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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, etc.) 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 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 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 routine 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 routine 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 \secref{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}
109 int sig_handler(); /* handler function */
113 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
119 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
120 ... /* process signal */
125 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
127 \label{fig:sig_old_handler}
130 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
131 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
132 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni
133 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition\index{race condition}
134 (sull'argomento vedi quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
136 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
137 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
138 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
139 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
141 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
142 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
143 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
144 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
145 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
146 campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
147 \figref{fig:proc_task_struct}).
149 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
150 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
151 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
152 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
153 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{scheduler} quando,
154 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
155 segnale nella \var{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
157 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
158 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
159 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
160 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
163 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
164 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
165 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
166 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi \secref{sec:sig_sigmask})
167 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
170 \subsection{Tipi di segnali}
171 \label{sec:sig_types}
173 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
174 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
176 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
177 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
178 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
179 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
180 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
181 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
183 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
184 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
185 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
187 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
188 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
189 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
190 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
192 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
193 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
194 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
195 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
196 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
197 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
198 possono arrivare dopo qualche istruzione.
200 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
201 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
202 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
203 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
204 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
206 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
207 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
208 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
209 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
210 internamente o esternamente al processo.
213 \subsection{La notifica dei segnali}
214 \label{sec:sig_notification}
216 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
217 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
218 \var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
219 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
220 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
223 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
224 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
225 scheduler\index{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno che
226 il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel qual
227 caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
228 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
231 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
232 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
233 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
234 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
235 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
236 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
237 nuova specificazione saranno notificati).
239 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
240 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
241 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
242 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
243 una delle tre possibilità seguenti:
246 \item ignorare il segnale.
247 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato.
248 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
251 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
252 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
253 \secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà
254 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
255 farà si che mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo
256 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race
257 condition\index{race condition}).
259 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
260 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
261 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
262 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
264 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
265 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
266 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
267 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
268 un eventuale messaggio di errore.
270 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
271 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
272 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
273 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
274 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
275 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
278 \section{La classificazione dei segnali}
279 \label{sec:sig_classification}
281 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
282 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
283 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
286 \subsection{I segnali standard}
287 \label{sec:sig_standard}
289 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
290 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
291 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
292 anche a seconda dell'architettura hardware.
293 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
294 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
295 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
296 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
297 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
299 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
300 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
301 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
302 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
303 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
304 definiti in vari standard.
309 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
311 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
314 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
315 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
316 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
318 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
319 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
320 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
323 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
324 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
325 \label{tab:sig_action_leg}
328 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
329 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
330 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
331 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
332 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
333 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
339 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
341 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
350 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
351 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
352 \label{tab:sig_standard_leg}
355 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
356 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
357 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
358 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
359 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
364 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
366 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
369 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
371 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
372 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
373 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
374 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
375 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
376 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
377 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
378 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
379 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
380 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
381 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
382 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
383 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
384 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
385 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
386 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
387 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
389 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
391 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
392 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
393 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
394 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
395 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
396 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
397 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
398 un socket\index{socket}\\
399 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
400 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
401 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
402 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
403 \const{SIGEMT} &L & & \\
404 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
405 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
406 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
407 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
408 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
409 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
410 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
411 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
415 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
416 \label{tab:sig_signal_list}
419 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
420 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
423 \subsection{Segnali di errore di programma}
424 \label{sec:sig_prog_error}
426 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
427 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
428 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
429 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
430 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
431 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
433 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
434 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
435 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
436 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
437 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
438 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
439 gestore non ci fosse stato.
441 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
442 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
443 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
444 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
445 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
446 al momento della terminazione.
449 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
450 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
451 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
452 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
454 Se il gestore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
455 ignorare questo segnale può condurre ad un ciclo infinito.
457 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
458 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
459 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
460 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
462 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
463 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
464 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
465 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
466 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
467 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
468 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
469 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
470 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
471 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
473 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
474 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
475 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
476 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
477 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
478 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
480 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
481 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
482 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
483 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
484 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
485 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
486 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \const{SIGBUS} indica
487 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
489 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
490 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
491 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
492 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
493 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
494 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
495 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
496 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
497 sbagliato per quest'ultima.
501 \subsection{I segnali di terminazione}
502 \label{sec:sig_termination}
504 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
505 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
506 trattarli in maniera differente.
508 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
509 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
510 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
511 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
512 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
515 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
517 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
518 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
519 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
520 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
521 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
522 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
523 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
524 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
525 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
526 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenze che è
527 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
528 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
529 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
531 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
532 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
533 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
534 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
535 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
537 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
538 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
539 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
540 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
541 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
542 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
543 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
545 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
546 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
547 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
548 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
549 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
550 per eseguire un gestore.
551 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
552 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
553 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
554 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
555 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
557 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
558 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
559 file di configurazione.
563 \subsection{I segnali di allarme}
564 \label{sec:sig_alarm}
566 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
567 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
568 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
569 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
570 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
571 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
572 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
573 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
577 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
578 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
579 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
580 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
581 del tempo di CPU da parte del processo.
585 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
586 \label{sec:sig_asyncio}
588 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
589 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
590 generare questi segnali.
592 L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi segnali sono:
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
599 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
600 urgenti o \textit{out of band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
601 dettagli al proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
602 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
603 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
607 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
608 \label{sec:sig_job_control}
610 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
611 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
612 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
613 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
614 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
615 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
616 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
617 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
618 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
619 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
620 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
621 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
622 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
623 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
624 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
627 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
628 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
629 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
630 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
631 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
633 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
634 stato di sleep, vedi \secref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
635 intercettato, né ignorato, né bloccato.
636 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
637 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
638 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
639 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
640 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
641 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
642 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
643 per riabilitarlo prima di fermarsi.
644 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
645 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
646 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
647 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
648 processo. L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
649 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
650 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
651 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
652 trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
656 \subsection{I segnali di operazioni errate}
657 \label{sec:sig_oper_error}
659 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
660 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
661 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
664 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
666 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
667 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
668 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
669 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
670 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
671 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
672 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
673 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \errcode{EPIPE}
674 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
675 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
676 situazione precedente.
677 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
678 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
679 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
680 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
681 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
682 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
683 file, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
687 \subsection{Ulteriori segnali}
688 \label{sec:sig_misc_sig}
690 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
691 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
692 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
693 \item[\const{SIGUSR1}] Vedi \const{SIGUSR2}.
694 \item[\const{SIGUSR2}] Insieme a \const{SIGUSR1} è un segnale a disposizione
695 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
696 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
697 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un gestore. L'azione
698 predefinita è di terminare il processo.
699 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
700 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
701 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
702 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
703 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
704 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
705 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
706 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
707 altri processi lo ignorano.
711 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
712 \label{sec:sig_strsignal}
714 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
715 \func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
716 dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
717 segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
718 gestore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
719 GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
720 funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
721 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
722 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
725 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
726 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
727 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
730 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
731 descritta sempre in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
732 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
733 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
734 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
737 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
738 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
739 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
740 con la dichiarazione:
741 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
742 extern const char *const sys_siglist[]
744 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
745 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
746 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
747 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
751 \section{La gestione dei segnali}
752 \label{sec:sig_management}
754 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
755 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
756 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
757 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
758 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
760 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
761 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
762 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
763 processo alla loro occorrenza.
766 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
767 \label{sec:sig_gen_beha}
769 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
770 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
771 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
772 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
773 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
775 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
776 esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i singoli
777 segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi \secref{sec:sig_sigmask}).
778 Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti
779 devono essere recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i
780 segnali dovuti alle sue azioni.
782 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
783 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
784 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
785 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
786 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
788 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
789 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
790 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
791 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
792 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
793 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
795 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
796 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano \textsl{lente}
797 (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran parte di esse
798 appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata dall'arrivo di un
799 segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro esecuzione è
800 sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre data dopo che
801 la system call è stata completata, in quanto attendere per eseguire un
802 gestore non comporta nessun inconveniente.
804 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
805 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
806 attendere la conclusione della sistem call, perché questo renderebbe
807 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
808 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
809 presenta questa situazione è il seguente:
811 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
812 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di dispositivo}, i
813 socket\index{socket} o le pipe).
814 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
815 accettati immediatamente.
816 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
817 immediate per una una risposta.
818 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
819 eseguite immediatamente.
820 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
822 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
824 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
827 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore
828 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
829 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
830 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
831 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
832 chiamata qualora l'errore fosse questo.
834 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
835 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
836 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
837 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
838 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
840 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
841 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
842 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
843 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
844 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
846 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
847 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
848 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
849 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
850 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
853 \subsection{La funzione \func{signal}}
854 \label{sec:sig_signal}
856 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
857 funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
858 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
859 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
860 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
861 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
862 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
863 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
864 vedremo in \secref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
865 funzione \func{sigaction}.} che è:
866 \begin{prototype}{signal.h}
867 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
869 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
870 segnale \param{signum}.
872 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
873 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
876 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
877 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, esso permette di riscrivere il
878 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, che risulta molto più
879 leggibile di quanto non sia la versione originaria che di norma è definita
882 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
884 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
885 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
886 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
887 \type{sighandler\_t} che è:
889 typedef void (* sighandler_t)(int)
891 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
892 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
893 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
894 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
895 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
896 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
897 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
900 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
901 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
902 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
903 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
904 \const{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
905 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
906 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
909 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
910 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
911 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
912 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
913 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
916 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
917 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
918 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
919 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata,
920 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
921 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non
922 disinstallando il gestore e bloccando il segnale durante l'esecuzione
923 dello stesso. Con l'utilizzo delle \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è
924 passato a questo comportamento; quello della versione originale della
925 funzione, il cui uso è deprecato per i motivi visti in
926 \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando \func{sysv\_signal}.
927 In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi programmi dovrebbero
928 usare \func{sigaction}.
930 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
931 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
932 \const{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
933 è indefinito. Un gestore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
937 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
938 \label{sec:sig_kill_raise}
940 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
941 direttamente da un processo. L'invio di un segnale generico può essere
942 effettuato attraverso delle funzioni \func{kill} e \func{raise}. La prima
943 serve per inviare un segnale al processo corrente, ed il suo prototipo è:
944 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
945 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
947 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
948 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
949 specificato un numero di segnale invalido.}
952 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
953 essere specificato con una delle macro definite in
954 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
955 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
956 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
957 gestore potrà reinstallare l'azione predefinita, e attivarla con \func{raise}.
959 Se invece si vuole inviare un segnale ad un altro processo occorre utilizzare
960 la funzione \func{kill}; il cui prototipo è:
962 \headdecl{sys/types.h}
964 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
965 processo specificato con \param{pid}.
967 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
968 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
970 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
971 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
972 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
977 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
978 specificare il segnale nullo. Se le funzioni vengono chiamate con questo
979 valore non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli
980 errori, in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i
981 permessi necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non
982 esiste. Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato
983 in \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
984 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
986 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
987 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
988 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
992 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
994 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
997 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
998 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1000 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1001 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1005 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1007 \label{tab:sig_kill_values}
1010 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1011 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1012 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1013 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1014 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1016 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1017 \func{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1018 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1019 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1021 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1022 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1023 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1025 e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process group} (vedi
1026 \secref{sec:sess_proc_group}).
1028 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1029 tutti gli altri casi l'userid reale o l'userid effettivo del processo
1030 chiamante devono corrispondere all'userid reale o all'userid salvato della
1031 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1032 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1033 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1034 (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}), non è possibile
1035 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1036 un gestore installato.
1038 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1039 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1040 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1041 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1042 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1043 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1046 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1047 \label{sec:sig_alarm_abort}
1049 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1050 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1051 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1052 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \func{alarm} il cui
1054 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1055 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1057 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1058 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1061 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1062 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1063 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1064 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1067 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1068 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1069 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1071 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1072 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1073 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1074 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1077 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1078 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1079 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1080 processo tre diversi timer:
1082 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1083 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1084 l'emissione di \const{SIGALRM}.
1085 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1086 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1087 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM}.
1088 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1089 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1090 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1091 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1092 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1095 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1096 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1097 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1098 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1099 genera il segnale una sola volta.
1101 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \func{setitimer}
1102 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1103 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1105 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1106 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1108 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1109 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1111 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1112 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1116 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1117 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1118 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1122 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1124 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1127 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1128 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1129 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1132 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1134 \label{tab:sig_setitimer_values}
1137 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare il
1138 timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore viene
1139 salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1140 struttura \type{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
1142 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1143 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1144 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \var{timeval} che
1145 permette una precisione fino al microsecondo.
1147 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1148 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1149 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1150 è nullo il timer si ferma.
1152 \begin{figure}[!htb]
1153 \footnotesize \centering
1154 \begin{minipage}[c]{15cm}
1155 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1158 struct timeval it_interval; /* next value */
1159 struct timeval it_value; /* current value */
1164 \caption{La struttura \type{itimerval}, che definisce i valori dei timer di
1166 \label{fig:sig_itimerval}
1169 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1170 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1171 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1172 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1173 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1174 \figref{fig:sig_alarm_def}.
1176 \begin{figure}[!htb]
1177 \footnotesize \centering
1178 \begin{minipage}[c]{15cm}
1179 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1180 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1182 struct itimerval old, new;
1183 new.it_interval.tv_usec = 0;
1184 new.it_interval.tv_sec = 0;
1185 new.it_value.tv_usec = 0;
1186 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1187 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
1191 return old.it_value.tv_sec;
1197 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1198 \label{fig:sig_alarm_def}
1201 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1202 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1203 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1204 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1205 effettuato per eccesso).
1207 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1208 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1209 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1210 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1211 seconda del carico del sistema.
1213 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1214 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1215 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1216 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1217 in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1220 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1221 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1222 \func{getitimer}, il cui prototipo è:
1223 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1226 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1228 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1229 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1231 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1235 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \func{abort};
1236 che, come accennato in \ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1237 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1239 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1241 Abortisce il processo corrente.
1243 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1244 segnale di \const{SIGABRT}.}
1247 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1248 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1249 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1250 prima della terminazione del processo.
1252 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1253 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1254 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1255 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1256 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1257 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1258 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1261 \subsection{Le funzioni \func{pause} e \func{sleep}}
1262 \label{sec:sig_pause_sleep}
1264 Il metodo tradizionale per fare attendere\footnote{cioè di porre
1265 temporaneamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1266 \ref{sec:proc_sched}.} ad un processo fino all'arrivo di un segnale è
1267 quello di usare la funzione \func{pause}, il cui prototipo è:
1268 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1270 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1272 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1273 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1274 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1277 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1278 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1279 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1280 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per far reagire
1281 il processo ad un segnale inviato da un altro processo).
1283 Se invece si vuole fare attendere un processo per un determinato intervallo di
1284 tempo nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \func{sleep}, il cui
1286 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1288 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1290 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1291 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1294 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1295 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1296 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1297 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1298 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1299 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1300 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1301 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1304 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1305 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1306 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1307 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1308 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1309 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1310 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1312 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese in secondi, per
1313 questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1314 \func{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1315 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1316 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1317 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1318 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1320 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1322 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1323 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1328 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1329 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1330 deprecata in favore della funzione \func{nanosleep}, definita dallo standard
1331 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1332 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1335 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1336 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1338 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1339 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1341 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1342 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1343 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1347 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1348 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1349 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1350 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1351 delle strutture di tipo \var{timespec}, la cui definizione è riportata in
1352 \figref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1353 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1355 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1356 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1357 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1358 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1360 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1361 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1362 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1363 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1364 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\index{scheduler} e
1365 cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ}, (sempre
1366 che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in
1367 esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1368 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1370 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1371 secondo usando politiche di scheduling real time come \const{SCHED\_FIFO} o
1372 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1373 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1377 \subsection{Un esempio elementare}
1378 \label{sec:sig_sigchld}
1380 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1381 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1382 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1383 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1384 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1385 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1386 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1387 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1388 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1389 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1390 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1391 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1392 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1393 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1394 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare
1395 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1396 la formazione di zombie\index{zombie}.
1398 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1399 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1400 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1401 di \secref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1402 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1403 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1404 di zombie\index{zombie}.
1407 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1408 % terminazione dei processi.
1409 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1410 % gestore per che è previsto ritornare,
1413 \begin{figure}[!htb]
1415 \begin{lstlisting}{}
1416 #include <errno.h> /* error symbol definitions */
1417 #include <signal.h> /* signal handling declarations */
1418 #include <sys/types.h>
1419 #include <sys/wait.h>
1422 void HandSigCHLD(int sig)
1427 /* save errno current value */
1432 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1434 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1436 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1437 /* restore errno value */
1444 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1446 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1449 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1450 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
1451 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1452 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1453 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1454 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1455 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1458 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1459 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1460 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1461 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1462 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un
1463 certo lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito
1464 prima della generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso
1465 normalmente i segnali segnali successivi vengono ``fusi'' col primo ed al
1466 processo ne viene recapitato soltanto uno.
1468 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1469 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1470 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1471 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1472 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1474 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1475 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1476 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1477 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1479 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1480 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1481 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
1482 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1483 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1484 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1488 \section{Gestione avanzata}
1489 \label{sec:sig_control}
1491 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1492 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1493 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1494 condition\index{race condition} che i segnali possono generare e alla natura
1495 asincrona degli stessi.
1497 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1498 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1499 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1500 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1501 casistica ordinaria.
1504 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1505 \label{sec:sig_example}
1507 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1508 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1509 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1510 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1511 \figref{fig:sig_sleep_wrong}.
1513 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1514 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1515 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1516 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1517 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1518 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1519 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1520 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1521 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1522 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1524 \begin{figure}[!htb]
1526 \begin{lstlisting}{}
1527 void alarm_hand(int sig) {
1528 /* check if the signal is the right one */
1529 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1530 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1532 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1536 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1538 sighandler_t prev_handler;
1539 /* install and check new handler */
1540 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1541 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1544 /* set alarm and go to sleep */
1547 /* restore previous signal handler */
1548 signal(SIGALRM, prev_handler);
1549 /* return remaining time */
1554 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1555 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1558 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1559 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1560 presenta una pericolosa race condition\index{race condition}. Infatti se il
1561 processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può
1562 capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa
1563 scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa sarebbe eseguita dopo
1564 l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un
1565 deadlock\index{deadlock}, in quanto \func{pause} non verrebbe mai più
1566 interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1568 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1569 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1570 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1571 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1572 codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1574 \begin{figure}[!htb]
1576 \begin{lstlisting}{}
1577 static jmp_buff alarm_return;
1578 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1580 signandler_t prev_handler;
1581 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1582 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1585 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1586 alarm(second); /* call alarm */
1587 pause(); /* then wait */
1589 /* restore previous signal handler */
1590 signal(SIGALRM, prev_handler);
1591 /* remove alarm, return remaining time */
1594 void alarm_hand(int sig)
1596 /* check if the signal is the right one */
1597 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1598 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1600 } else { /* return in main after the call to pause */
1601 longjump(alarm_return, 1);
1606 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1607 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1610 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1611 \figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1612 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1613 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1614 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1617 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1618 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1619 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1620 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1621 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1622 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1623 timeout su una qualunque system call bloccante.
1625 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1626 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1627 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1628 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1629 \figref{fig:sig_event_wrong}).
1631 \begin{figure}[!htb]
1633 \begin{lstlisting}{}
1639 if (flag) { /* test if signal occurred */
1640 flag = 0; /* reset flag */
1641 do_response(); /* do things */
1643 do_other(); /* do other things */
1647 void alarm_hand(int sig)
1655 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1656 evento generato da un segnale.}
1657 \label{fig:sig_event_wrong}
1660 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1661 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1662 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1663 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1665 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in \secref{sec:proc_race_cond},
1666 in cui si genera una race condition\index{race condition}; se infatti il
1667 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1668 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1669 occorrenza sarà perduta.
1671 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1672 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1673 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1674 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1675 reagire alla ricezione di un segnale.
1679 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1680 \label{sec:sig_sigset}
1682 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1683 dei primi Unix, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1684 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1685 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1688 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1689 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1690 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1691 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1692 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1693 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1694 il blocco dei segnali.
1696 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1697 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1698 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1699 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1700 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1701 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1702 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1703 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1704 degli insiemi di segnali: \func{sigemptyset}, \func{sigfillset},
1705 \func{sigaddset}, \func{sigdelset} e \func{sigismember}, i cui prototipi sono:
1709 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1710 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1712 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1713 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1715 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1716 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1718 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1719 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1721 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1722 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1724 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1725 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1726 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1727 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1728 non sia un segnale valido).}
1731 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1732 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1733 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1734 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1735 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1737 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1738 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1739 segnali attivi (vedi \secref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1740 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1741 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1742 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1743 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1747 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1748 \label{sec:sig_sigaction}
1750 La funzione principale dell'interfaccia standard POSIX.1 per i segnali è
1751 \func{sigaction}, essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1752 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1753 da un processo. Il suo prototipo è:
1754 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1755 *act, struct sigaction *oldact)}
1757 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1759 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1760 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1762 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1763 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1765 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1769 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1770 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1771 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1772 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1773 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1774 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1775 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1776 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1779 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1780 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1781 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1782 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1783 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1785 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \var{sigaction}, tramite
1786 la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata ad un
1787 segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è definita
1788 secondo quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1789 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1792 \begin{figure}[!htb]
1793 \footnotesize \centering
1794 \begin{minipage}[c]{15cm}
1795 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1798 void (*sa_handler)(int);
1799 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
1802 void (*sa_restorer)(void);
1807 \caption{La struttura \var{sigaction}.}
1808 \label{fig:sig_sigaction}
1811 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1812 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1813 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1814 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1815 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1816 \secref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1819 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1820 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1821 \secref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1822 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1823 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1824 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1825 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1826 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1827 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1828 in \tabref{tab:sig_sa_flag}.
1833 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1835 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1838 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1839 essere notificato quando il processo figlio viene
1840 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1841 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1843 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1844 predefinito una volta che il gestore è stato
1845 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1846 semantica inaffidabile.\\
1847 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1848 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1849 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1850 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1852 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1853 l'esecuzione del gestore.\\
1854 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1855 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1856 gestore in forma estesa usando
1857 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1858 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1859 l'esecuzione del gestore (vedi
1860 \secref{sec:sig_specific_features}).\\
1863 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \var{sigaction}.}
1864 \label{tab:sig_sa_flag}
1867 Come si può notare in \figref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1868 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1869 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1870 real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1871 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1872 secondo parametro addizionale di tipo \var{struct sigcontext}, che adesso è
1873 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da
1874 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1875 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},
1876 (che devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1877 questi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}): la prima è quella
1878 classica usata anche con \func{signal}, la seconda permette invece di usare un
1879 gestore in grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema,
1880 attraverso la struttura \type{siginfo\_t}, riportata in
1881 \figref{fig:sig_siginfo_t}.
1883 \begin{figure}[!htb]
1884 \footnotesize \centering
1885 \begin{minipage}[c]{15cm}
1886 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1888 int si_signo; /* Signal number */
1889 int si_errno; /* An errno value */
1890 int si_code; /* Signal code */
1891 pid_t si_pid; /* Sending process ID */
1892 uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
1893 int si_status; /* Exit value or signal */
1894 clock_t si_utime; /* User time consumed */
1895 clock_t si_stime; /* System time consumed */
1896 sigval_t si_value; /* Signal value */
1897 int si_int; /* POSIX.1b signal */
1898 void * si_ptr; /* POSIX.1b signal */
1899 void * si_addr; /* Memory location which caused fault */
1900 int si_band; /* Band event */
1901 int si_fd; /* File descriptor */
1906 \caption{La struttura \type{siginfo\_t}.}
1907 \label{fig:sig_siginfo_t}
1910 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1911 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1912 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1913 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1914 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1915 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1916 causato l'emissione del segnale.
1918 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1919 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1920 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1921 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1922 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1923 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1924 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1925 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1926 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1927 altre informazioni speecifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1928 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1929 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1930 manuale di di \func{sigaction}.
1932 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1933 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1934 segnali real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1935 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1936 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1937 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1938 è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi \secref{sec:file_asyncronous_io})
1939 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1940 dati urgenti su un socket\index{socket}.
1942 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1943 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1944 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1945 \var{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1946 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo
1947 motivo se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1948 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1949 un ripristino corretto dello stesso.
1951 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1952 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1953 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1954 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1955 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1956 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1957 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1959 \begin{figure}[!htb]
1961 \begin{lstlisting}{}
1962 typedef void SigFunc(int);
1963 inline SigFunc * Signal(int signo, SigFunc *func)
1965 struct sigaction new_handl, old_handl;
1966 new_handl.sa_handler=func;
1967 /* clear signal mask: no signal blocked during execution of func */
1968 if (sigemptyset(&new_handl.sa_mask)!=0){ /* initialize signal set */
1969 perror("cannot initializes the signal set to empty"); /* see mess. */
1972 new_handl.sa_flags=0; /* init to 0 all flags */
1973 /* change action for signo signal */
1974 if (sigaction(signo,&new_handl,&old_handl)){
1975 perror("sigaction failed on signal action setting");
1978 return (old_handl.sa_handler);
1982 \caption{Una funzione equivalente a \func{signal} definita attraverso
1984 \label{fig:sig_Signal_code}
1987 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1988 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire una funzione
1989 equivalente attraverso \func{sigaction}; la funzione è \code{Signal}, e si
1990 trova definita nel file \file{SigHand.c} (nei sorgenti allegati), e riportata
1991 in \figref{fig:sig_Signal_code}. La riutilizzeremo spesso in seguito.
1993 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1994 \textit{signal mask}}
1995 \label{sec:sig_sigmask}
1997 Come spiegato in \secref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1998 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1999 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
2000 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
2001 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
2002 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \var{task\_struct} del
2003 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
2004 accennato in \secref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
2005 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
2006 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
2007 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \var{sigaction}.
2009 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di \secref{fig:sig_event_wrong} è
2010 che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso in
2011 questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
2012 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
2013 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
2015 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
2016 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
2017 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
2018 usare la funzione \func{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
2019 segnali; il suo prototipo è:
2020 \begin{prototype}{signal.h}
2021 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
2023 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
2025 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2026 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2028 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2029 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2033 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
2034 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
2035 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
2036 specificate in \tabref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
2037 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
2043 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2045 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2048 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
2049 quello specificato e quello corrente.\\
2050 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
2051 dalla maschera dei segnali, specificare la
2052 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
2053 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
2054 specificato da \param{set}.\\
2057 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
2058 \func{sigprocmask}.}
2059 \label{tab:sig_procmask_how}
2062 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
2063 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
2064 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
2065 \secref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del flag
2066 e la sua cancellazione.
2068 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
2069 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
2070 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
2071 perduta alla conclusione del terminatore.
2073 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
2074 dei casi di race condition\index{race condition} restano aperte alcune
2075 possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello del
2076 problema illustrato nell'esempio di \secref{fig:sig_sleep_incomplete}, e cioè
2077 la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
2078 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
2079 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
2080 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
2081 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
2082 \func{sigsuspend}, il cui prototipo è:
2083 \begin{prototype}{signal.h}
2084 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
2086 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
2088 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2089 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2091 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2092 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2096 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
2097 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
2098 \secref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
2099 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per
2100 poter usare l'implementazione vista in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2101 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2102 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2103 ottenere un'implementazione, riportata in \figref{fig:sig_sleep_ok} che non
2104 presenta neanche questa necessità.
2106 \begin{figure}[!htb]
2108 \begin{lstlisting}{}
2109 void alarm_hand(int);
2110 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
2112 struct sigaction new_action, old_action;
2113 sigset_t old_mask, stop_mask, sleep_mask;
2114 /* set the signal handler */
2115 sigemptyset(&new_action.sa_mask); /* no signal blocked */
2116 new_action.sa_handler = alarm_hand; /* set handler */
2117 new_action.sa_flags = 0; /* no flags */
2118 sigaction(SIGALRM, &new_action, &old_action); /* install action */
2119 /* block SIGALRM to avoid race conditions */
2120 sigemptyset(&stop_mask); /* init mask to empty */
2121 sigaddset(&stop_mask, SIGALRM); /* add SIGALRM */
2122 sigprocmask(SIG_BLOCK, &stop_mask, &old_mask); /* add SIGALRM to blocked */
2123 /* send the alarm */
2125 /* going to sleep enabling SIGALRM */
2126 sleep_mask = old_mask; /* take mask */
2127 sigdelset(&sleep_mask, SIGALRM); /* remove SIGALRM */
2128 sigsuspend(&sleep_mask); /* go to sleep */
2129 /* restore previous settings */
2130 sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL); /* reset signal mask */
2131 sigaction(SIGALRM, &old_action, NULL); /* reset signal action */
2132 /* return remaining time */
2135 void alarm_hand(int sig)
2137 return; /* just return to interrupt sigsuspend */
2141 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2142 \label{fig:sig_sleep_ok}
2145 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2146 non si è usato l'approccio di \figref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando l'uso
2147 di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2148 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2149 programma messo in attesa.
2151 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2152 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2153 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2154 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2155 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2156 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2157 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2158 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2159 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2162 In questo modo non sono più possibili race condition\index{race condition}
2163 dato che \const{SIGALRM} viene disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla
2164 chiamata di \func{sigsuspend}. Questo metodo è assolutamente generale e può
2165 essere applicato a qualunque altra situazione in cui si deve attendere per un
2166 segnale, i passi sono sempre i seguenti:
2168 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2169 con \func{sigprocmask}.
2170 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2171 ricezione del segnale voluto.
2172 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2174 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2175 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2176 deadlock\index{deadlock} dovuto all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione
2177 di \func{sigsuspend}.
2180 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2181 \label{sec:sig_specific_features}
2183 In questa ultimo paragrafo esamineremo varie funzioni di gestione dei segnali
2184 non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati. La prima di esse
2185 è \func{sigpending}, anch'essa introdotta dallo standard POSIX.1; il suo
2187 \begin{prototype}{signal.h}
2188 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2190 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2192 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2196 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2197 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2198 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2199 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2200 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2201 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2202 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2204 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2205 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2206 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2207 \secref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2208 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2209 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2211 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2213 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2214 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2215 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2216 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi \tabref{tab:sig_sa_flag}) per
2217 dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2221 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2222 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2223 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2224 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2225 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2226 sufficiente per tutti gli usi normali. La seconda è lo spazio che occorre al
2227 sistema per essere in grado di lanciare il gestore e la dimensione di uno
2228 stack alternativo deve essere sempre maggiore di questo valore. Quando si
2229 conosce esattamente quanto è lo spazio necessario al gestore gli si può
2230 aggiungere questo valore per allocare uno stack di dimensione sufficiente.
2232 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2233 indicato al sistema attraverso la funzione \func{sigaltstack}; il suo
2235 \begin{prototype}{signal.h}
2236 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2238 Installa un nuovo stack per i segnali.
2240 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2241 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2244 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2245 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2246 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2247 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2248 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2249 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2250 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2254 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2255 \var{stack\_t}, definita in \figref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2256 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2257 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2258 successivo ripristino).
2260 \begin{figure}[!htb]
2261 \footnotesize \centering
2262 \begin{minipage}[c]{15cm}
2263 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2265 void *ss_sp; /* Base address of stack */
2266 int ss_flags; /* Flags */
2267 size_t ss_size; /* Number of bytes in stack */
2272 \caption{La struttura \var{stack\_t}.}
2273 \label{fig:sig_stack_t}
2276 Il campo \var{ss\_sp} di \var{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2277 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2278 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2279 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2280 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2281 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2282 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2285 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2286 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2287 potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2288 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2289 \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2291 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2292 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2293 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2294 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe
2295 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2297 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2298 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2299 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2300 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2301 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2302 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2304 Abbiamo visto in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2305 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2306 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2307 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2308 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2310 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2311 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2312 dall'implementazione; in particolare BSD ripristina la maschera dei segnali
2313 precedente l'invocazione, come per un normale ritorno, mentre System V no. Lo
2314 standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2315 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2316 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2317 \secref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2319 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2320 \func{sigsetjmp} e \func{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei due
2321 comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2325 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2326 dello stack per un salto non locale.
2328 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto non
2329 locale su un precedente contesto.
2331 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2332 \func{longjmp} di \secref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2333 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2336 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2337 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non locale; nel caso
2338 specifico essa è di tipo \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le
2339 analoghe di \secref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata
2340 anche la maschera dei segnali.
2342 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2343 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2344 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2345 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2350 \subsection{I segnali real-time}
2351 \label{sec:sig_real_time}
2354 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2355 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2356 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2357 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2358 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2361 \item[I segnali non sono accumulati]
2363 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2364 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2365 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2366 \item[I segnali non trasportano informazione]
2368 i segnali classici non prevedono prevedono altra informazione sull'evento
2369 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2370 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2371 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2373 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2374 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2375 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2379 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2380 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2381 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare:
2384 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2385 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2386 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2387 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2388 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2389 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2390 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2391 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al
2392 gestore, attraverso l'uso di un campo apposito nella struttura
2393 \type{siginfo\_t} accessibile tramite gestori di tipo
2394 \var{sa\_sigaction}.
2397 Queste nuove caratteristiche (eccetto l'ultima, che, come visto in
2398 \secref{sec:sig_sigaction}, è parzialmente disponibile anche con i segnali
2399 ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali real-time; questi ultimi sono
2400 accessibili in un range di valori specificati dalle due macro \const{SIGRTMIN}
2401 e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di solito il primo valore è 32, ed il
2402 secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è 63, per un totale di 32 segnali
2403 disponibili, contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il
2404 numero minimo e massimo associato ad un segnale real-time.
2406 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2407 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2408 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2409 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2410 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2413 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2414 sepcifico (a meno di non utilizzarli, come vedremo in
2415 \secref{sec:file_asyncronous_io}, per l'I/O asincrono) e devono essere inviati
2416 esplicitamente. Tutti i segnali real-time restituiscono al gestore, oltre
2417 ai campi \var{si\_pid} e \var{si\_uid} di \type{siginfo\_t} una struttura
2418 \type{sigval} (riportata in \figref{fig:sig_sigval}) in cui può essere
2419 restituito al processo un valore o un indirizzo, che costituisce il meccanismo
2420 con cui il segnale è in grado di inviare una ulteriore informazione al
2423 \begin{figure}[!htb]
2424 \footnotesize \centering
2425 \begin{minipage}[c]{15cm}
2426 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2434 \caption{La struttura \type{sigval}, usata dai segnali real time per
2435 restituire dati al gestore.}
2436 \label{fig:sig_sigval}
2439 A causa di queste loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta
2440 ad inviare un segnale real time, in quanto non è in grado di fornire alcun
2441 valore per \var{sigval}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2442 funzione, \func{sigqueue}, il cui prototipo è:
2443 \begin{prototype}{signal.h}
2444 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const union sigval value)}
2446 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2447 gestore il valore \param{value}.
2449 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2450 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2452 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esarita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2453 segnali in attesa si consegna.
2454 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2455 segnale al processo specificato.
2456 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2457 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2460 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2463 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2464 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2465 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2466 di errore senza inviare nessun segnale.
2468 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2469 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse
2470 disponibili, vale a dire che c'è posto nella coda\footnote{la profondità della
2471 coda è indicata dalla costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante
2472 costanti di sistema definite dallo standard POSIX, che non abbiamo riportato
2473 esplicitamente in \secref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo
2474 standard, \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32.}, esso viene inserito
2475 e diventa pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2476 \var{siginfo} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value} riceverà
2477 quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un gestore
2478 nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le caratteristiche
2479 tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2481 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2482 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2483 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2484 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2485 \func{sigwait}, il cui prototipo è:
2486 \begin{prototype}{signal.h}
2487 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2489 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2491 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2492 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2494 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2495 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2498 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2501 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2502 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2503 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2504 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2505 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2506 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2507 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2510 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2511 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2512 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2513 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2514 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2515 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2518 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2519 prevalentemente con i thread; \func{sigwaitinfo} e \func{sigtimedwait}, i
2520 relativi prototipi sono:
2524 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2526 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2527 segnale in \param{info}.
2529 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2530 struct timespec *info)}
2532 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2533 timeout in \param{timeout}.
2536 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2537 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2538 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2540 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2546 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2547 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2548 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2549 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2550 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2551 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2553 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2554 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2555 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2556 di timeout nullo, e non ci sono sengali pendenti la funzione ritornerà
2557 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2558 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2561 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2562 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2563 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2564 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2565 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2566 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2567 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2568 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2569 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2571 %%% Local Variables:
2573 %%% TeX-master: "gapil"