + +\section{Limitazione ed uso delle risorse} +\label{sec:sys_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} + + + +\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} + +In questa sezione tratteremo le varie funzioni per la gestione delle +date e del tempo in un sistema unix-like, e quelle per convertire i vari +tempi nelle differenti rappresentazioni che vengono utilizzate. \subsection{La misura del tempo in unix} -\label{sec:intro_unix_time} +\label{sec:sys_unix_time} -Storicamente i sistemi unix-like hanno sempre mantenuto due distinti valori -per i tempi all'interno del sistema, essi sono rispettivamente chiamati -\textit{calendar time} e \textit{process time}, secondo le definizioni: +Storicamente i sistemi unix-like hanno sempre mantenuto due distinti +valori per i tempi all'interno del sistema, essi sono rispettivamente +chiamati \textit{calendar time} e \textit{process time}, secondo le +definizioni: \begin{itemize} \item \textit{calendar time}: è il numero di secondi dalla mezzanotte del primo gennaio 1970, in tempo universale coordinato (o UTC), data che viene @@ -19,13 +217,13 @@ per i tempi all'interno del sistema, essi sono rispettivamente chiamati 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 @@ -60,8 +258,10 @@ time viene chiamato \textit{CPU time}. + + \section{La gestione degli errori} -\label{sec:intro_errors} +\label{sec:sys_errors} La gestione degli errori è in genere una materia complessa. Inoltre il modello utilizzato dai sistema unix-like è basato sull'architettura a processi, e @@ -69,8 +269,8 @@ presenta una serie di problemi nel caso lo si debba usare con i thread. Esamineremo in questa sezione le sue caratteristiche principali. -\subsection{La variabile \func{errno}} -\label{sec:intro_errno} +\subsection{La variabile \var{errno}} +\label{sec:sys_errno} Quasi tutte le funzioni delle librerie del C sono in grado di individuare e riportare condizioni di errore, ed è una buona norma di programmazione @@ -86,8 +286,8 @@ Per riportare il tipo di errore il sistema usa la variabile globale 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 -variabile è in genere definita come \var{volatile} dato che può essere + 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 bene salva e ripristina il valore della variabile, di questo non è necessario @@ -115,7 +315,7 @@ verificato il fallimento della funzione attraverso il suo codice di ritorno. \subsection{Le funzioni \func{strerror} e \func{perror}} -\label{sec:intro_strerror} +\label{sec:sys_strerror} Benché gli errori siano identificati univocamente dal valore numerico di \var{errno} le librerie provvedono alcune funzioni e variabili utili per @@ -123,8 +323,8 @@ 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. + 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; @@ -136,10 +336,11 @@ provvista\footnote{questa funzione 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 - specificato da \var{buff} di lunghezza massima (compreso il terminatore) - \var{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} +\noindent che utilizza un buffer che il singolo thread deve allocare, per evitare i problemi connessi alla condivisione del buffer statico. Infine, per completare la caratterizzazione dell'errore, si può usare anche la variabile @@ -151,8 +352,8 @@ Una seconda funzione usata per riportare i codici di errore in maniera 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 @@ -205,10 +406,15 @@ o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice. } \end{lstlisting} \caption{Codice per la stampa del messaggio di errore standard.} - \label{fig:intro_err_mess} + \label{fig:sys_err_mess} \end{figure} -\subsection{Valori e limiti del sistema} -\label{sec:sys_limits} +\section{La gestione di utenti e gruppi} +\label{sec:sys_user_group} + +%%% Local Variables: +%%% mode: latex +%%% TeX-master: "gapil" +%%% End: