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Capitolo 49.   Situazione dei processi

Le informazioni sulla situazione dei processi vengono ottenute a partire dalla tabella dei processi messa a disposizione dal kernel. Dal momento che il meccanismo attraverso cui queste informazioni possono essere ottenute dal kernel non è standardizzato per tutti i sistemi Unix, questi programmi che ne permettono la consultazione hanno raramente un funzionamento conforme.

Il meccanismo utilizzato in particolare dal kernel Linux è quello del file system virtuale innestato nella directory /proc/. A questo proposito, è il caso di osservare che il pacchetto dei programmi di servizio che permettono di conoscere lo stato dei processi è denominato Procps, in riferimento a questa particolarità del kernel Linux.

49.1   Process status

Il controllo dello stato dei processi esistenti avviene fondamentalmente attraverso l'uso di ps, ⁽¹⁾ pstree ⁽²⁾ e top. ⁽³⁾ Il primo mostra un elenco di processi e delle loro caratteristiche, il secondo un albero che rappresenta la dipendenza gerarchica dei processi e il terzo l'evolversi dello stato di questi.

ps e pstree rappresentano la situazione di un istante: il primo si presta per eventuali rielaborazioni successive, mentre il secondo è particolarmente adatto a seguire l'evoluzione di una catena di processi, specialmente quando a un certo punto si verifica una transizione nella proprietà dello stesso (UID).

# ps[Invio]

  PID TTY STAT  TIME COMMAND
  374   1 S    0:01 /bin/login -- root 
  375   2 S    0:00 /sbin/mingetty tty2 
  376   3 S    0:00 /sbin/mingetty tty3 
  377   4 S    0:00 /sbin/mingetty tty4 
  380   5 S    0:00 /sbin/mingetty tty5 
  382   1 S    0:00 -bash 
  444  p0 S    0:00 su 
  445  p0 S    0:00 bash 
  588  p0 R    0:00 ps 

$ pstree -u -p[Invio]

init(1)-+-atd(868,daemon)
        |-bdflush(6)
        |-boa(728,www-data)
        |-cron(871)
        |-devfsd(40)
        |-diskmond(812)
        |-getty(879)
        |-getty(882)
        ...
        |-sh(881,tizio)---startx(889)---xinit(900)-+-XFree86(901,root)
        |                                          `-xinitrc(905)---fvwm2(907)
        ...
        `-xinetd(857)

top invece è un programma che impegna un terminale (o una finestra di terminale all'interno del sistema grafico) per mostrare costantemente l'aggiornamento della situazione. Si tratta quindi di un controllo continuo, con l'aggiunta però della possibilità di interferire con i processi inviandovi dei segnali o cambiandone il valore nice.

 10:13pm  up 58 min,  5 users,  load average: 0.09, 0.03, 0.01
67 processes: 65 sleeping, 2 running, 0 zombie, 0 stopped
CPU states:  5.9% user,  0.7% system,  0.0% nice, 93.5% idle
Mem:   62296K av,  60752K used,   1544K free,  36856K shrd,  22024K buff
Swap: 104416K av,      8K used, 104408K free                 16656K cached

  PID USER     PRI  NI  SIZE  RSS SHARE STAT  LIB %CPU %MEM   TIME COMMAND
  588 root      16   0  6520 6520  1368 R       0  5.1 10.4   0:02 X
  613 daniele    6   0   736  736   560 R       0  1.3  1.1   0:00 top
  596 daniele    1   0  1108 1108   872 S       0  0.1  1.7   0:00 fvwm2
    1 root       0   0   388  388   336 S       0  0.0  0.6   0:08 init
    2 root       0   0     0    0     0 SW      0  0.0  0.0   0:00 kflushd
    3 root       0   0     0    0     0 SW      0  0.0  0.0   0:00 kswapd
   82 root       0   0   352  352   300 S       0  0.0  0.5   0:00 kerneld
  139 root       0   0   448  448   364 S       0  0.0  0.7   0:00 syslogd
  148 root       0   0   432  432   320 S       0  0.0  0.6   0:00 klogd
  159 daemon     0   0   416  416   340 S       0  0.0  0.6   0:00 atd
  170 root       0   0   484  484   400 S       0  0.0  0.7   0:00 crond
  181 bin        0   0   336  336   268 S       0  0.0  0.5   0:00 portmap
  204 root       0   0   404  404   336 S       0  0.0  0.6   0:00 inetd

49.1.1   Intestazioni

I programmi che visualizzano la situazione dei processi, utilizzano spesso delle sigle per identificare alcune caratteristiche. La tabella 49.5 ne descrive alcune.

In particolare, lo stato del processo rappresentato dalla sigla STAT, viene descritto da una o più lettere alfabetiche il cui significato viene riassunto nella tabella 49.6.

R

S

D

T

Z

X

W

N

<

N

L

s

+

49.1.2   Utilizzo di «ps»

Il programma ps visualizza un elenco dei processi in corso di esecuzione. Se non viene specificato diversamente, si ottiene solo l'elenco dei processi che appartengono all'utente.

ps [opzioni] [pid... ] 

Dopo le opzioni possono essere indicati esplicitamente i processi (in forma dei numeri PID) in modo da ridurre a loro l'elenco ottenuto.

c

cmd

C

cmdline

o

session

p

pid

P

ppid

r

rss

t

tty

T

start_time

U

uid

u

user

y

priority

Segue la descrizione di alcune opzioni. Si osservi che le opzioni rappresentate da un carattere singolo, possono iniziare eventualmente con un trattino, come avviene nella maggior parte dei comandi Unix, ma si tratta di un'eccezione, dal momento che il programma ps standard non le utilizza.

l

u

f

a

r

h

tx

e

w

O[+|-]chiave[[+|-]chiave]...

--sort=[+|-]chiave\
  \[,[+|-]chiave]...

Segue la descrizione di alcuni esempi.

• $ ps[Invio]

  Elenca i processi appartenenti all'utente che dà il comando.

• $ ps a l[Invio]

  Elenca tutti i processi utilizzando un formato più ampio in modo da fornire più dettagli sui processi.

• $ ps a r[Invio]

  Elenca tutti i processi in funzione escludendo quelli in pausa.

• $ ps a l OUr[Invio]

  Elenca tutti i processi in formato allargato e riordinato per UID (numero utente) e quindi in base alla dimensione residente in memoria dei processi.

• $ ps a l --sort=uid,rss[Invio]

  Equivalente all'esempio precedente.

49.1.3   Utilizzo di «pstree»

Il programma pstree visualizza uno schema ad albero dei processi in corso di esecuzione. È possibile specificare un numero di processo (PID), oppure il nome di un utente per limitare l'analisi.

pstree [opzioni] [PID | utente]

Di solito, quando da uno stesso genitore si diramano diversi processi con lo stesso nome, questi vengono raggruppati. Per cui, l'esempio seguente rappresenta un gruppo di quattro processi agetty, tutti discendenti da Init:

init---4*[agetty]

-a

-c

-h

-l

-p

-u

49.1.4   Utilizzo di «top»

Il programma top visualizza la situazione sull'utilizzo delle risorse di sistema attraverso una tabella dell'attività principale della CPU, cioè dei processi che la impegnano maggiormente.

top [opzioni]

Lo schema viene aggiornato a brevi intervalli, di conseguenza, impegna un terminale. Durante il suo funzionamento, top accetta dei comandi espressi con un carattere singolo.

-d secondi

-q

-s

-i

-c

Il programma top accetta una serie di comandi interattivi, espressi da un carattere singolo, che sono descritti nella tabella successiva.

h

?

k

i

n

#

q

r

S

s

f

F

49.2   Utilizzo di «htop»

Il programma htop ⁽⁴⁾ visualizza la situazione sull'utilizzo delle risorse di sistema, in modo simile a top, ma offrendo la possibilità di scorrere l'elenco di tutti i processi, utilizzando comandi interattivi più comodi:

htop

Inizialmente, top si presenta così:

$ htop[Invio]

  CPU[||                             1.3%]
  Mem[||||||||||||||||||||||||||263/438MB]
  Swp[|                         0/15123MB]

   PID USER      PR  NI  VIRT   RES   SHR S CPU% MEM% COMM
 3749 Debian-c  16   0  1872    68  1700 S  0.0  0.0 less -Pwless /var/log/syslo
 3790 Debian-c  16   0  1872    68  1700 S  0.0  0.0 less -Pwless /var/log/exim/
13319 root      15   0  6188  1800  5748 S  0.0  0.2 sshd: daniele@pts/140
12768 root      15   0  4848  1780  4028 S  0.0  0.2 SCREEN
13543 daniele   16   0  4656  1704  4264 S  0.0  0.2 /bin/sh
 3900 root      16   0  156M 62648  3072 S  0.0  5.8 /usr/bin/perl -w /usr/sbin/
11305 root      26  10  3712  1980  1624 S  0.0  0.2 /usr/sbin/mathopd -f /etc/m
 3591 root      16   0  1584   356  1416 S  0.0  0.0 /sbin/syslogd -rm 0
 3594 root      16   0  2728   180  1368 S  0.0  0.0 /sbin/klogd -c 3
 3905 root      16   0  1508    32  1356 S  0.0  0.0 /usr/sbin/kmsgsd
    1 root      16   0  1528    80  1376 S  0.0  0.0 init [2]
   32 root      15   0     0     0     0 S  0.0  0.0 kapmd
 3950 root      15   0  1796   268  1608 S  0.0  0.0 /usr/sbin/cron
32368 root      16   0  1516   136  1360 S  0.0  0.0 /usr/sbin/psadwatchd
12770 daniele   15   0 32184 28888  4932 S  0.0  2.7 mc
 3963 root      16   0    36    24    16 S  0.0  0.0 runsvdir /var/service log:
   36 root      15   0     0     0     0 S  0.0  0.0 kswapd0
    2 root      34  19     0     0     0 S  0.0  0.0 ksoftirqd/0
1Help   2Follow 3Search 4Invert 5Sort<- 6Sort-> 7Nice - 8Nice + 9Kill  10Quit

Attraverso i tasti [freccia su] e [freccia giù] è possibile scorrere l'elenco dei processi elaborativi presenti, mentre con la [Barra spaziatrice] è possibile selezionare uno o più processi. Nella parte inferiore dello schermo vengono riepilogati i comandi principali, che si impartiscono attraverso l'uso dei primi dieci tasti funzionali.

49.3   Accesso ai file

A volte è importante conoscere se un file è utilizzato da qualche processo. Per questo si possono utilizzare i programmi Fuser ⁽⁵⁾ e Lsof, ⁽⁶⁾ che sono in grado di dare qualche informazione aggiuntiva del modo in cui tale file viene utilizzato.

49.3.1   Fuser

Fuser si compone in pratica dell'eseguibile fuser, che si utilizza con la sintassi seguente:

fuser [opzioni] file...

Il compito normale di Fuser è quello di elencare i processi che utilizzano i file indicati come argomento. In alternativa, fuser permette anche di inviare un segnale ai processi che utilizzano un gruppo di file determinato, con l'opzione -k.

L'eseguibile fuser potrebbe trovarsi nella directory /usr/sbin/, ma può essere utilizzato anche dagli utenti comuni per buona parte delle sue funzionalità.

Quando si utilizza Fuser per ottenere l'elenco dei processi che accedono a file determinati, i numeri di questi processi sono abbinati a una lettera che indica il modo in cui accedono:

c

e

f

r

m

L'eseguibile fuser restituisce il valore zero quando tra i file indicati come argomento ne esiste almeno uno che risulta utilizzato da un processo.

-a

-k

-segnale

-l

-m

-u

-v

-s

Segue la descrizione di alcuni esempi.

• # fuser *[Invio]

  Mostra i processi che accedono ai file della directory corrente.

• # fuser -k /usr/games/*[Invio]

  Elimina tutti i processi che utilizzano file nella directory /usr/games/.

Uno script può utilizzare fuser nel modo seguente per verificare che un file non sia utilizzato da alcun processo prima di eseguire una qualche azione su di esso.

#!/bin/sh

MIO_FILE=./mio_file

if fuser -s $MIO_FILE
then
    echo "Il file $MIO_FILE è in uso";
else
    # esegue qualche azione sullo stesso
    ...
fi

49.3.2   Lsof

Lsof si utilizza con la sintassi seguente:

lsof [opzioni] [file]...

Come si può vedere dal modello, con Lsof non è obbligatoria l'indicazione di un file o di una directory, perché in mancanza di queste informazioni, viene mostrato un elenco completo di file e directory aperte. Questa caratteristica di Lsof facilita la ricerca di file aperti all'interno di una certa posizione della gerarchia del file system (probabilmente scorrendo l'elenco dei file con l'aiuto di less), quando si cerca di eseguire il distacco di un disco e non si riesce perché un programma lo sta utilizzando.

Per approfondire l'uso di Lsof, si può leggere la pagina di manuale lsof(8).

49.4   Informazioni riepilogative

Oltre alle informazioni dettagliate sui processi possono essere interessanti delle informazioni riassuntive dell'uso delle risorse di sistema. Si tratta principalmente dell'utilizzo della CPU e della memoria centrale.

Per ottenere queste informazioni si usano in particolare uptime ⁽⁷⁾ e free. ⁽⁸⁾ Il primo permette di conoscere da quanto tempo è in funzione il sistema senza interruzioni e con quale carico medio, il secondo mostra l'utilizzo della memoria.

$ uptime[Invio]

  5:10pm  up  2:21,  6 users,  load average: 0.45, 0.48, 0.41

$ free[Invio]

             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:         22724      22340        384      13884       3664       5600
-/+ buffers:            13076       9648
Swap:        16628       6248      10380

49.4.1   Utilizzo di «uptime»

uptime [opzioni]

Emette una sola riga contenente:

• l'orario attuale;

• da quanto tempo è in funzione il sistema;

• il carico medio di sistema dell'ultimo minuto, degli ultimi cinque minuti e degli ultimi 15 minuti, in percentuale.

49.4.2   Utilizzo di «free»

Il programma free emette attraverso lo standard output una serie di informazioni relative alla memoria reale e virtuale (swap).

free [opzioni]

-b

-k

-t

-o

-s secondi

49.5   Controllo diagnostico

Alle volte può essere utile un controllo maggiore su ciò che fa un programma durante il suo funzionamento. Per questo viene in aiuto Strace, ⁽⁹⁾ che consente di avviare un altro comando e di controllarne le chiamate di sistema e l'uso dei segnali.

Strace si utilizza in pratica attraverso l'eseguibile strace, secondo il modello sintattico seguente:

strace [opzioni] comando [opzioni_del_comando]

Le opzioni a disposizione dell'eseguibile strace sono numerose, ma qui vale la pena di indicarne solo una: -o, con la quale si specifica il file all'interno del quale inserire le informazioni ottenute durante il funzionamento del comando che viene avviato. Si osservi l'esempio seguente:

$ strace -o /tmp/ls.strace ls[Invio]

Come si può intendere, si vuole vedere cosa succede avviando il programma ls senza argomenti. Il file /tmp/ls.strace che si ottiene potrebbe essere simile all'estratto seguente:

execve("/bin/ls", ["ls"], [/* 15 vars */]) = 0
uname({sys="Linux", node="dinkel", ...}) = 0
brk(0)                                  = 0x8058a88
open("/etc/ld.so.preload", O_RDONLY)    = -1 ENOENT (No such file or directory)
open("/etc/ld.so.cache", O_RDONLY)      = 3
...
write(1, "bin   dos   lib\t\tnano-hdb1.tar.g"..., 56) = 56
write(1, "boot  etc   lost+found\topt\t\t  sb"..., 52) = 52
write(1, "dev   home  mnt\t\tproc\t\t  SKELETO"..., 52) = 52
munmap(0x40012000, 4096)                = 0
exit_group(0)                           = ?

Nell'estratto mostrato si vede solo l'inizio e la fine del file. In particolare, all'inizio si riconosce l'utilizzo di file all'interno della directory /etc/; nella parte mancante si potrebbero notare anche i riferimenti alle librerie; infine, si vede il risultato emesso dal programma, costituito dall'elenco di file e directory, quindi la conclusione del programma stesso.

Strace può essere utile anche per chi non ha grande esperienza, per esempio per sapere dove un certo programma va a cercare certi file, o comunque per scoprire cosa c'è che impedisce il funzionamento di un programma.

Strace può essere usato anche per analizzare il funzionamento di un processo già attivo, con l'aiuto dell'opzione -p:

$ strace -p 12345[Invio]

In questo caso, si vuole analizzare il funzionamento del processo elaborativo che ha il numero PID 12 345. Con l'opzione -e trace=read si può limitare l'attenzione alla lettura dei dati dai vari descrittori:

$ strace -p 12345 -e trace=read[Invio]

In questo modo, si può vedere tutto ciò che viene letto dai vari descrittori del processo elaborativo numero 12 345.

Per poter leggere ciò che fa un altro processo elaborativo, Strace deve essere avviato con i privilegi necessari. Per esempio, se Strace funziona con i privilegi dell'utente Tizio, può leggere i processi che sono stati avviati dallo stesso utente (a meno che sia l'utente root che avvia qualcosa con privilegi di un utente comune). In alcuni sistemi, Strace viene installato con il bit SUID attivato e la proprietà all'utente root (SUID-root). In questo modo, se tutti gli utenti possono avviare il programma, chiunque può leggere ciò che fanno gli altri, anche quando si inseriscono dati riservati come una parola d'ordine.

Appunti di informatica libera 2006.01.01 --- Copyright © 2000-2006 Daniele Giacomini -- <daniele (ad) swlibero·org>, <daniele·giacomini (ad) poste·it>

1) Procps ps   GNU LGPL

2) Psmisc   software libero con licenza speciale

3) Procps top   GNU GPL

4) Htop   GNU GPL

5) Psmisc   GNU GPL

6) Lsof   software libero con licenza speciale

7) Procps uptime   GNU GPL

8) Procps free   GNU GPL

9) Strace   software libero con licenza speciale

Dovrebbe essere possibile fare riferimento a questa pagina anche con il nome situazione_dei_processi.htm

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