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14 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
15 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
16 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
17 un'interruzione software portata ad un processo.
19 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
20 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, ecc.) ma possono
21 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
22 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
23 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
25 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
26 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
27 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
28 di generazione fino ad esaminare in dettaglio le funzioni e le metodologie di
29 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
30 versioni dello standard POSIX.
33 \section{Introduzione}
36 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
37 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
38 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
39 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
42 \subsection{I concetti base}
45 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
46 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
47 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
51 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
52 accesso alla memoria fuori dai limiti validi;
53 \item la terminazione di un processo figlio;
54 \item la scadenza di un timer o di un allarme;
55 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
57 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
58 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
59 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
60 \code{C-z};\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
61 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
62 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
63 processo stesso o di un altro (solo nel caso della \func{kill}).
66 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
67 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
68 kernel che causa la generazione di un particolare tipo di segnale.
70 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
71 viene eseguita una azione predefinita o una apposita funzione di gestione
72 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
73 dall'inglese \textit{signal handler}) che può essere stata specificata
74 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
77 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
78 \label{sec:sig_semantics}
80 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
81 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
82 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
83 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
84 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
87 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
88 versioni di Unix) la funzione di gestione del segnale specificata dall'utente
89 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
90 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
91 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
93 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
94 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
95 fig.~\ref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
108 \includecodesample{listati/unreliable_sig.c}
111 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
113 \label{fig:sig_old_handler}
116 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
117 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
118 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni atomiche, e
119 sono sempre possibili delle \textit{race condition}\itindex{race~condition}
120 (sull'argomento vedi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_multi_prog}).
122 Un altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
123 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
124 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
125 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
127 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
128 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno tutti i
129 problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono \textsl{generati}
130 dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che causa il segnale. In
131 genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito campo della
132 \struct{task\_struct} del processo nella \itindex{process~table}
133 \textit{process table} (si veda fig.~\ref{fig:proc_task_struct}).
135 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
136 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
137 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
138 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
139 procedura viene effettuata dallo scheduler\itindex{scheduler} quando,
140 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
141 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
143 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
144 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
145 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
146 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
149 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
150 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
151 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
152 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask})
153 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
156 \subsection{Tipi di segnali}
157 \label{sec:sig_types}
159 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
160 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
162 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
163 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
164 genere le condizioni di errore più comuni comportano la restituzione di un
165 codice di errore da parte di una funzione di libreria; sono gli errori che
166 possono avvenire nella esecuzione delle istruzioni di un programma che causano
167 l'emissione di un segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di
170 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
171 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
172 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
174 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
175 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
176 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
177 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
179 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
180 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
181 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
182 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
183 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
184 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
185 possono arrivare dopo qualche istruzione.
187 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
188 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
189 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
190 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
191 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
193 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
194 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
195 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
196 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
197 internamente o esternamente al processo.
200 \subsection{La notifica dei segnali}
201 \label{sec:sig_notification}
203 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
204 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
205 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
206 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
207 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
210 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
211 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
212 scheduler\itindex{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno
213 che il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel
214 qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
215 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
216 notificato. Si tenga presente però che i segnali \textsl{pendenti} non si
217 accodano, alla generazione infatti il kernel marca un flag nella
218 \struct{task\_struct} del processo, per cui se prima della notifica ne vengono
219 generati altri il flag è comunque marcato, ed il gestore viene eseguito sempre
222 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
223 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
224 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché bloccare su un
225 segnale significa bloccarne la notifica). Per questo motivo un segnale,
226 fintanto che viene ignorato, non sarà mai notificato, anche se prima è stato
227 bloccato ed in seguito si è specificata una azione diversa (nel qual caso solo
228 i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati).
230 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
231 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
232 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
233 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
234 una delle tre possibilità seguenti:
237 \item ignorare il segnale;
238 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato;
239 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
242 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
243 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal} e
244 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà quest'ultimo
245 ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema farà si che
246 mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo venga
247 automaticamente bloccato (così si possono evitare \textit{race
248 condition}\itindex{race~condition}).
250 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
251 standard che (come vedremo in sez.~\ref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
252 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
253 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
255 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
256 terminazione esaminando il codice di stato riportato dalle funzioni
257 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}); questo è il modo
258 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
259 un eventuale messaggio di errore.
261 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
262 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
263 \itindex{core~dump}\textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed
264 in particolare della memoria e dello \itindex{stack} stack) prima della
265 terminazione. Questo può essere esaminato in seguito con un debugger per
266 investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso avviene se i suddetti segnali
267 vengono generati con una \func{kill}.
270 \section{La classificazione dei segnali}
271 \label{sec:sig_classification}
273 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
274 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
275 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
278 \subsection{I segnali standard}
279 \label{sec:sig_standard}
281 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
282 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
283 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso di Linux,
284 anche a seconda dell'architettura hardware.
285 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
286 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
287 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
288 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
289 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
291 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
292 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
293 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
294 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
295 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
296 definiti in vari standard.
301 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
303 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
306 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
307 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
308 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
310 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
311 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
312 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
315 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
316 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
317 \label{tab:sig_action_leg}
320 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
321 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
322 tab.~\ref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
323 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
324 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
325 è definito, secondo lo schema di tab.~\ref{tab:sig_standard_leg}.
331 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
333 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
342 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
343 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
344 \label{tab:sig_standard_leg}
347 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
348 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
349 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
350 \itindex{core~dump}\textit{core dump}), che può essere usata da un debugger
351 per esaminare lo stato dello \itindex{stack} stack e delle variabili al
352 momento della ricezione del segnale.
357 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
359 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
362 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
364 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}). \\
365 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}). \\
366 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita. \\
367 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort}. \\
368 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico. \\
369 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata. \\
370 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria. \\
371 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata. \\
372 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm}. \\
373 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \texttt{C-\bslash}. \\
374 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1. \\
375 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2. \\
376 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato. \\
377 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato. \\
378 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo. \\
379 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale. \\
380 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
382 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
384 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access). \\
385 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V);
386 Sinonimo di \const{SIGIO}. \\
387 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto. \\
388 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID).\\
389 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint. \\
390 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
391 un socket\index{socket}. \\
392 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock. \\
393 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul tempo di CPU. \\
394 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file. \\
395 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT}. \\
396 \const{SIGEMT} &L & & \\
397 % TODO che roba e` SIGEMT
398 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore. \\
399 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD). \\
400 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD}. \\
401 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione. \\
402 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR}. \\
403 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS). \\
404 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun). \\
405 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
409 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
410 \label{tab:sig_signal_list}
413 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
414 tipologia, verrà affrontata nei paragrafi successivi.
417 \subsection{Segnali di errore di programma}
418 \label{sec:sig_prog_error}
420 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
421 l'hardware (come per i \itindex{page~fault}\textit{page fault} non validi)
422 rileva un qualche errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale
423 la generazione di questi segnali significa che il programma ha dei gravi
424 problemi (ad esempio ha dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito
425 una operazione aritmetica proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
427 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
428 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
429 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
430 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
431 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
432 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
433 gestore non ci fosse stato.
435 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
436 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
437 la registrazione su disco di un file di \itindex{core~dump}\textit{core dump}
438 che viene scritto in un file \file{core} nella directory corrente del processo
439 al momento dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del
440 programma al momento della terminazione. Questi segnali sono:
441 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
442 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
443 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
444 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow. Se il gestore
445 ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed ignorare questo
446 segnale può condurre ad un ciclo infinito.
448 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
449 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
450 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
451 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
452 % TODO trovare altre info su SIGFPE e trattare la notifica delle eccezioni
454 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
455 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
456 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
457 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
458 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
459 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
460 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
461 una variabile locale, andando a corrompere lo \itindex{stack} stack. Lo
462 stesso segnale viene generato in caso di overflow dello \itindex{stack}
463 stack o di problemi nell'esecuzione di un gestore. Se il gestore ritorna il
464 comportamento del processo è indefinito.
465 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
466 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
467 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
468 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
469 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
470 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
472 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
473 inizializzato leggendo al di là della fine di un vettore.
474 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
475 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
476 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
477 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
478 (tipo fuori dallo heap o dallo \itindex{stack} stack), mentre \const{SIGBUS}
479 indica l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore
481 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
482 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
483 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
484 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
485 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
486 il debugging e un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
487 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
488 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
489 sbagliato per quest'ultima.
493 \subsection{I segnali di terminazione}
494 \label{sec:sig_termination}
496 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
497 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
498 trattarli in maniera differente.
500 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
501 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
502 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
503 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
504 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
507 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
509 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
510 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
511 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
512 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
513 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
516 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
517 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
518 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
519 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
521 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenza
522 che è controllato da un altro carattere di controllo, QUIT,
523 corrispondente alla sequenza \texttt{C-\bslash}. A differenza del
524 precedente l'azione predefinita, oltre alla terminazione del
525 processo, comporta anche la creazione di un
526 \itindex{core~dump}\textit{core dump}.
528 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
529 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
530 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
531 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
532 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
533 dump.\itindex{core~dump}
535 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
536 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
537 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
538 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
539 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
540 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
541 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
543 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
544 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
545 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
546 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
547 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
548 per eseguire un gestore.
550 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
551 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
552 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
553 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
554 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
556 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
557 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
558 file di configurazione.
562 \subsection{I segnali di allarme}
563 \label{sec:sig_alarm}
565 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
566 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
567 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
568 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
569 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
570 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
571 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
572 usato dalla funzione \func{alarm}.
574 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
575 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
578 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
579 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
580 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
581 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
582 del tempo di CPU da parte del processo.
586 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
587 \label{sec:sig_asyncio}
589 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
590 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
591 generare questi segnali. L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi
593 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
594 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
595 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
596 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
597 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
600 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
601 urgenti o \textit{out-of-band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
602 dettagli al proposito si veda sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}.
604 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
605 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
609 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
610 \label{sec:sig_job_control}
612 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
613 loro uso è specializzato e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni
614 in cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
615 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
616 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
617 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
618 segnale, la sua gestione è trattata in sez.~\ref{sec:proc_wait}.
620 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
621 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
623 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
624 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
625 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
626 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
627 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
628 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
631 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
632 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
633 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
634 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
635 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
637 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
638 stato di sleep, vedi sez.~\ref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
639 intercettato, né ignorato, né bloccato.
641 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
642 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
643 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
644 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
645 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
646 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
647 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
648 per riabilitarlo prima di fermarsi.
650 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
651 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
652 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
653 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
654 processo. L'argomento è trattato in
655 sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
657 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
658 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
659 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
660 trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
664 \subsection{I segnali di operazioni errate}
665 \label{sec:sig_oper_error}
667 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
668 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
669 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
670 resto del sistema. L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il
671 processo, questi segnali sono:
672 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
673 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe,
674 (o delle FIFO o dei socket) è necessario, prima che un processo inizi a
675 scrivere su una di esse, che un altro l'abbia aperta in lettura (si veda
676 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
677 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
678 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
679 lo ha causato fallisce, restituendo l'errore \errcode{EPIPE}.
680 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Tradizionalmente è il
681 segnale che viene generato quando si perde un advisory lock su un file su
682 NFS perché il server NFS è stato riavviato. Il progetto GNU lo utilizza per
683 indicare ad un client il crollo inaspettato di un server. In Linux è
684 definito come sinonimo di \const{SIGIO}.\footnote{ed è segnalato come BUG
685 nella pagina di manuale.}
686 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
687 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
688 tempo di CPU disponibile, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
689 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
690 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
691 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
692 file, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
696 \subsection{Ulteriori segnali}
697 \label{sec:sig_misc_sig}
699 Raccogliamo qui infine una serie di segnali che hanno scopi differenti non
700 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
701 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
702 \item[\const{SIGUSR1}] Insieme a \const{SIGUSR2} è un segnale a disposizione
703 dell'utente che lo può usare per quello che vuole. Viene generato solo
704 attraverso l'invocazione della funzione \func{kill}. Entrambi i segnali
705 possono essere utili per implementare una comunicazione elementare fra
706 processi diversi, o per eseguire a richiesta una operazione utilizzando un
707 gestore. L'azione predefinita è di terminare il processo.
708 \item[\const{SIGUSR2}] È il secondo segnale a dispozione degli utenti. Vedi
709 quanto appena detto per \const{SIGUSR1}.
710 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
711 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
712 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
713 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
714 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
715 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
716 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
717 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
718 altri processi lo ignorano.
722 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
723 \label{sec:sig_strsignal}
725 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
726 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
727 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
728 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
729 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
730 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
731 veda sez.~\ref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
732 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
733 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
736 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
737 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
738 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
741 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
742 \func{perror} descritta sempre in sez.~\ref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
744 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
745 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
746 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
749 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
750 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di usare la variabile
751 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
752 con la dichiarazione:
753 \includecodesnip{listati/siglist.c}
755 L'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
756 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
757 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
758 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
762 \section{La gestione dei segnali}
763 \label{sec:sig_management}
765 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
766 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
767 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
768 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
769 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
771 In questa sezione vedremo come si effettua la gestione dei segnali, a partire
772 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
773 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un processo
774 alla loro occorrenza.
777 \subsection{Il comportamento generale del sistema}
778 \label{sec:sig_gen_beha}
780 Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
781 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
782 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
783 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
784 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
786 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo
787 processo esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i
788 singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi
789 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi
790 vengono cancellati; essi infatti devono essere recapitati solo al padre, al
791 figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti alle sue azioni.
793 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
794 quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
795 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
796 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
797 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
799 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
800 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
801 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
802 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
803 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
804 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
806 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
807 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano\index{system~call~lente}
808 \textsl{lente} (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
809 parte di esse appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata
810 dall'arrivo di un segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro
811 esecuzione è sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre
812 data dopo che la system call è stata completata, in quanto attendere per
813 eseguire un gestore non comporta nessun inconveniente.
815 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
816 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
817 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
818 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
819 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
820 presenta questa situazione è il seguente:
822 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
823 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}, i
824 socket\index{socket} o le pipe);
825 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
826 accettati immediatamente (di nuovo comune per i socket);
827 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
828 immediate per una risposta (ad esempio l'apertura di un nastro che deve
830 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
831 eseguite immediatamente;
832 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
834 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
836 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
839 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore sia
840 ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
841 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
842 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
843 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni che eseguono una system
844 call lenta per ripeterne la chiamata qualora l'errore fosse questo.
846 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
847 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
848 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
849 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
850 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
852 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
853 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente una system call
854 interrotta invece di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è bisogno
855 di preoccuparsi di controllare il codice di errore; si perde però la
856 possibilità di eseguire azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare
859 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
860 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
861 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
862 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
863 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
866 \subsection{La funzione \func{signal}}
867 \label{sec:sig_signal}
869 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
870 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C.
871 Quest'ultimo però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è
872 tanto vaga da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo
873 per cui ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
874 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
875 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
876 alcuni argomenti aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
877 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
878 funzione \func{sigaction}.} che è:
879 \begin{prototype}{signal.h}
880 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
882 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
883 segnale \param{signum}.
885 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
886 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
889 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
890 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
891 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
892 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
893 \includecodesnip{listati/signal.c}
894 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
895 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
896 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
897 \type{sighandler\_t} che è:
898 \includecodesnip{listati/sighandler_t.c}
899 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
900 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
901 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
902 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
903 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
904 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
905 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
908 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
909 direttamente con una delle costanti definite in sez.~\ref{sec:sig_standard}. Il
910 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
911 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
912 \const{SIG\_IGN} con cui si dice di ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
913 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
914 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere né ignorati né
915 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
918 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
919 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
920 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
921 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
922 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
925 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
926 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
927 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
928 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata, secondo la
929 semantica inaffidabile; anche Linux seguiva questa convenzione con le vecchie
930 librerie del C come le \acr{libc4} e le \acr{libc5}.\footnote{nelle
931 \acr{libc5} esiste però la possibilità di includere \file{bsd/signal.h} al
932 posto di \file{signal.h}, nel qual caso la funzione \func{signal} viene
933 ridefinita per seguire la semantica affidabile usata da BSD.}
935 Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non disinstallando il gestore
936 e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con l'utilizzo delle
937 \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è passato a questo comportamento. Il
938 comportamento della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato
939 per i motivi visti in sez.~\ref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto
940 chiamando \func{sysv\_signal}, una volta che si sia definita la macro
941 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}. In generale, per evitare questi problemi, l'uso di
942 \func{signal} (ed ogni eventuale ridefinizine della stessa) è da evitare;
943 tutti i nuovi programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
945 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
946 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
947 \const{SIGSEGV} (qualora questi non originino da una chiamata ad una
948 \func{kill} o ad una \func{raise}) è indefinito. Un gestore che ritorna da
949 questi segnali può dare luogo ad un ciclo infinito.
952 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
953 \label{sec:sig_kill_raise}
955 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
956 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
957 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
960 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
961 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
962 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
963 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
964 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
966 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
967 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
969 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
970 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
971 specificato un numero di segnale invalido.}
974 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
975 essere specificato con una delle macro definite in
976 sez.~\ref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
977 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
978 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
979 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
980 chiamando \func{raise}.
982 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
983 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
984 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
987 \headdecl{sys/types.h}
989 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
990 processo specificato con \param{pid}.
992 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
993 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
995 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
996 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
997 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
1002 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
1003 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
1004 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
1005 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
1006 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
1007 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
1008 sez.~\ref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
1009 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
1011 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
1012 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
1013 riportati in tab.~\ref{tab:sig_kill_values}.
1015 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1016 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1017 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1018 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1019 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1021 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1022 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1023 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1024 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1026 Invia il segnale \param{signal} al \itindex{process~group} \textit{process
1027 group} \param{pidgrp}.
1029 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1030 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1032 \noindent e permette di inviare un segnale a tutto un \itindex{process~group}
1033 \textit{process group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}).
1038 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1040 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1043 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1044 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \itindex{process~group}
1045 \textit{process group} del chiamante.\\
1046 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1047 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1048 \itindex{process~group} $|\code{pid}|$.\\
1051 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1053 \label{tab:sig_kill_values}
1056 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1057 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1058 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1059 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1060 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1061 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1062 (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:sig_termination}), non è possibile
1063 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1064 un gestore installato.
1066 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1067 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1068 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1069 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazioni di
1070 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1071 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1074 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1075 \label{sec:sig_alarm_abort}
1077 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1078 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1079 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1080 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1082 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1083 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1085 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1086 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1089 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1090 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1091 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1092 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1095 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1096 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1097 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1099 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1100 dell'allarme programmato in precedenza. In questo modo è possibile controllare
1101 se non si è cancellato un precedente allarme e predisporre eventuali misure
1102 che permettano di gestire il caso in cui servono più interruzioni.
1104 In sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1105 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1106 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1107 processo tre diversi timer:
1109 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1110 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1111 l'emissione di \const{SIGALRM};
1112 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1113 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1114 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM};
1115 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1116 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1117 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1118 sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1119 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1122 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1123 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1124 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1125 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1126 genera il segnale una sola volta.
1128 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1129 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1130 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1132 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1133 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1135 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1136 \param{value} sul timer specificato da \param{which}.
1138 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1139 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1143 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1144 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1145 tab.~\ref{tab:sig_setitimer_values}.
1149 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1151 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1154 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1155 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1156 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1159 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1161 \label{tab:sig_setitimer_values}
1164 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1165 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1166 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1167 struttura \struct{itimerval}, definita in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}.
1169 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1170 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1171 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1172 permette una precisione fino al microsecondo.
1174 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1175 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1176 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1177 è nullo il timer si ferma.
1179 \begin{figure}[!htb]
1180 \footnotesize \centering
1181 \begin{minipage}[c]{15cm}
1182 \includestruct{listati/itimerval.h}
1185 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1187 \label{fig:sig_itimerval}
1190 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1191 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1192 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1193 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1194 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1195 fig.~\ref{fig:sig_alarm_def}.
1197 \begin{figure}[!htb]
1198 \footnotesize \centering
1199 \begin{minipage}[c]{15cm}
1200 \includestruct{listati/alarm_def.c}
1203 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1204 \label{fig:sig_alarm_def}
1207 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1208 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1209 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1210 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1211 effettuato per eccesso).
1213 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1214 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1215 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1216 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1217 seconda del carico del sistema.
1219 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1220 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1221 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1222 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1223 in sez.~\ref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1226 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1227 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1228 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1229 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1232 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \param{which}.
1234 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1235 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1237 \noindent i cui argomenti hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1241 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort},
1242 che, come accennato in sez.~\ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1243 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1245 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1247 Abortisce il processo corrente.
1249 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1250 segnale di \const{SIGABRT}.}
1253 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1254 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1255 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1256 prima della terminazione del processo.
1258 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1259 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1260 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1261 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1262 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1263 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1264 eventuali funzioni registrate con \func{atexit} e \func{on\_exit}.
1267 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1268 \label{sec:sig_pause_sleep}
1270 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1271 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1272 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1273 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1274 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1275 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1276 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1277 sez.~\ref{sec:proc_sched}.}
1279 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1280 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1281 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1283 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1285 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1286 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce $-1$ e
1287 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1290 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1291 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1292 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1293 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1294 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1297 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1298 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1300 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1302 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1304 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1305 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1308 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1309 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1310 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1311 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1312 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1313 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1314 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1315 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1318 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1319 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1320 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1321 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1322 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1323 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1324 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1326 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1327 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1328 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1329 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1330 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1331 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1332 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1334 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1336 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1337 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1342 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1343 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1344 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1345 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1346 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1349 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1350 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1352 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1353 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1355 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1356 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1357 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1361 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1362 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1363 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1364 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come argomenti
1365 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1366 fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1367 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1369 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1370 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1371 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1372 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1374 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1375 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1376 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1377 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1378 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\itindex{scheduler}
1379 e cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ},
1380 (sempre che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso
1381 in esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1382 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1384 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1385 secondo usando politiche di scheduling real-time come \const{SCHED\_FIFO} o
1386 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1387 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1391 \subsection{Un esempio elementare}
1392 \label{sec:sig_sigchld}
1394 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1395 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1396 sez.~\ref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1397 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1398 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1399 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1400 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1401 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1402 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1403 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1404 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1405 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1406 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1407 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1408 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello di chiamare
1409 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1410 la formazione di zombie\index{zombie}.
1412 In fig.~\ref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1413 implementazione generica di una funzione di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1414 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1415 di sez.~\ref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1416 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1417 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1418 di zombie\index{zombie}.
1420 \begin{figure}[!htb]
1421 \footnotesize \centering
1422 \begin{minipage}[c]{15cm}
1423 \includecodesample{listati/hand_sigchild.c}
1426 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1428 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1431 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1432 programmazione (si ricordi quanto accennato sez.~\ref{sec:sys_errno}) si
1433 comincia (\texttt{\small 6--7}) con il salvare lo stato corrente di
1434 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1435 (\texttt{\small 16--17}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1436 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che altrimenti sarebbe
1437 sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di \func{waitpid}.
1439 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1440 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1441 (\texttt{\small 9--15}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1442 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1443 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1444 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1445 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1446 i segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al processo ne
1447 viene recapitato soltanto uno.
1449 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1450 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1451 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1452 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1453 rimosso verrà recapitato un solo segnale.
1455 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1456 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1457 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1458 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1460 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1461 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1462 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda sez.~\ref{sec:proc_wait} per
1463 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1464 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1465 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1469 \section{Gestione avanzata}
1470 \label{sec:sig_control}
1472 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento alle modalità più elementari
1473 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1474 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie \textit{race
1475 condition}\itindex{race~condition} che i segnali possono generare e alla
1476 natura asincrona degli stessi.
1478 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1479 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1480 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1481 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1482 casistica ordinaria.
1485 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1486 \label{sec:sig_example}
1488 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1489 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1490 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1491 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1492 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1494 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1495 nostra implementazione sarà quello di installare il relativo gestore salvando
1496 il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una chiamata ad
1497 \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del segnale a cui
1498 segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma (\texttt{\small
1499 18-20}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause}, causato dal
1500 ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il gestore originario
1501 (\texttt{\small 21-22}) restituendo l'eventuale tempo rimanente
1502 (\texttt{\small 23-24}) che potrà essere diverso da zero qualora
1503 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1505 \begin{figure}[!htb]
1506 \footnotesize \centering
1507 \begin{minipage}[c]{15cm}
1508 \includecodesample{listati/sleep_danger.c}
1511 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1512 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1515 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1516 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1517 presenta una pericolosa \textit{race condition}\itindex{race~condition}.
1518 Infatti, se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1519 \func{pause}, può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il
1520 tempo di attesa scada prima dell'esecuzione di quest'ultima, cosicché essa
1521 sarebbe eseguita dopo l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si
1522 troverebbe di fronte ad un deadlock\itindex{deadlock}, in quanto \func{pause}
1523 non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1525 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1526 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi sez.~\ref{sec:proc_longjmp}) per
1527 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1528 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1529 codice del tipo di quello riportato in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1531 \begin{figure}[!htb]
1532 \footnotesize \centering
1533 \begin{minipage}[c]{15cm}
1534 \includecodesample{listati/sleep_defect.c}
1537 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1538 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1541 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-27}) non ritorna come in
1542 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 25}) per
1543 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1544 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1545 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1548 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1549 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1550 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1551 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1552 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1553 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1554 timeout su una qualunque system call bloccante.
1556 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1557 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1558 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1559 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1560 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}).
1562 \begin{figure}[!htb]
1563 \footnotesize\centering
1564 \begin{minipage}[c]{15cm}
1565 \includecodesample{listati/sig_alarm.c}
1568 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1569 evento generato da un segnale.}
1570 \label{fig:sig_event_wrong}
1573 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1574 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1575 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1576 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1578 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in
1579 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}, in cui si genera una
1580 \itindex{race~condition}\textit{race condition}; infatti, in una situazione in
1581 cui un segnale è già arrivato (e \var{flag} è già ad 1) se un altro segnale
1582 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1583 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1584 occorrenza sarà perduta.
1586 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1587 delle funzioni più sofisticate di quelle finora illustrate, queste hanno la
1588 loro origine nella semplice interfaccia dei primi sistemi Unix, ma con esse
1589 non è possibile gestire in maniera adeguata di tutti i possibili aspetti con
1590 cui un processo deve reagire alla ricezione di un segnale.
1594 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1595 \label{sec:sig_sigset}
1597 \itindbeg{signal~set}
1599 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1600 originarie, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1601 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1602 gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali pendenti.
1603 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1604 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1605 permette di ottenere un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1606 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1607 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1608 viene usualmente chiamato), tale tipo di dato viene usato per gestire il
1611 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1612 dimensione opportuna, di solito pari al numero di bit dell'architettura della
1613 macchina,\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32 segnali
1614 distinti: dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è necessità di
1615 nessuna struttura più complicata.} ciascun bit del quale è associato ad uno
1616 specifico segnale; in questo modo è di solito possibile implementare le
1617 operazioni direttamente con istruzioni elementari del processore. Lo standard
1618 POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione degli insiemi di
1619 segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset}, \funcd{sigaddset},
1620 \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi sono:
1624 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1625 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1627 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1628 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1630 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1631 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1633 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1634 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1636 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1637 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1639 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1640 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1641 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano $-1$, con \var{errno}
1642 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1643 non sia un segnale valido).}
1646 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1647 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1648 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1649 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1650 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1652 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1653 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1654 segnali attivi (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1655 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1656 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1657 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1658 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1661 \itindend{signal~set}
1664 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1665 \label{sec:sig_sigaction}
1667 Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1668 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1669 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1670 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1672 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1673 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialmente lo stesso uso di \func{signal},
1674 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1675 da un processo. Il suo prototipo è:
1676 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1677 *act, struct sigaction *oldact)}
1679 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1681 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1682 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1684 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1685 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1687 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1691 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1692 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1693 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1694 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1695 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1696 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1697 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1698 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1701 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1702 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1703 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1704 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1705 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1707 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1708 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1709 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1710 definita secondo quanto riportato in fig.~\ref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1711 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1714 \begin{figure}[!htb]
1715 \footnotesize \centering
1716 \begin{minipage}[c]{15cm}
1717 \includestruct{listati/sigaction.h}
1720 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1721 \label{fig:sig_sigaction}
1724 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1725 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1726 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1727 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1728 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1729 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1732 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1733 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1734 fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1735 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1736 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1737 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1738 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1739 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1740 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1741 in tab.~\ref{tab:sig_sa_flag}.
1746 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1748 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1751 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1752 essere notificato quando il processo figlio viene
1753 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1754 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1756 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1757 predefinito una volta che il gestore è stato
1758 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1759 semantica inaffidabile.\\
1760 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1761 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1762 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1763 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1764 di BSD.\index{system~call~lente}\\
1765 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1766 l'esecuzione del gestore.\\
1767 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1768 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1769 gestore in forma estesa usando
1770 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1771 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno \itindex{stack} stack
1772 alternativo per l'esecuzione del gestore (vedi
1773 sez.~\ref{sec:sig_specific_features}).\\
1776 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1777 \label{tab:sig_sa_flag}
1780 % TODO con il 2.6 sono stati aggiunti SA_NOCLDWAIT e altro, documentare
1782 Come si può notare in fig.~\ref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction} permette
1783 di utilizzare due forme diverse di gestore,\footnote{La possibilità è prevista
1784 dallo standard POSIX.1b, ed è stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x
1785 con l'introduzione dei segnali real-time (vedi
1786 sez.~\ref{sec:sig_real_time}); in precedenza era possibile ottenere alcune
1787 informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un secondo parametro
1788 addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è deprecato.} da
1789 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1790 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o
1791 \var{sa\_handler},\footnote{i due tipi devono essere usati in maniera
1792 alternativa, in certe implementazioni questi campi vengono addirittura
1793 definiti come \ctyp{union}.} Quest'ultima è quella classica usata anche con
1794 \func{signal}, mentre la prima permette di usare un gestore più complesso, in
1795 grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema, attraverso la
1796 struttura \struct{siginfo\_t}, riportata in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}.
1798 \begin{figure}[!htb]
1799 \footnotesize \centering
1800 \begin{minipage}[c]{15cm}
1801 \includestruct{listati/siginfo_t.h}
1804 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1805 \label{fig:sig_siginfo_t}
1808 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1809 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1810 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1811 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1812 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1813 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1814 causato l'emissione del segnale.
1816 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1817 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1818 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1819 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1820 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1821 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1822 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1823 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1824 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1825 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1826 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1827 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1828 manuale di \func{sigaction}.
1830 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1831 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1832 segnali real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1833 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1834 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1835 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo in
1836 cui è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi
1837 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) avvalora \var{si\_fd} con il numero del
1838 file descriptor e \var{si\_band} per i dati urgenti su un
1839 socket\index{socket}.
1841 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1842 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1843 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1844 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1845 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1846 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1847 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1848 un ripristino corretto dello stesso.
1850 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1851 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1852 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1853 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1854 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1855 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1856 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1858 \begin{figure}[!htb]
1859 \footnotesize \centering
1860 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1861 \includecodesample{listati/Signal.c}
1864 \caption{La funzione \func{Signal}, equivalente a \func{signal}, definita
1865 attraverso \func{sigaction}.}
1866 \label{fig:sig_Signal_code}
1869 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1870 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
1871 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
1872 fig.~\ref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
1873 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
1874 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
1875 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
1876 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
1877 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
1878 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
1879 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
1880 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
1881 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
1882 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
1883 un nuovo frame nello \itindex{stack} stack per chiamare la funzione
1884 costituirebbero una parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il
1885 programma. Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle
1886 macro, ma queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio
1887 degli argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
1892 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1893 \textit{signal mask}}
1894 \label{sec:sig_sigmask}
1896 \itindbeg{signal~mask}
1897 Come spiegato in sez.~\ref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1898 permettono di bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1899 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
1900 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
1901 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
1902 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
1903 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
1904 accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
1905 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
1906 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
1907 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
1909 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}
1910 è che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso
1911 in questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
1912 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
1913 che essi siano eseguite senza interruzioni.
1915 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
1916 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
1917 norma sono atomiche; quando si devono eseguire operazioni più complesse si può
1918 invece usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o
1919 più segnali; il suo prototipo è:
1920 \begin{prototype}{signal.h}
1921 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
1923 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
1925 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1926 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1928 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1929 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1933 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
1934 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
1935 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
1936 specificate in tab.~\ref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
1937 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
1943 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1945 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1948 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
1949 quello specificato e quello corrente.\\
1950 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
1951 dalla maschera dei segnali, specificare la
1952 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
1953 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
1954 specificato da \param{set}.\\
1957 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
1958 \func{sigprocmask}.}
1959 \label{tab:sig_procmask_how}
1962 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
1963 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della
1964 \index{sezione~critica} sezione critica. La funzione permette di risolvere
1965 problemi come quelli mostrati in fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo
1966 la sezione fra il controllo del flag e la sua cancellazione.
1968 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
1969 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
1970 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
1971 perduta alla conclusione del terminatore.
1973 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
1974 dei casi di \textit{race condition}\itindex{race~condition} restano aperte
1975 alcune possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello
1976 del problema illustrato nell'esempio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}, e
1977 cioè la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
1978 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
1979 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
1980 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
1981 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
1982 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
1983 \begin{prototype}{signal.h}
1984 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
1986 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
1988 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1989 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1991 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1992 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1996 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
1997 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
1998 sez.~\ref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
1999 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per poter
2000 usare l'implementazione vista in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2001 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2002 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2003 ottenere un'implementazione, riportata in fig.~\ref{fig:sig_sleep_ok} che non
2004 presenta neanche questa necessità.
2006 \begin{figure}[!htb]
2007 \footnotesize \centering
2008 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
2009 \includecodesample{listati/sleep.c}
2012 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2013 \label{fig:sig_sleep_ok}
2016 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2017 non si è usato l'approccio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando
2018 l'uso di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 27-30})
2019 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2020 programma messo in attesa.
2022 La prima parte della funzione (\texttt{\small 6-10}) provvede ad installare
2023 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2024 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 23}); il passo
2025 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 11-14}) per
2026 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2027 \func{alarm} (\texttt{\small 16}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2028 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2029 fine (\texttt{\small 22}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2030 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2033 In questo modo non sono più possibili \textit{race
2034 condition}\itindex{race~condition} dato che \const{SIGALRM} viene
2035 disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla chiamata di \func{sigsuspend}.
2036 Questo metodo è assolutamente generale e può essere applicato a qualunque
2037 altra situazione in cui si deve attendere per un segnale, i passi sono sempre
2040 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2041 con \func{sigprocmask};
2042 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2043 ricezione del segnale voluto;
2044 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2046 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2047 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2048 deadlock\itindex{deadlock} dovuto all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione
2049 di \func{sigsuspend}.
2051 \itindend{signal~mask}
2054 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2055 \label{sec:sig_specific_features}
2057 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2058 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2059 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2061 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2062 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2063 \begin{prototype}{signal.h}
2064 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2066 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2068 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2072 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2073 in corso, cioè i segnali che sono stati inviati dal kernel ma non sono stati
2074 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2075 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2076 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2077 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2078 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2080 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2081 di usare uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali; è cioè possibile
2082 fare usare al sistema un altro \itindex{stack} stack (invece di quello
2083 relativo al processo, vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}) solo durante
2084 l'esecuzione di un gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto
2085 trasparente ai gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2087 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2089 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2090 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo;
2091 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2092 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi tab.~\ref{tab:sig_sa_flag})
2093 per dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2097 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2098 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2099 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2100 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2101 prima delle due è la dimensione canonica per uno \itindex{stack} stack di
2102 segnali e di norma è sufficiente per tutti gli usi normali.
2104 La seconda è lo spazio che occorre al sistema per essere in grado di lanciare
2105 il gestore e la dimensione di uno stack alternativo deve essere sempre
2106 maggiore di questo valore. Quando si conosce esattamente quanto è lo spazio
2107 necessario al gestore gli si può aggiungere questo valore per allocare uno
2108 \itindex{stack} stack di dimensione sufficiente.
2110 Come accennato, per poter essere usato, lo \itindex{stack} stack per i segnali
2111 deve essere indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il
2113 \begin{prototype}{signal.h}
2114 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2116 Installa un nuovo stack per i segnali.
2118 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2119 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2122 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2123 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2124 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2125 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2126 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2127 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2128 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2132 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2133 \var{stack\_t}, definita in fig.~\ref{fig:sig_stack_t}. I due valori
2134 \param{ss} e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo
2135 \itindex{stack} stack da installare e quello corrente (che viene restituito
2136 dalla funzione per un successivo ripristino).
2138 \begin{figure}[!htb]
2139 \footnotesize \centering
2140 \begin{minipage}[c]{15cm}
2141 \includestruct{listati/stack_t.h}
2144 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2145 \label{fig:sig_stack_t}
2148 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello
2149 \itindex{stack} stack, mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo
2150 \var{ss\_flags} invece indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo
2151 stack occorre inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al
2152 puntatore e alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags}
2153 deve essere nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2154 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2157 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2158 dimensione dello \itindex{stack} stack corrente nei relativi campi, mentre
2159 \var{ss\_flags} potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è
2160 in esecuzione sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile
2161 cambiarlo) e \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2163 In genere si installa uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali
2164 quando si teme di avere problemi di esaurimento dello stack standard o di
2165 superamento di un limite (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) imposto con
2166 chiamate del tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}. In tal caso
2167 infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe essere gestito
2168 soltanto avendo abilitato uno \itindex{stack} stack alternativo.
2170 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2171 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2172 avviene per lo \itindex{stack} stack ordinario dei processi, non si accresce
2173 automaticamente (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze
2174 imprevedibili). Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della
2175 famiglia \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2177 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2178 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2179 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2180 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2181 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2183 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2184 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2185 dall'implementazione; in particolare BSD prevede che sia ripristinata la
2186 maschera dei segnali precedente l'invocazione, come per un normale ritorno,
2189 Lo standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2190 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2191 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2192 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2194 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2195 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2196 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2200 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2201 dello stack per un salto non-locale\index{salto~non-locale}.
2203 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2204 non-locale su un precedente contesto.
2206 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2207 \func{longjmp} di sez.~\ref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2208 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2211 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2212 salvato il contesto dello \itindex{stack} stack per permettere il
2213 \index{salto~non-locale}salto non-locale; nel caso specifico essa è di tipo
2214 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2215 sez.~\ref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2216 maschera dei segnali.
2218 Nel caso di \func{sigsetjmp}, se si specifica un valore di \param{savesigs}
2219 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2220 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2221 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2226 \subsection{I segnali real-time}
2227 \label{sec:sig_real_time}
2230 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2231 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2232 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2233 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2234 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2236 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2237 \item[I segnali non sono accumulati]
2238 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2239 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2240 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto;
2241 \item[I segnali non trasportano informazione]
2242 i segnali classici non prevedono altra informazione sull'evento
2243 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2244 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero);
2245 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2246 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2247 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2248 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2252 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2253 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2254 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare le funzionalità
2258 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2259 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2260 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2261 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2262 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2263 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2264 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2265 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al gestore,
2266 attraverso l'uso di un apposito campo \var{si\_value} nella struttura
2267 \struct{siginfo\_t}, accessibile tramite gestori di tipo
2268 \var{sa\_sigaction}.
2271 Queste nuove funzionalità (eccetto l'ultima, che, come vedremo, è parzialmente
2272 disponibile anche con i segnali ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali
2273 real-time; questi ultimi sono accessibili in un range di valori specificati
2274 dalle due macro \const{SIGRTMIN} e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di
2275 solito (cioè sulla piattaforma i386) il primo valore è 33, ed il secondo
2276 \code{\_NSIG-1}, che di norma è 64, per un totale di 32 segnali disponibili,
2277 contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il numero minimo
2278 e massimo associato ad un segnale real-time.
2280 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2281 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2282 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2283 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2284 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2287 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2288 specifico, a meno di non utilizzarli in meccanismi di notifica come quelli per
2289 l'I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o per le code di
2290 messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); pertanto devono essere
2291 inviati esplicitamente.
2293 Inoltre, per poter usufruire della capacità di restituire dei dati, i relativi
2294 gestori devono essere installati con \func{sigaction}, specificando per
2295 \var{sa\_flags} la modalità \const{SA\_SIGINFO} che permette di utilizzare la
2296 forma estesa \var{sa\_sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). In
2297 questo modo tutti i segnali real-time possono restituire al gestore una serie
2298 di informazioni aggiuntive attraverso l'argomento \struct{siginfo\_t}, la cui
2299 definizione è stata già vista in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}, nella
2300 trattazione dei gestori in forma estesa.
2302 In particolare i campi utilizzati dai segnali real-time sono \var{si\_pid} e
2303 \var{si\_uid} in cui vengono memorizzati rispettivamente il \acr{pid} e
2304 l'user-ID effettivo del processo che ha inviato il segnale, mentre per la
2305 restituzione dei dati viene usato il campo \var{si\_value}.
2307 Questo è una \ctyp{union} di tipo \struct{sigval\_t} (la sua definizione è in
2308 fig.~\ref{fig:sig_sigval}) in cui può essere memorizzato o un valore numerico,
2309 se usata nella forma \var{sival\_int}, o un indirizzo, se usata nella forma
2310 \var{sival\_ptr}. L'unione viene usata dai segnali real-time e da vari
2311 meccanismi di notifica\footnote{un campo di tipo \struct{sigval\_t} è presente
2312 anche nella struttura \struct{sigevent} che viene usata dai meccanismi di
2313 notifica come quelli per l'I/O asincrono (vedi
2314 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
2315 sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}).} per restituire dati al gestore del segnale; in
2316 alcune definizioni essa viene identificata anche come \code{union sigval}.
2318 \begin{figure}[!htb]
2319 \footnotesize \centering
2320 \begin{minipage}[c]{15cm}
2321 \includestruct{listati/sigval_t.h}
2324 \caption{La unione \structd{sigval\_t}.}
2325 \label{fig:sig_sigval}
2328 A causa delle loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta ad
2329 inviare segnali real-time, poiché non è in grado di fornire alcun valore
2330 per \struct{sigval\_t}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2331 funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2332 \begin{prototype}{signal.h}
2333 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const sigval\_t value)}
2335 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2336 gestore il valore \param{value}.
2338 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2339 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2341 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2342 segnali in attesa si consegna.
2343 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2344 segnale al processo specificato.
2345 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2346 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2349 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2352 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2353 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2354 stessi; un valore nullo di \param{signo} permette di verificare le condizioni
2355 di errore senza inviare nessun segnale.
2357 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2358 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2359 (vale a dire che c'è posto\footnote{la profondità della coda è indicata dalla
2360 costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di sistema definite
2361 dallo standard POSIX che non abbiamo riportato esplicitamente in
2362 sez.~\ref{sec:sys_limits}; il suo valore minimo secondo lo standard,
2363 \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32. Nel caso di Linux questo è uno
2364 dei parametri del kernel impostabili sia con \func{sysctl}, che scrivendolo
2365 direttamente in \file{/proc/sys/kernel/rtsig-max}, il valore predefinito è
2366 di 1024.} nella coda dei segnali real-time) esso viene inserito e diventa
2367 pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2368 \struct{siginfo\_t} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2369 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2370 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2371 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2373 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2374 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2375 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2376 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2377 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2378 \begin{prototype}{signal.h}
2379 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2381 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2383 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2384 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2386 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2387 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2390 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2393 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2394 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2395 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2396 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2397 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2398 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2399 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2402 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2403 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2404 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2405 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2406 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2407 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2410 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2411 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2412 relativi prototipi sono:
2416 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2418 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2419 segnale in \param{info}.
2421 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2422 struct timespec *info)}
2424 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2425 timeout in \param{timeout}.
2428 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2429 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2430 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2432 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2438 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2439 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2440 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2441 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2442 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2443 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2445 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2446 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2447 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2448 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2449 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2450 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2452 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2453 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2454 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2455 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2456 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2457 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2458 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2459 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2460 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2463 %%% Local Variables:
2465 %%% TeX-master: "gapil"