Guida alla Programmazione in Linux.

279 Pages·2002·1.67 MB·Italian

GaPiL
Guida alla Programmazione in Linux.
Simone Piccardi
2 aprile 2002
ii
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Indice
Prefazione xi
1 L’architettura di GNU/Linux 1
1.1 Una panoramica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1.1 User space e kernel space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.2 Il kernel e il sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.3 Chiamate al sistema e librerie di funzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1.4 Un sistema multiutente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 Gli standard di unix e GNU/Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.1 Lo standard ANSI C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2.2 Lo standard IEEE – POSIX . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.3 Lo standard X/Open – XPG3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.4 Gli standard UNIX – Open Group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2.5 Lo “standard” BSD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.6 Lo standard System V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.7 Il comportamento standard del gcc e delle glibc . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.8 Gli standard di Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2 L’interfaccia base con i processi 9
2.1 Esecuzione e conclusione di un programma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 La funzione main . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Come chiudere un programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.3 Le funzioni exit e exit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.4 Le funzioni atexit e on exit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.5 Conclusioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2 I processi e l’uso della memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.1 I concetti generali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.2.2 La struttura della memoria di un processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2.3 Allocazione della memoria per i programmi C . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.4 Le funzioni malloc, calloc, realloc e free . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.5 La funzione alloca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2.6 Le funzioni brk e sbrk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.7 Il controllo della memoria virtuale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.3 Parametri, opzioni ed ambiente di un processo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.1 Il formato dei parametri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.2 La gestione delle opzioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.3.3 Opzioni in formato esteso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.3.4 Le variabili di ambiente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.4 Problematiche di programmazione generica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.4.1 Il passaggio delle variabili e dei valori di ritorno . . . . . . . . . . . . . . . 25
iii
iv INDICE
2.4.2 Il passaggio di un numero variabile di argomenti . . . . . . . . . . . . . . 26
2.4.3 Potenziali problemi con le variabili automatiche . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.4.4 Il controllo di flusso non locale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3 La gestione dei processi 29
3.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1.1 L’architettura della gestione dei processi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.1.2 Una panoramica sulle funzioni fondamentali . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3.2 Le funzioni di base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.1 Gli identificatori dei processi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.2.2 La funzione fork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3.2.3 La funzione vfork . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2.4 La conclusione di un processo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3.2.5 Le funzioni wait e waitpid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
3.2.6 Le funzioni wait3 e wait4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
3.2.7 Le funzioni exec . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.3 Il controllo di accesso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.3.1 Gli identificatori del controllo di accesso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.3.2 Le funzioni setuid e setgid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
3.3.3 Le funzioni setreuid e setresuid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.4 Le funzioni seteuid e setegid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.5 Le funzioni setresuid e setresgid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.6 Le funzioni setfsuid e setfsgid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.3.7 Le funzioni setgroups e getgroups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.4 La gestione della priorit`a di esecuzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.1 I meccanismi di scheduling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
3.4.2 Il meccanismo di scheduling standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.3 Il meccanismo di scheduling real-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.5 Problematiche di programmazione multitasking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.5.1 Le operazioni atomiche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.5.2 Le race condition e i deadlock . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.5.3 Le funzioni rientranti. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4 L’architettura dei file 57
4.1 L’architettura generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.1.1 L’organizzazione di file e directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.1.2 I tipi di file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.1.3 Le due interfacce ai file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.2 L’architettura della gestione dei file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2.1 Il Virtual Filesystem di Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2.2 Il funzionamento del VFS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
4.2.3 Il funzionamento di un filesystem Unix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2.4 Il filesystem ext2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5 File e directory 67
5.1 La gestione di file e directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.1.1 Le funzioni link e unlink . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
5.1.2 Le funzioni remove e rename . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
5.1.3 I link simbolici . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
5.1.4 La creazione e la cancellazione delle directory . . . . . . . . . . . . . . . . 72
5.1.5 La creazione di file speciali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
INDICE v
5.1.6 Accesso alle directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
5.1.7 La directory di lavoro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
5.1.8 I file temporanei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
5.2 La manipolazione delle caratteristiche dei files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.2.1 Le funzioni stat, fstat e lstat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
5.2.2 I tipi di file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5.2.3 Le dimensioni dei file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5.2.4 I tempi dei file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
5.2.5 La funzione utime . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3 Il controllo di accesso ai file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3.1 I permessi per l’accesso ai file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
5.3.2 I bit suid e sgid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.3 Il bit sticky . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
5.3.4 La titolarit`a di nuovi file e directory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
5.3.5 La funzione access . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.6 Le funzioni chmod e fchmod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.3.7 La funzione umask . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3.8 Le funzioni chown, fchown e lchown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.3.9 La funzione chroot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
6 I file: l’interfaccia standard Unix 93
6.1 L’architettura di base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.1.1 L’architettura dei file descriptor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
6.1.2 I file standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
6.2 Le funzioni base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.2.1 La funzione open . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
6.2.2 La funzione close . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
6.2.3 La funzione lseek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
6.2.4 La funzione read . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
6.2.5 La funzione write . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
6.3 Caratteristiche avanzate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.3.1 La condivisione dei files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
6.3.2 Operazioni atomiche coi file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.3.3 La funzioni sync e fsync . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.3.4 La funzioni dup e dup2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
6.3.5 La funzione fcntl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.3.6 La funzione ioctl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
7 I file: l’interfaccia standard ANSI C 109
7.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
7.1.1 I file stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
7.1.2 Gli oggetti FILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.1.3 Gli stream standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.1.4 Le modalit`a di bufferizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
7.2 Funzioni base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
7.2.1 Apertura e chiusura di uno stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
7.2.2 Lettura e scrittura su uno stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
7.2.3 Input/output binario . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
7.2.4 Input/output a caratteri . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
7.2.5 Input/output di linea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
7.2.6 L’input/output formattato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
vi INDICE
7.2.7 Posizionamento su uno stream . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
7.3 Funzioni avanzate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.3.1 Le funzioni di controllo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
7.3.2 Il controllo della bufferizzazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
7.3.3 Gli stream e i thread . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8 La gestione del sistema, delle risorse, e degli errori 131
8.1 La lettura delle caratteristiche del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.1.1 Limiti e parametri di sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.1.2 La funzione sysconf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.1.3 I limiti dei file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.1.4 La funzione pathconf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
8.1.5 La funzione uname . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
8.2 Opzioni e configurazione del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.2.1 La funzione sysctl ed il filesystem /proc . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.2.2 La gestione delle propriet`a dei filesystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
8.2.3 La gestione di utenti e gruppi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.3 Limitazione ed uso delle risorse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.3.1 L’uso delle risorse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.3.2 Limiti sulle risorse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.3.3 Le risorse di memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.3.4 Le risorse di processore . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.4 La gestione dei tempi del sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.4.1 La misura del tempo in Unix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
8.5 La gestione degli errori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
8.5.1 La variabile errno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
8.5.2 Le funzioni strerror e perror . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
9 Il controllo di sessione 147
9.1 Il login . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.1.1 Il login da terminale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.1.2 Il login via rete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.2 Le relazioni fra i processi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.2.1 I process group . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.2.2 Le sessioni. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.2.3 Il terminale di controllo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.3 Il job control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
9.3.1 La shell e i programmi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
10 I segnali 149
10.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
10.1.1 I concetti base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
10.1.2 Le modalit`a di funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
10.1.3 Tipi di segnali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
10.1.4 La notifica dei segnali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
10.2 La classificazione dei segnali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10.2.1 I segnali standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
10.2.2 Segnali di errore di programma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
10.2.3 I segnali di terminazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
10.2.4 I segnali di allarme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.2.5 I segnali di I/O asincrono . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
INDICE vii
10.2.6 I segnali per il controllo di sessione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
10.2.7 I segnali di operazioni errate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
10.2.8 Ulteriori segnali. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
10.2.9 Le funzioni strsignal e psignal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
10.3 La gestione dei segnali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
10.3.1 Il comportamento generale del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
10.3.2 La funzione signal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
10.3.3 Le funzioni kill e raise . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
10.3.4 Le funzioni alarm e abort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
10.3.5 Le funzioni pause e sleep . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
10.3.6 Un esempio elementare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
10.4 Gestione avanzata . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
10.4.1 Un esempio di problema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
10.4.2 La funzione sigaction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
10.4.3 I signal set . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.4.4 Le funzioni sigpending e sigsuspend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.4.5 Funzioni rientranti e default dei segnali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
11 I/O avanzato 171
11.1 I/O non bloccante . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.2 File locking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.2.1 Il mandatory locking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.3 I/O multiplexato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
11.4 File mappati in memoria . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
12 La comunicazione fra processi 173
12.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.2 La comunicazione fra processi tradizionale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.2.1 Le pipe standard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.2.2 Le pipe con nome, o fifo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.3 La comunicazione fra processi di System V . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.3.1 Code di messaggi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.3.2 Semafori . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
12.3.3 Memoria condivisa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
13 Introduzione alla programmazione di rete 175
13.1 Il modello client-server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
13.2 I protocolli di rete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
13.2.1 Il modello ISO/OSI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
13.2.2 Il modello DoD (TCP/IP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
13.2.3 Criteri generali del design di TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
13.3 Il protocollo TCP/IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
13.3.1 Il quadro generale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
13.3.2 Internet Protocol (IP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
13.3.3 UDP: User Datagram Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
13.3.4 TCP: Transport Control Protocol) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
13.3.5 Limiti e dimensioni riguardanti la trasmissione dei dati . . . . . . . . . . 183
viii INDICE
14 Introduzione ai socket 185
14.1 Una panoramica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
14.1.1 I socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
14.1.2 Concetti base . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
14.2 La creazione di un socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
14.2.1 La funzione socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
14.2.2 Il dominio, o protocol family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
14.2.3 Il tipo, o stile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
14.3 Le strutture degli indirizzi dei socket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
14.3.1 La struttura generica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
14.3.2 La struttura degli indirizzi IPv4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
14.3.3 La struttura degli indirizzi IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
14.3.4 La struttura degli indirizzi locali . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
14.4 Le funzioni di conversione degli indirizzi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
14.4.1 La endianess . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
14.4.2 Le funzioni per il riordinamento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
14.4.3 Le funzioni inet aton, inet addr e inet ntoa . . . . . . . . . . . . . . . 192
14.4.4 Le funzioni inet pton e inet ntop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
14.5 Un esempio di applicazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
14.5.1 Il comportamento delle funzioni di I/O. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
14.5.2 Un primo esempio di client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
14.5.3 Un primo esempio di server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
15 Socket TCP elementari 201
15.1 Il funzionamento di una connessione TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
15.1.1 La creazione della connessione: il three way handshake . . . . . . . . . . . 201
15.1.2 Le opzioni TCP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
15.1.3 La terminazione della connessione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
15.1.4 Un esempio di connessione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
15.1.5 Lo stato TIME WAIT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
15.1.6 I numeri di porta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
15.1.7 Le porte ed il modello client/server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
15.2 Le funzioni dei socket TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
15.2.1 La funzione bind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
15.2.2 La funzione connect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
15.2.3 La funzione listen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
15.2.4 La funzione accept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
15.2.5 La funzione close . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
15.3 I server concorrenti su TCP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
15.3.1 Un esempio di server daytime concorrente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
15.3.2 Le funzioni getsockname e getpeername. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
16 Un esempio completo di client/server TCP 221
16.1 Il servizio echo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
16.1.1 La struttura del server . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
16.1.2 Il client . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
16.2 Il funzionamento del servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
16.2.1 L’avvio e il funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
16.2.2 La conclusione normale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
16.2.3 La gestione dei processi figli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
INDICE ix
A Il protocollo IP 229
A.1 Introduzione. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
A.2 I motivi della transizione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
A.3 Principali caratteristiche di IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
A.4 La testata di IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
A.5 Gli indirizzi di IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
A.5.1 La notazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
A.5.2 La architettura degli indirizzi di IPv6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
A.5.3 Indirizzi unicast provider-based . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
A.5.4 Indirizzi ad uso locale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236
A.5.5 Indirizzi riservati . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
A.5.6 Multicasting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
A.5.7 Indirizzi anycast . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
A.6 Le estensioni . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238
A.7 Qualit`a di servizio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
A.7.1 Etichette di flusso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
A.7.2 Priorit`a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
A.8 Sicurezza a livello IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
A.8.1 Autenticazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
A.8.2 Riservatezza. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
A.9 Autoconfigurazione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243
B Il protocollo TCP 245
C I codici di errore 247
C.1 Gli errori dei file . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
C.2 Gli errori dei processi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
C.3 Gli errori di rete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
C.4 Errori generici. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
C.5 Errori del kernel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
D Ringraziamenti 255
E GNU Free Documentation License 257
E.1 Applicability and Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
E.2 Verbatim Copying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
E.3 Copying in Quantity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
E.4 Modifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
E.5 Combining Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
E.6 Collections of Documents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
E.7 Aggregation With Independent Works . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
E.8 Translation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
E.9 Termination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
E.10 Future Revisions of This License . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261