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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 fig.~\ref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
108 \includecodesample{listati/unreliable_sig.c}
111 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
113 \label{fig:sig_old_handler}
116 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
117 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
118 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni atomiche, e
119 sono sempre possibili delle race condition\index{\textit{race~condition}}
120 (sull'argomento vedi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_multi_prog}).
122 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
123 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
124 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
125 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
127 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
128 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
129 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
130 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
131 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
132 campo della \struct{task\_struct} del processo nella process table (si veda
133 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}).
135 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
136 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
137 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
138 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
139 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{\textit{scheduler}} quando,
140 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
141 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
143 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
144 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
145 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
146 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
149 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
150 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
151 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
152 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask})
153 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
156 \subsection{Tipi di segnali}
157 \label{sec:sig_types}
159 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
160 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
162 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
163 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
164 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
165 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
166 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
167 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
169 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
170 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
171 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
173 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
174 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
175 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
176 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
178 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
179 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
180 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
181 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
182 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
183 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
184 possono arrivare dopo qualche istruzione.
186 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
187 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
188 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
189 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
190 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
192 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
193 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
194 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
195 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
196 internamente o esternamente al processo.
199 \subsection{La notifica dei segnali}
200 \label{sec:sig_notification}
202 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
203 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
204 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
205 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
206 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
209 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
210 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
211 scheduler\index{\textit{scheduler}} che esegue l'azione specificata. Questo a
212 meno che il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica,
213 nel qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
214 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
215 notificato. Si tenga presente però che i segnali \textsl{pendenti} non si
216 accodano, alla generazione infatti il kernel marca un flag nella
217 \struct{task\_struct} del processo, per cui se prima della notifica ne vengono
218 generati altri il flag è comunque marcato, ed il gestore viene eseguito sempre
221 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
222 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
223 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché bloccare su un
224 segnale significa bloccarne è la notifica). Per questo motivo un segnale,
225 fintanto che viene ignorato, non sarà mai notificato, anche se prima è stato
226 bloccato ed in seguito si è specificata una azione diversa (nel qual caso solo
227 i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati).
229 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
230 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
231 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
232 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
233 una delle tre possibilità seguenti:
236 \item ignorare il segnale.
237 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato.
238 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
241 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
242 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal} e
243 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà
244 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
245 farà si che mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo
246 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race
247 condition\index{\textit{race~condition}}).
249 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
250 standard che (come vedremo in sez.~\ref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
251 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
252 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
254 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
255 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
256 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}); questo è il modo
257 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
258 un eventuale messaggio di errore.
260 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
261 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
262 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
263 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
264 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
265 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
268 \section{La classificazione dei segnali}
269 \label{sec:sig_classification}
271 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
272 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
273 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
276 \subsection{I segnali standard}
277 \label{sec:sig_standard}
279 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
280 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
281 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
282 anche a seconda dell'architettura hardware.
283 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
284 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
285 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
286 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
287 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
289 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
290 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
291 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
292 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
293 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
294 definiti in vari standard.
299 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
301 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
304 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
305 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
306 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
308 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
309 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
310 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
313 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
314 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
315 \label{tab:sig_action_leg}
318 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
319 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
320 tab.~\ref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
321 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
322 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
323 è definito, secondo lo schema di tab.~\ref{tab:sig_standard_leg}.
329 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
331 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
340 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
341 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
342 \label{tab:sig_standard_leg}
345 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
346 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
347 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
348 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
349 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
354 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
356 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
359 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
361 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
362 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
363 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
364 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
365 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
366 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
367 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
368 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
369 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
370 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
371 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
372 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
373 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
374 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
375 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
376 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
377 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
379 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
381 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
382 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
383 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
384 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
385 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
386 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
387 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
388 un socket\index{socket}\\
389 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
390 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
391 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
392 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
393 \const{SIGEMT} &L & & \\
394 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
395 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
396 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
397 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
398 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
399 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
400 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
401 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
405 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
406 \label{tab:sig_signal_list}
409 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
410 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
413 \subsection{Segnali di errore di programma}
414 \label{sec:sig_prog_error}
416 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
417 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
418 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
419 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
420 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
421 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
423 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
424 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
425 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
426 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
427 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
428 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
429 gestore non ci fosse stato.
431 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
432 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
433 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
434 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
435 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
436 al momento della terminazione.
439 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
440 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
441 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
442 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
444 Se il gestore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
445 ignorare questo segnale può condurre ad un ciclo infinito.
447 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
448 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
449 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
450 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
452 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
453 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
454 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
455 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
456 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
457 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
458 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
459 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
460 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
461 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
463 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
464 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
465 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
466 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
467 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
468 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
470 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
471 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
472 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
473 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
474 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
475 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
476 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \const{SIGBUS} indica
477 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
479 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
480 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
481 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
482 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
483 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
484 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
485 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
486 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
487 sbagliato per quest'ultima.
491 \subsection{I segnali di terminazione}
492 \label{sec:sig_termination}
494 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
495 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
496 trattarli in maniera differente.
498 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
499 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
500 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
501 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
502 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
505 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
507 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
508 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
509 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
510 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
511 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
513 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
514 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
515 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
516 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
517 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenze che è
518 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
519 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
520 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
522 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
523 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
524 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
525 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
526 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
528 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
529 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
530 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
531 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
532 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
533 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
534 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
536 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
537 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
538 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
539 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
540 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
541 per eseguire un gestore.
542 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
543 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
544 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
545 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
546 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
548 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
549 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
550 file di configurazione.
554 \subsection{I segnali di allarme}
555 \label{sec:sig_alarm}
557 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
558 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
559 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
560 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
561 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
562 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
563 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
564 usato dalla funzione \func{alarm}.
565 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
566 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
568 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
569 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
570 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
571 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
572 del tempo di CPU da parte del processo.
576 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
577 \label{sec:sig_asyncio}
579 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
580 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
581 generare questi segnali.
583 L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi segnali sono:
584 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
585 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
586 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
587 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
588 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
590 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
591 urgenti o \textit{out-of-band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
592 dettagli al proposito si veda sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}.
593 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
594 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
598 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
599 \label{sec:sig_job_control}
601 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
602 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
603 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
604 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
605 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
606 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
607 segnale, la sua gestione è trattata in sez.~\ref{sec:proc_wait}.
608 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
609 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
610 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
611 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
612 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
613 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
614 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
615 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
618 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
619 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
620 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
621 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
622 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
624 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
625 stato di sleep, vedi sez.~\ref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
626 intercettato, né ignorato, né bloccato.
627 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
628 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
629 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
630 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
631 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
632 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
633 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
634 per riabilitarlo prima di fermarsi.
635 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
636 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
637 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
638 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
639 processo. L'argomento è trattato in
640 sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
641 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
642 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
643 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
644 trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
648 \subsection{I segnali di operazioni errate}
649 \label{sec:sig_oper_error}
651 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
652 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
653 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
656 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
658 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
659 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe,
660 (o delle FIFO o dei socket) è necessario, prima che un processo inizi a
661 scrivere su una di esse, che un'altro l'abbia aperta in lettura (si veda
662 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
663 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
664 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
665 lo ha causato fallisce, restituendo l'errore \errcode{EPIPE}.
666 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
667 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
668 situazione precedente.
669 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
670 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
671 tempo di CPU disponibile, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
672 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
673 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
674 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
675 file, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
679 \subsection{Ulteriori segnali}
680 \label{sec:sig_misc_sig}
682 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
683 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
684 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
685 \item[\const{SIGUSR1}] Insieme a \const{SIGUSR2} è un segnale a disposizione
686 dell'utente che lo può usare per quello che vuole. Viene generato solo
687 attraverso l'invocazione della funzione \func{kill}. Entrambi i segnali
688 possono essere utili per implementare una comunicazione elementare fra
689 processi diversi, o per eseguire a richiesta una operazione utilizzando un
690 gestore. L'azione predefinita è di terminare il processo.
691 \item[\const{SIGUSR2}] È il secondo segnale a dispozione degli utenti. Vedi
692 quanto appena detto per \const{SIGUSR1}.
693 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
694 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
695 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
696 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
697 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
698 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
699 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
700 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
701 altri processi lo ignorano.
705 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
706 \label{sec:sig_strsignal}
708 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
709 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
710 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
711 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
712 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
713 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
714 veda sez.~\ref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
715 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
716 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
719 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
720 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
721 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
724 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
725 \func{perror} descritta sempre in sez.~\ref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
727 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
728 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
729 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
732 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
733 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
734 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
735 con la dichiarazione:
736 \includecodesnip{listati/siglist.c}
737 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
738 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
739 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
740 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
744 \section{La gestione dei segnali}
745 \label{sec:sig_management}
747 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
748 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
749 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
750 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
751 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
753 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
754 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
755 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
756 processo alla loro occorrenza.
759 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
760 \label{sec:sig_gen_beha}
762 Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
763 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
764 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
765 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
766 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
768 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo
769 processo esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i
770 singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi
771 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi
772 vengono cancellati; essi infatti devono essere recapitati solo al padre, al
773 figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti alle sue azioni.
775 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
776 quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
777 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
778 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
779 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
781 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
782 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
783 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
784 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
785 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
786 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
788 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
789 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano\index{system~call~lente}
790 \textsl{lente} (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
791 parte di esse appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata
792 dall'arrivo di un segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro
793 esecuzione è sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre
794 data dopo che la system call è stata completata, in quanto attendere per
795 eseguire un gestore non comporta nessun inconveniente.
797 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
798 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
799 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
800 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
801 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
802 presenta questa situazione è il seguente:
804 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
805 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}, i
806 socket\index{socket} o le pipe).
807 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
808 accettati immediatamente.
809 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
810 immediate per una risposta.
811 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
812 eseguite immediatamente.
813 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
815 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
817 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
820 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore
821 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
822 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
823 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
824 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
825 chiamata qualora l'errore fosse questo.
827 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
828 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
829 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
830 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
831 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
833 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
834 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente una system call
835 interrotta invece di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è bisogno
836 di preoccuparsi di controllare il codice di errore; si perde però la
837 possibilità di eseguire azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare
840 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
841 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
842 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
843 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
844 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
847 \subsection{La funzione \func{signal}}
848 \label{sec:sig_signal}
850 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
851 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
852 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
853 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
854 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
855 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
856 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
857 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
858 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
859 funzione \func{sigaction}.} che è:
860 \begin{prototype}{signal.h}
861 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
863 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
864 segnale \param{signum}.
866 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
867 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
870 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
871 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
872 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
873 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
874 \includecodesnip{listati/signal.c}
875 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
876 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
877 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
878 \type{sighandler\_t} che è:
879 \includecodesnip{listati/sighandler_t.c}
880 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
881 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
882 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
883 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
884 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
885 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
886 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
889 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
890 direttamente con una delle costanti definite in sez.~\ref{sec:sig_standard}. Il
891 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
892 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
893 \const{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
894 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
895 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
896 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
899 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
900 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
901 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
902 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
903 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
906 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
907 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
908 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
909 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata, secondo la
910 semantica inaffidabile; anche Linux seguiva questa convenzione con le vecchie
911 librerie del C come le \acr{libc4} e le \acr{libc5}.\footnote{nelle
912 \acr{libc5} esiste però la possibilità di includere \file{bsd/signal.h} al
913 posto di \file{signal.h}, nel qual caso la funzione \func{signal} viene
914 ridefinita per seguire la semantica affidabile usata da BSD.}
916 Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non disinstallando il gestore
917 e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con l'utilizzo delle
918 \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è passato a questo comportamento. Il
919 comportamento della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato
920 per i motivi visti in sez.~\ref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto
921 chiamando \func{sysv\_signal}, una volta che si sia definita la macro
922 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}. In generale, per evitare questi problemi, l'uso di
923 \func{signal} (ed ogni eventuale ridefinizine della stessa) è da evitare;
924 tutti i nuovi programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
926 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
927 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
928 \const{SIGSEGV} (qualora questi non originino da una chiamata ad una
929 \func{kill} o ad una \func{raise}) è indefinito. Un gestore che ritorna da
930 questi segnali può dare luogo ad un ciclo infinito.
933 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
934 \label{sec:sig_kill_raise}
936 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
937 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
938 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
941 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
942 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
943 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
944 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
945 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
947 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
948 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
950 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
951 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
952 specificato un numero di segnale invalido.}
955 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
956 essere specificato con una delle macro definite in
957 sez.~\ref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
958 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
959 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
960 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
961 chiamando \func{raise}.
963 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
964 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
965 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
968 \headdecl{sys/types.h}
970 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
971 processo specificato con \param{pid}.
973 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
974 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
976 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
977 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
978 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
983 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
984 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
985 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
986 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
987 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
988 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
989 sez.~\ref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
990 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
992 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
993 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
994 riportati in tab.~\ref{tab:sig_kill_values}.
996 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
997 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
998 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
999 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1000 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1002 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1003 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1004 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1005 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1007 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1008 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1009 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1011 \noindent e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process
1012 group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}).
1017 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1019 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1022 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1023 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1025 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1026 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1030 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1032 \label{tab:sig_kill_values}
1035 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1036 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1037 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1038 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1039 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1040 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1041 (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:sig_termination}), non è possibile
1042 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1043 un gestore installato.
1045 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1046 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1047 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1048 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1049 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1050 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1053 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1054 \label{sec:sig_alarm_abort}
1056 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1057 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1058 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1059 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1061 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1062 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1064 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1065 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1068 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1069 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1070 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1071 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1074 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1075 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1076 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1078 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1079 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1080 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1081 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1084 In sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1085 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1086 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1087 processo tre diversi timer:
1089 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1090 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1091 l'emissione di \const{SIGALRM}.
1092 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1093 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1094 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM}.
1095 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1096 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1097 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1098 sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1099 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1102 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1103 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1104 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1105 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1106 genera il segnale una sola volta.
1108 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1109 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1110 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1112 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1113 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1115 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1116 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1118 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1119 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1123 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1124 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1125 tab.~\ref{tab:sig_setitimer_values}.
1129 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1131 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1134 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1135 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1136 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1139 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1141 \label{tab:sig_setitimer_values}
1144 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1145 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1146 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1147 struttura \struct{itimerval}, definita in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}.
1149 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1150 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1151 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1152 permette una precisione fino al microsecondo.
1154 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1155 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1156 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1157 è nullo il timer si ferma.
1159 \begin{figure}[!htb]
1160 \footnotesize \centering
1161 \begin{minipage}[c]{15cm}
1162 \includestruct{listati/itimerval.h}
1165 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1167 \label{fig:sig_itimerval}
1170 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1171 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1172 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1173 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1174 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1175 fig.~\ref{fig:sig_alarm_def}.
1177 \begin{figure}[!htb]
1178 \footnotesize \centering
1179 \begin{minipage}[c]{15cm}
1180 \includestruct{listati/alarm_def.c}
1183 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1184 \label{fig:sig_alarm_def}
1187 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1188 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1189 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1190 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1191 effettuato per eccesso).
1193 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1194 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1195 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1196 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1197 seconda del carico del sistema.
1199 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1200 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1201 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1202 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1203 in sez.~\ref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1206 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1207 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1208 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1209 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1212 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1214 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1215 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1217 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1221 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort};
1222 che, come accennato in sez.~\ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1223 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1225 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1227 Abortisce il processo corrente.
1229 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1230 segnale di \const{SIGABRT}.}
1233 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1234 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1235 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1236 prima della terminazione del processo.
1238 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1239 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1240 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1241 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1242 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1243 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1244 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1247 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1248 \label{sec:sig_pause_sleep}
1250 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1251 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1252 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1253 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1254 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1255 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1256 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1257 sez.~\ref{sec:proc_sched}.}
1259 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1260 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1261 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1263 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1265 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1266 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1267 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1270 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1271 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1272 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1273 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1274 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1277 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1278 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1280 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1282 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1284 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1285 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1288 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1289 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1290 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1291 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1292 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1293 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1294 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1295 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1298 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1299 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1300 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1301 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1302 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1303 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1304 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1306 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1307 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1308 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1309 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1310 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1311 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1312 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1314 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1316 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1317 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1322 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1323 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1324 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1325 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1326 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1329 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1330 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1332 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1333 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1335 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1336 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1337 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1341 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1342 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1343 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1344 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1345 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1346 fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1347 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1349 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1350 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1351 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1352 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1354 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1355 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1356 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1357 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1358 occorrerà almeno attendere il successivo giro di
1359 scheduler\index{\textit{scheduler}} e cioè un tempo che a seconda dei casi può
1360 arrivare fino a 1/\const{HZ}, (sempre che il sistema sia scarico ed il
1361 processa venga immediatamente rimesso in esecuzione); per questo motivo il
1362 valore restituito in \param{rem} è sempre arrotondato al multiplo successivo
1365 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1366 secondo usando politiche di scheduling real time come \const{SCHED\_FIFO} o
1367 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1368 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1372 \subsection{Un esempio elementare}
1373 \label{sec:sig_sigchld}
1375 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1376 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1377 sez.~\ref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1378 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1379 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1380 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1381 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1382 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1383 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1384 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1385 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1386 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1387 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1388 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1389 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare
1390 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1391 la formazione di zombie\index{zombie}.
1393 In fig.~\ref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1394 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1395 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1396 di sez.~\ref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1397 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1398 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1399 di zombie\index{zombie}.
1402 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1403 % terminazione dei processi.
1404 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1405 % gestore per che è previsto ritornare,
1407 \begin{figure}[!htb]
1408 \footnotesize \centering
1409 \begin{minipage}[c]{15cm}
1410 \includecodesample{listati/hand_sigchild.c}
1413 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1415 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1418 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1419 programmazione (si ricordi quanto accennato sez.~\ref{sec:sys_errno}) si
1420 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1421 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1422 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1423 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1424 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1427 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1428 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1429 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1430 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1431 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1432 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1433 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1434 i segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al processo ne
1435 viene recapitato soltanto uno.
1437 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1438 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1439 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1440 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1441 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1443 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1444 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1445 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1446 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1448 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1449 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1450 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda sez.~\ref{sec:proc_wait} per
1451 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1452 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1453 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1457 \section{Gestione avanzata}
1458 \label{sec:sig_control}
1460 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1461 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1462 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1463 condition\index{\textit{race~condition}} che i segnali possono generare e alla
1464 natura asincrona degli stessi.
1466 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1467 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1468 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1469 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1470 casistica ordinaria.
1473 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1474 \label{sec:sig_example}
1476 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1477 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1478 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1479 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1480 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1482 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1483 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1484 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1485 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1486 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1487 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1488 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1489 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1490 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1491 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1493 \begin{figure}[!htb]
1494 \footnotesize \centering
1495 \begin{minipage}[c]{15cm}
1496 \includecodesample{listati/sleep_danger.c}
1499 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1500 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1503 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1504 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1505 presenta una pericolosa race condition\index{\textit{race~condition}}.
1506 Infatti se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1507 \func{pause} può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il
1508 tempo di attesa scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa
1509 sarebbe eseguita dopo l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si
1510 troverebbe di fronte ad un deadlock\index{\textit{deadlock}}, in quanto
1511 \func{pause} non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro
1514 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1515 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi sez.~\ref{sec:proc_longjmp}) per
1516 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1517 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1518 codice del tipo di quello riportato in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1520 \begin{figure}[!htb]
1521 \footnotesize \centering
1522 \begin{minipage}[c]{15cm}
1523 \includecodesample{listati/sleep_defect.c}
1526 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1527 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1530 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1531 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1532 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1533 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1534 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1537 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1538 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1539 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1540 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1541 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1542 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1543 timeout su una qualunque system call bloccante.
1545 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1546 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1547 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1548 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1549 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}).
1551 \begin{figure}[!htb]
1552 \footnotesize\centering
1553 \begin{minipage}[c]{15cm}
1554 \includecodesample{listati/sig_alarm.c}
1557 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1558 evento generato da un segnale.}
1559 \label{fig:sig_event_wrong}
1562 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1563 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1564 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1565 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1567 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in
1568 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}, in cui si genera una race condition
1569 \index{\textit{race~condition}}; se infatti il segnale arriva immediatamente
1570 dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small 6}) ma prima della
1571 cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua occorrenza sarà perduta.
1573 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1574 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1575 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1576 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1577 reagire alla ricezione di un segnale.
1581 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1582 \label{sec:sig_sigset}
1584 \index{\textit{signal~set}|(}
1585 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1586 originarie, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1587 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1588 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1589 pendenti. Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica
1590 dei segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1591 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1592 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1593 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1594 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1595 il blocco dei segnali.
1597 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1598 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1599 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1600 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1601 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1602 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1603 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1604 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1605 degli insiemi di segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset},
1606 \funcd{sigaddset}, \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi
1611 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1612 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1614 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1615 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1617 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1618 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1620 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1621 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1623 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1624 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1626 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1627 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1628 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1629 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1630 non sia un segnale valido).}
1633 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1634 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1635 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1636 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1637 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1639 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1640 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1641 segnali attivi (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1642 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1643 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1644 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1645 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1647 \index{\textit{signal~set}|)}
1651 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1652 \label{sec:sig_sigaction}
1654 Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1655 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1656 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1657 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1659 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1660 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1661 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1662 da un processo. Il suo prototipo è:
1663 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1664 *act, struct sigaction *oldact)}
1666 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1668 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1669 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1671 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1672 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1674 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1678 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1679 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1680 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1681 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1682 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1683 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1684 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1685 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1688 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1689 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1690 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1691 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1692 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1694 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1695 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1696 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1697 definita secondo quanto riportato in fig.~\ref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1698 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1701 \begin{figure}[!htb]
1702 \footnotesize \centering
1703 \begin{minipage}[c]{15cm}
1704 \includestruct{listati/sigaction.h}
1707 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1708 \label{fig:sig_sigaction}
1711 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1712 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1713 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1714 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1715 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1716 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1719 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1720 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1721 fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1722 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1723 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1724 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1725 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1726 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1727 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1728 in tab.~\ref{tab:sig_sa_flag}.
1733 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1735 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1738 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1739 essere notificato quando il processo figlio viene
1740 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1741 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1743 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1744 predefinito una volta che il gestore è stato
1745 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1746 semantica inaffidabile.\\
1747 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1748 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1749 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1750 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1751 di BSD.\index{system~call~lente}\\
1752 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1753 l'esecuzione del gestore.\\
1754 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1755 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1756 gestore in forma estesa usando
1757 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1758 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1759 l'esecuzione del gestore (vedi
1760 sez.~\ref{sec:sig_specific_features}).\\
1763 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1764 \label{tab:sig_sa_flag}
1767 Come si può notare in fig.~\ref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1768 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1769 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1770 real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1771 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1772 secondo parametro addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è
1773 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da specificare, a
1774 seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO}, rispettivamente
1775 attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},\footnote{i due
1776 tipi devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1777 questi campi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}.} Quest'ultima
1778 è quella classica usata anche con \func{signal}, mentre la prima permette di
1779 usare un gestore più complesso, in grado di ricevere informazioni più
1780 dettagliate dal sistema, attraverso la struttura \struct{siginfo\_t},
1781 riportata in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}.
1783 \begin{figure}[!htb]
1784 \footnotesize \centering
1785 \begin{minipage}[c]{15cm}
1786 \includestruct{listati/siginfo_t.h}
1789 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1790 \label{fig:sig_siginfo_t}
1793 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1794 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1795 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1796 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1797 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1798 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1799 causato l'emissione del segnale.
1801 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1802 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1803 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1804 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1805 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1806 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1807 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1808 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1809 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1810 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1811 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1812 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1813 manuale di \func{sigaction}.
1815 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1816 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1817 segnali real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1818 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1819 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1820 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1821 è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io})
1822 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1823 dati urgenti su un socket\index{socket}.
1825 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1826 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1827 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1828 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1829 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1830 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1831 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1832 un ripristino corretto dello stesso.
1834 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1835 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1836 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1837 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1838 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1839 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1840 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1842 \begin{figure}[!htb]
1843 \footnotesize \centering
1844 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1845 \includecodesample{listati/Signal.c}
1848 \caption{La funzione \funcd{Signal}, equivalente a \func{signal}, definita
1849 attraverso \func{sigaction}.}
1850 \label{fig:sig_Signal_code}
1853 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1854 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
1855 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
1856 fig.~\ref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
1857 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
1858 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
1859 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
1860 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
1861 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
1862 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
1863 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
1864 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
1865 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
1866 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
1867 un nuovo frame nello stack per chiamare la funzione costituirebbero una
1868 parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il programma.
1869 Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle macro, ma
1870 queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio degli
1871 argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
1878 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1879 \textit{signal mask}}
1880 \label{sec:sig_sigmask}
1882 \index{\textit{signal mask}|(}
1883 Come spiegato in sez.~\ref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1884 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1885 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
1886 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
1887 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
1888 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
1889 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
1890 accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
1891 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
1892 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
1893 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
1895 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}
1896 è che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso
1897 in questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
1898 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
1899 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
1901 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
1902 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
1903 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
1904 usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
1905 segnali; il suo prototipo è:
1906 \begin{prototype}{signal.h}
1907 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
1909 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
1911 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1912 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1914 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1915 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1919 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
1920 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
1921 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
1922 specificate in tab.~\ref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
1923 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
1929 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1931 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1934 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
1935 quello specificato e quello corrente.\\
1936 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
1937 dalla maschera dei segnali, specificare la
1938 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
1939 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
1940 specificato da \param{set}.\\
1943 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
1944 \func{sigprocmask}.}
1945 \label{tab:sig_procmask_how}
1948 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
1949 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
1950 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
1951 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del
1952 flag e la sua cancellazione.
1954 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
1955 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
1956 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
1957 perduta alla conclusione del terminatore.
1959 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
1960 dei casi di race condition\index{\textit{race~condition}} restano aperte
1961 alcune possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello
1962 del problema illustrato nell'esempio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}, e
1963 cioè la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
1964 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
1965 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
1966 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
1967 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
1968 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
1969 \begin{prototype}{signal.h}
1970 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
1972 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
1974 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1975 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1977 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1978 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1982 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
1983 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
1984 sez.~\ref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
1985 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per poter
1986 usare l'implementazione vista in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
1987 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
1988 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
1989 ottenere un'implementazione, riportata in fig.~\ref{fig:sig_sleep_ok} che non
1990 presenta neanche questa necessità.
1992 \begin{figure}[!htb]
1993 \footnotesize \centering
1994 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1995 \includecodesample{listati/sleep.c}
1998 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
1999 \label{fig:sig_sleep_ok}
2002 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2003 non si è usato l'approccio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando
2004 l'uso di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2005 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2006 programma messo in attesa.
2008 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2009 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2010 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2011 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2012 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2013 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2014 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2015 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2016 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2019 In questo modo non sono più possibili race
2020 condition\index{\textit{race~condition}} dato che \const{SIGALRM} viene
2021 disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla chiamata di \func{sigsuspend}.
2022 Questo metodo è assolutamente generale e può essere applicato a qualunque
2023 altra situazione in cui si deve attendere per un segnale, i passi sono sempre
2026 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2027 con \func{sigprocmask}.
2028 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2029 ricezione del segnale voluto.
2030 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2032 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2033 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2034 deadlock\index{\textit{deadlock}} dovuto all'arrivo del segnale prima
2035 dell'esecuzione di \func{sigsuspend}.
2036 \index{\textit{signal mask}|)}
2039 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2040 \label{sec:sig_specific_features}
2042 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2043 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2044 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2046 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2047 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2048 \begin{prototype}{signal.h}
2049 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2051 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2053 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2057 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2058 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2059 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2060 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2061 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2062 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2063 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2065 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2066 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2067 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2068 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2069 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2070 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2072 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2074 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2075 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2076 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2077 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi tab.~\ref{tab:sig_sa_flag})
2078 per dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2082 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2083 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2084 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2085 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2086 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2087 sufficiente per tutti gli usi normali.
2089 La seconda è lo spazio che occorre al sistema per essere in grado di lanciare
2090 il gestore e la dimensione di uno stack alternativo deve essere sempre
2091 maggiore di questo valore. Quando si conosce esattamente quanto è lo spazio
2092 necessario al gestore gli si può aggiungere questo valore per allocare uno
2093 stack di dimensione sufficiente.
2095 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2096 indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il suo
2098 \begin{prototype}{signal.h}
2099 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2101 Installa un nuovo stack per i segnali.
2103 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2104 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2107 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2108 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2109 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2110 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2111 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2112 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2113 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2117 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2118 \var{stack\_t}, definita in fig.~\ref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2119 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2120 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2121 successivo ripristino).
2123 \begin{figure}[!htb]
2124 \footnotesize \centering
2125 \begin{minipage}[c]{15cm}
2126 \includestruct{listati/stack_t.h}
2129 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2130 \label{fig:sig_stack_t}
2133 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2134 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2135 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2136 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2137 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2138 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2139 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2142 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2143 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2144 potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2145 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2146 \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2148 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2149 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2150 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2151 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe
2152 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2154 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2155 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2156 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2157 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2158 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2159 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2161 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2162 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2163 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2164 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2165 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2167 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2168 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2169 dall'implementazione; in particolare BSD prevede che sia ripristinata la
2170 maschera dei segnali precedente l'invocazione, come per un normale ritorno,
2173 Lo standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2174 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2175 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2176 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2178 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2179 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2180 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2184 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2185 dello stack per un salto non-locale\index{salto~non-locale}.
2187 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2188 non-locale su un precedente contesto.
2190 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2191 \func{longjmp} di sez.~\ref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2192 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2195 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2196 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non-locale
2197 \index{salto~non-locale}; nel caso specifico essa è di tipo
2198 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2199 sez.~\ref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2200 maschera dei segnali.
2202 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2203 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2204 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2205 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2210 \subsection{I segnali real-time}
2211 \label{sec:sig_real_time}
2214 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2215 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2216 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2217 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2218 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2220 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2221 \item[I segnali non sono accumulati]
2222 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2223 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2224 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2225 \item[I segnali non trasportano informazione]
2226 i segnali classici non prevedono altra informazione sull'evento
2227 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2228 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2229 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2230 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2231 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2232 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2236 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2237 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2238 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare le funzionalità
2242 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2243 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2244 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2245 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2246 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2247 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2248 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2249 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al gestore,
2250 attraverso l'uso di un apposito campo \var{si\_value} nella struttura
2251 \struct{siginfo\_t}, accessibile tramite gestori di tipo
2252 \var{sa\_sigaction}.
2255 Queste nuove funzionalità (eccetto l'ultima, che, come vedremo, è parzialmente
2256 disponibile anche con i segnali ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali
2257 real-time; questi ultimi sono accessibili in un range di valori specificati
2258 dalle due macro \const{SIGRTMIN} e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di
2259 solito il primo valore è 32, ed il secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è
2260 63, per un totale di 32 segnali disponibili, contro gli almeno 8 richiesti
2261 da POSIX.1b.} che specificano il numero minimo e massimo associato ad un
2264 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2265 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2266 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2267 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2268 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2271 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2272 specifico, a meno di non utilizzarli in meccanismi di notifica come quelli per
2273 l'I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o per le code di
2274 messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); pertanto devono essere
2275 inviati esplicitamente.
2277 Inoltre, per poter usufruire della capacità di restituire dei dati, i relativi
2278 gestori devono essere installati con \func{sigaction}, specificando per
2279 \var{sa\_flags} la modalità \const{SA\_SIGINFO} che permette di utilizzare la
2280 forma estesa \var{sa\_sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). In
2281 questo modo tutti i segnali real-time possono restituire al gestore una serie
2282 di informazioni aggiuntive attraverso l'argomento \struct{siginfo\_t}, la cui
2283 definizione abbiamo già visto in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}, nella
2284 trattazione dei gestori in forma estesa.
2286 In particolare i campi utilizzati dai segnali real-time sono \var{si\_pid} e
2287 \var{si\_uid} in cui vengono memorizzati rispettivamente il \acr{pid} e
2288 l'user-ID effettivo del processo che ha inviato il segnale, mentre per la
2289 restituzione dei dati viene usato il campo \var{si\_value}.
2291 Questo è una \ctyp{union} di tipo \struct{sigval\_t} (la sua definizione è in
2292 fig.~\ref{fig:sig_sigval}) in cui può essere memorizzato o un valore numerico,
2293 se usata nella forma \var{sival\_int}, o un indirizzo, se usata nella forma
2294 \var{sival\_ptr}. L'unione viene usata dai segnali real-time e da vari
2295 meccanismi di notifica\footnote{un campo di tipo \struct{sigval\_t} è presente
2296 anche nella struttura \struct{sigevent} che viene usata dai meccanismi di
2297 notifica come quelli per l'I/O asincrono (vedi
2298 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
2299 sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}).} per restituire dati al gestore del segnale; in
2300 alcune definizioni essa viene identificata anche come \code{union sigval}.
2302 \begin{figure}[!htb]
2303 \footnotesize \centering
2304 \begin{minipage}[c]{15cm}
2305 \includestruct{listati/sigval_t.h}
2308 \caption{La unione \structd{sigval\_t}.}
2309 \label{fig:sig_sigval}
2312 A causa delle loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta ad
2313 inviare segnali real-time, poichè non è in grado di fornire alcun valore
2314 per \struct{sigval\_t}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2315 funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2316 \begin{prototype}{signal.h}
2317 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const sigval\_t value)}
2319 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2320 gestore il valore \param{value}.
2322 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2323 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2325 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2326 segnali in attesa si consegna.
2327 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2328 segnale al processo specificato.
2329 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2330 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2333 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2336 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2337 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2338 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2339 di errore senza inviare nessun segnale.
2341 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2342 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2343 (vale a dire che c'è posto\footnote{la profondità della coda è indicata dalla
2344 costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di sistema definite
2345 dallo standard POSIX che non abbiamo riportato esplicitamente in
2346 sez.~\ref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo standard,
2347 \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32. Nel caso di Linux questo è uno
2348 dei parametri del kernel impostabili sia con \func{sysctl}, che scrivendolo
2349 direttamente in \file{/proc/sys/kernel/rtsig-max}, il valore predefinito è
2350 di 1024.} nella coda dei segnali real-time) esso viene inserito e diventa
2351 pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2352 \struct{siginfo\_t} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2353 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2354 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2355 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2357 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2358 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2359 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2360 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2361 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2362 \begin{prototype}{signal.h}
2363 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2365 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2367 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2368 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2370 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2371 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2374 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2377 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2378 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2379 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2380 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2381 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2382 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2383 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2386 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2387 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2388 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2389 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2390 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2391 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2394 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2395 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2396 relativi prototipi sono:
2400 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2402 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2403 segnale in \param{info}.
2405 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2406 struct timespec *info)}
2408 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2409 timeout in \param{timeout}.
2412 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2413 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2414 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2416 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2422 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2423 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2424 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2425 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2426 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2427 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2429 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2430 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2431 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2432 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2433 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2434 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2436 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2437 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2438 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2439 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2440 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2441 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2442 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2443 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2444 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2447 %%% Local Variables:
2449 %%% TeX-master: "gapil"