X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=system.tex;h=b92330733763e21707ac188fe34e51aaf27f5d69;hp=a1aa32fab1dfc0e55d2e7390685d60bf95b03822;hb=77caec9b5ce33d613fb68f5f30193c5c7352fa5f;hpb=cdc1b275bbd83ad0dbf1ba4be801118724a51085 diff --git a/system.tex b/system.tex index a1aa32f..b923307 100644 --- a/system.tex +++ b/system.tex @@ -1,25 +1,695 @@ -\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, come i limiti sulle risorse, la -gestione dei tempi, degli errori, degli utenti ed in generale dei vari -parametri di configurazione 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 caratteristiche 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 lettura delle caratteristiche del sistema} +\label{sec:sys_characteristics} -\section{La gestione delle risorse e dei limiti di sistema} +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, 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} -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. +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 (come le dimensioni dei tipi +interi), o dal sistema operativo (come la presenza o meno dei \textit{saved + id}) , 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 ovviamente 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} (che esamineremo in \secref{sec:sys_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 può +vedere per la maggior parte 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 vari tipi di 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}. + +Purtroppo la sezione dello standard che tratta questi argomenti è una delle +meno chiare\footnote{tanto che Stevens, in \cite{APUE}, la porta come esempio + di ``standardese''.}, ad esempio lo standard prevede che ci siano 13 macro +che descrivono le caratteristiche del sistema (7 per le caratteristiche +generiche, riportate in \tabref{tab:sys_generic_macro}, e 6 per le +caratteristiche dei file, riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}). + +\begin{table}[htb] + \centering + \footnotesize + \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|} + \hline + \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{ARG\_MAX} &131072& dimensione massima degli argomenti + passati ad una funzione della famiglia + \func{exec}.\\ + \macro{CHILD\_MAX} & 999& numero massimo di processi contemporanei + che un utente può eseguire.\\ + \macro{OPEN\_MAX} & 256& numero massimo di file che un processo + può mantenere aperti in contemporanea.\\ + \macro{STREAM\_MAX}& 8& massimo numero di stream aperti per + processo in contemporanea.\\ + \macro{TZNAME\_MAX}& 6& dimensione massima del nome di una + \texttt{timezone} (vedi ).\\ + \macro{NGROUPS\_MAX}& 32& numero di gruppi supplementari per + processo (vedi \secref{sec:proc_access_id}).\\ + \macro{SSIZE\_MAX}&32767& valore massimo del tipo \type{ssize\_t}.\\ + \hline + \hline + \end{tabular} + \caption{Macro .} + \label{tab:sys_generic_macro} +\end{table} + +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}. 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_general}. + +\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\_AIO\_LISTIO\_MAX}&2& \\ + \macro{\_POSIX\_AIO\_MAX} & 1& \\ + \hline + \hline + \end{tabular} + \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche generali del sistema + per la conformità allo standard POSIX.1.} + \label{tab:sys_posix1_general} +\end{table} + +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|p{8cm}|} + \hline + \textbf{Macro}&\textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \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{Alcune macro definite in \file{limits.h} in conformità allo standard + POSIX.1.} + \label{tab:sys_posix1_other} +\end{table} + +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, 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}. + + \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 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 + \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 limite 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 control} (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} + +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} +\label{sec:sys_file_limits} + +Come per le caratteristiche generali del sistema anche per i file esistono una +serie di limiti (come la lunghezza del nome del file o il numero massimo di +link) che dipendono sia dall'implementazione che dal filesystem in uso; anche +in questo caso lo standard prevede alcune macro che ne specificano il valore, +riportate in \tabref{tab:sys_file_macro}. + +\begin{table}[htb] + \centering + \footnotesize + \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|} + \hline + \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \macro{NAME\_MAX}& 14 & lunghezza in byte di un nome di file. \\ + \macro{PATH\_MAX}& 256 & lunghezza in byte di pathname.\\ + \macro{PIPE\_BUF}& 512 & byte scrivibili atomicamente in una pipe\\ + \macro{LINK\_MAX} &8 & numero massimo di link a un file\\ + \macro{MAX\_CANON}&255 & spazio disponibile nella coda di input + canonica del terminale\\ + \macro{MAX\_INPUT}&255 & spazio disponibile nella coda di input + del terminale\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Macro per i limiti sulle caratteristiche dei file.} + \label{tab:sys_file_macro} +\end{table} + +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 per esse vale lo stesso discorso fatto per le analoghe di +\tabref{tab:sys_posix1_general}. + +\begin{table}[htb] + \centering + \footnotesize + \begin{tabular}[c]{|l|r|p{8cm}|} + \hline + \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\ + \hline + \hline + \textbf{Macro}&\textbf{Valore}&\textbf{Significato}\\ + \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\\ + \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\_MQ\_OPEN\_MAX}& 8& \\ + \macro{\_POSIX\_MQ\_PRIO\_MAX}& 32& \\ + \macro{\_POSIX\_FD\_SETSIZE}& 16 & \\ + \macro{\_POSIX\_DELAYTIMER\_MAX}& 32 & \\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Macro dei valori minimi delle caratteristiche dei file per la + conformità allo standard POSIX.1.} + \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} + +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. + +Oltre ai precedenti poi ci sono anche tutta una serie di 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, e per accedere ad uno di essi occorre specificare un +cammino attraverso le varie strutture, 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} + + + +\section{Limitazione ed uso delle risorse} +\label{sec:sys_res_limits} + +In questa sezione esamineremo 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} @@ -112,7 +782,7 @@ 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 + 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 @@ -123,7 +793,7 @@ I valori che pu nell'header \file{errno.h} sono anche definiti i nomi simbolici per le costanti numeriche che identificano i vari errori; essi iniziano tutti per \macro{E} e si possono considerare come nomi riservati. In seguito faremo -sempre rifermento a tali valori, quando descriveremo i possibili errori +sempre riferimento a tali valori, quando descriveremo i possibili errori restituiti dalle funzioni. Il programma di esempio \cmd{errcode} stampa il codice relativo ad un valore numerico con l'opzione \cmd{-l}. @@ -148,7 +818,7 @@ Bench 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)} +\begin{prototype}{string.h}{char *strerror(int errnum)} Ritorna una stringa (statica) che descrive l'errore il cui codice è passato come parametro. \end{prototype} @@ -161,7 +831,7 @@ successiva a \func{strerror}; nel caso si usino i thread provvista\footnote{questa funzione è una estensione GNU, non fa parte dello standard POSIX} una versione apposita: \begin{prototype}{string.h} -{char * strerror\_r(int errnum, char * buff, size\_t size)} +{char *strerror\_r(int errnum, char *buff, size\_t size)} Analoga a \func{strerror} ma ritorna il messaggio in un buffer specificato da \param{buff} di lunghezza massima (compreso il terminatore) \param{size}. @@ -234,3 +904,13 @@ o la macro (\texttt{\small 15--17}) associate a quel codice. \caption{Codice per la stampa del messaggio di errore standard.} \label{fig:sys_err_mess} \end{figure} + + +\section{La gestione di utenti e gruppi} +\label{sec:sys_user_group} + + +%%% Local Variables: +%%% mode: latex +%%% TeX-master: "gapil" +%%% End: