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14 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
15 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
16 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
17 un'interruzione software portata ad un processo.
19 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
20 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
21 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
22 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
23 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
25 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
26 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
27 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
28 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
29 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
30 versioni dello standard POSIX.
33 \section{Introduzione}
36 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
37 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
38 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
39 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
42 \subsection{I concetti base}
45 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
46 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
47 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
51 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
52 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
53 \item la terminazione di un processo figlio.
54 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
55 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
57 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
58 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
59 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
60 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
61 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
62 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
63 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
66 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
67 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
68 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
70 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
71 viene eseguita una azione predefinita o una apposita routine di gestione
72 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
73 dall'inglese\textit{signal handler}) che può essere stata specificata
74 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
77 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
78 \label{sec:sig_semantics}
80 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
81 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
82 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
83 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
84 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
87 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
88 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
89 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
90 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
91 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
93 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
94 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
95 \secref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
109 int sig_handler(); /* handler function */
113 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
119 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
120 ... /* process signal */
125 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
127 \label{fig:sig_old_handler}
130 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
131 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
132 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni
133 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition\index{race condition}
134 (sull'argomento vedi quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
136 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
137 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
138 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
139 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
141 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
142 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
143 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
144 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
145 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
146 campo della \struct{task\_struct} del processo nella process table (si veda
147 \figref{fig:proc_task_struct}).
149 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
150 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
151 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
152 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
153 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{scheduler} quando,
154 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
155 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
157 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
158 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
159 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
160 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
163 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
164 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
165 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
166 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi \secref{sec:sig_sigmask})
167 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
170 \subsection{Tipi di segnali}
171 \label{sec:sig_types}
173 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
174 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
176 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
177 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
178 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
179 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
180 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
181 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
183 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
184 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
185 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
187 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
188 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
189 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
190 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
192 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
193 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
194 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
195 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
196 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
197 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
198 possono arrivare dopo qualche istruzione.
200 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
201 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
202 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
203 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
204 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
206 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
207 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
208 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
209 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
210 internamente o esternamente al processo.
213 \subsection{La notifica dei segnali}
214 \label{sec:sig_notification}
216 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
217 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
218 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
219 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
220 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
223 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
224 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
225 scheduler\index{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno che
226 il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel qual
227 caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
228 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
231 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
232 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
233 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
234 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
235 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
236 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
237 nuova specificazione saranno notificati).
239 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
240 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
241 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
242 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
243 una delle tre possibilità seguenti:
246 \item ignorare il segnale.
247 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato.
248 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
251 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
252 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
253 \secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà
254 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
255 farà si che mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo
256 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race
257 condition\index{race condition}).
259 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
260 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
261 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
262 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
264 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
265 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
266 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
267 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
268 un eventuale messaggio di errore.
270 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
271 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
272 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
273 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
274 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
275 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
278 \section{La classificazione dei segnali}
279 \label{sec:sig_classification}
281 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
282 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
283 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
286 \subsection{I segnali standard}
287 \label{sec:sig_standard}
289 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
290 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
291 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
292 anche a seconda dell'architettura hardware.
293 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
294 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
295 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
296 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
297 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
299 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
300 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
301 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
302 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
303 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
304 definiti in vari standard.
309 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
311 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
314 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
315 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
316 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
318 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
319 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
320 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
323 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
324 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
325 \label{tab:sig_action_leg}
328 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
329 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
330 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
331 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
332 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
333 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
339 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
341 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
350 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
351 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
352 \label{tab:sig_standard_leg}
355 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
356 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
357 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
358 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
359 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
364 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
366 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
369 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
371 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
372 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
373 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
374 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
375 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
376 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
377 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
378 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
379 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
380 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
381 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
382 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
383 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
384 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
385 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
386 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
387 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
389 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
391 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
392 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
393 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
394 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
395 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
396 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
397 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
398 un socket\index{socket}\\
399 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
400 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
401 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
402 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
403 \const{SIGEMT} &L & & \\
404 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
405 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
406 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
407 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
408 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
409 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
410 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
411 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
415 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
416 \label{tab:sig_signal_list}
419 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
420 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
423 \subsection{Segnali di errore di programma}
424 \label{sec:sig_prog_error}
426 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
427 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
428 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
429 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
430 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
431 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
433 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
434 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
435 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
436 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
437 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
438 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
439 gestore non ci fosse stato.
441 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
442 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
443 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
444 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
445 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
446 al momento della terminazione.
449 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
450 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
451 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
452 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
454 Se il gestore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
455 ignorare questo segnale può condurre ad un ciclo infinito.
457 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
458 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
459 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
460 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
462 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
463 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
464 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
465 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
466 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
467 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
468 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
469 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
470 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
471 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
473 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
474 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
475 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
476 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
477 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
478 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
480 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
481 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
482 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
483 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
484 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
485 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
486 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \const{SIGBUS} indica
487 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
489 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
490 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
491 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
492 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
493 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
494 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
495 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
496 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
497 sbagliato per quest'ultima.
501 \subsection{I segnali di terminazione}
502 \label{sec:sig_termination}
504 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
505 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
506 trattarli in maniera differente.
508 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
509 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
510 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
511 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
512 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
515 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
517 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
518 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
519 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
520 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
521 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
523 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
524 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
525 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
526 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
527 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenze che è
528 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
529 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
530 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
532 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
533 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
534 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
535 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
536 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
538 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
539 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
540 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
541 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
542 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
543 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
544 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
546 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
547 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
548 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
549 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
550 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
551 per eseguire un gestore.
552 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
553 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
554 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
555 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
556 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
558 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
559 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
560 file di configurazione.
564 \subsection{I segnali di allarme}
565 \label{sec:sig_alarm}
567 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
568 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
569 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
570 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
571 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
572 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
573 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
574 usato dalla funzione \func{alarm}.
575 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
576 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
578 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
579 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
580 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
581 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
582 del tempo di CPU da parte del processo.
586 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
587 \label{sec:sig_asyncio}
589 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
590 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
591 generare questi segnali.
593 L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi segnali sono:
594 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
595 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
596 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
597 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
598 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
600 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
601 urgenti o \textit{out of band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
602 dettagli al proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
603 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
604 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
608 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
609 \label{sec:sig_job_control}
611 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
612 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
613 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
614 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
615 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
616 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
617 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
618 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
619 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
620 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
621 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
622 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
623 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
624 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
625 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
628 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
629 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
630 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
631 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
632 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
634 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
635 stato di sleep, vedi \secref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
636 intercettato, né ignorato, né bloccato.
637 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
638 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
639 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
640 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
641 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
642 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
643 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
644 per riabilitarlo prima di fermarsi.
645 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
646 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
647 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
648 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
649 processo. L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
650 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
651 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
652 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
653 trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
657 \subsection{I segnali di operazioni errate}
658 \label{sec:sig_oper_error}
660 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
661 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
662 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
665 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
667 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
668 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
669 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
670 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
671 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
672 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
673 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
674 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \errcode{EPIPE}
675 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
676 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
677 situazione precedente.
678 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
679 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
680 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
681 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
682 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
683 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
684 file, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
688 \subsection{Ulteriori segnali}
689 \label{sec:sig_misc_sig}
691 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
692 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
693 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
694 \item[\const{SIGUSR1}] Vedi \const{SIGUSR2}.
695 \item[\const{SIGUSR2}] Insieme a \const{SIGUSR1} è un segnale a disposizione
696 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
697 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
698 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un gestore. L'azione
699 predefinita è di terminare il processo.
700 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
701 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
702 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
703 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
704 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
705 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
706 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
707 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
708 altri processi lo ignorano.
712 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
713 \label{sec:sig_strsignal}
715 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
716 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
717 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
718 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
719 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
720 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
721 veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
722 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
723 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
726 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
727 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
728 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
731 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
732 \func{perror} descritta sempre in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
734 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
735 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
736 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
739 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
740 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
741 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
742 con la dichiarazione:
743 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
744 extern const char *const sys_siglist[]
746 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
747 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
748 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
749 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
753 \section{La gestione dei segnali}
754 \label{sec:sig_management}
756 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
757 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
758 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
759 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
760 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
762 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
763 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
764 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
765 processo alla loro occorrenza.
768 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
769 \label{sec:sig_gen_beha}
771 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
772 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
773 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
774 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
775 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
777 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
778 esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i singoli
779 segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi \secref{sec:sig_sigmask}).
780 Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti
781 devono essere recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i
782 segnali dovuti alle sue azioni.
784 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
785 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
786 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
787 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
788 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
790 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
791 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
792 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
793 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
794 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
795 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
797 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
798 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano \textsl{lente}
799 (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran parte di esse
800 appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata dall'arrivo di un
801 segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro esecuzione è
802 sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre data dopo che
803 la system call è stata completata, in quanto attendere per eseguire un
804 gestore non comporta nessun inconveniente.
806 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
807 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
808 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
809 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
810 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
811 presenta questa situazione è il seguente:
813 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
814 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di dispositivo}, i
815 socket\index{socket} o le pipe).
816 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
817 accettati immediatamente.
818 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
819 immediate per una una risposta.
820 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
821 eseguite immediatamente.
822 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
824 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
826 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
829 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore
830 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
831 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
832 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
833 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
834 chiamata qualora l'errore fosse questo.
836 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
837 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
838 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
839 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
840 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
842 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
843 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
844 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
845 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
846 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
848 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
849 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
850 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
851 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
852 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
855 \subsection{La funzione \func{signal}}
856 \label{sec:sig_signal}
858 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
859 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
860 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
861 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
862 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
863 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
864 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
865 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
866 vedremo in \secref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
867 funzione \func{sigaction}.} che è:
868 \begin{prototype}{signal.h}
869 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
871 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
872 segnale \param{signum}.
874 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
875 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
878 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
879 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
880 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
881 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
882 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
883 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
885 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
886 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
887 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
888 \type{sighandler\_t} che è:
889 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
890 typedef void (* sighandler_t)(int)
892 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
893 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
894 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
895 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
896 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
897 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
898 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
901 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
902 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
903 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
904 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
905 \const{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
906 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
907 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
908 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
911 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
912 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
913 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
914 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
915 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
918 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
919 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
920 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
921 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata,
922 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
923 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non
924 disinstallando il gestore e bloccando il segnale durante l'esecuzione
925 dello stesso. Con l'utilizzo delle \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è
926 passato a questo comportamento; quello della versione originale della
927 funzione, il cui uso è deprecato per i motivi visti in
928 \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando \func{sysv\_signal}.
929 In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi programmi dovrebbero
930 usare \func{sigaction}.
932 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
933 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
934 \const{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
935 è indefinito. Un gestore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
939 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
940 \label{sec:sig_kill_raise}
942 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
943 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
944 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
947 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
948 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
949 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
950 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
951 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
953 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
954 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
956 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
957 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
958 specificato un numero di segnale invalido.}
961 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
962 essere specificato con una delle macro definite in
963 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
964 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
965 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
966 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
967 chiamando \func{raise}.
969 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
970 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
971 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
974 \headdecl{sys/types.h}
976 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
977 processo specificato con \param{pid}.
979 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
980 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
982 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
983 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
984 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
989 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
990 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
991 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
992 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
993 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
994 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
995 \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
996 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
998 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
999 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
1000 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
1004 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1006 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1009 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1010 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1012 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1013 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1017 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1019 \label{tab:sig_kill_values}
1022 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1023 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1024 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1025 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1026 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1028 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1029 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1030 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1031 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1033 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1034 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1035 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1037 e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process group} (vedi
1038 \secref{sec:sess_proc_group}).
1040 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1041 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1042 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1043 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1044 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1045 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1046 (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}), non è possibile
1047 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1048 un gestore installato.
1050 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1051 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1052 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1053 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1054 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1055 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1058 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1059 \label{sec:sig_alarm_abort}
1061 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1062 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1063 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1064 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1066 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1067 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1069 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1070 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1073 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1074 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1075 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1076 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1079 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1080 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1081 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1083 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1084 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1085 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1086 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1089 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1090 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1091 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1092 processo tre diversi timer:
1094 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1095 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1096 l'emissione di \const{SIGALRM}.
1097 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1098 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1099 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM}.
1100 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1101 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1102 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1103 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1104 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1107 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1108 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1109 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1110 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1111 genera il segnale una sola volta.
1113 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1114 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1115 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1117 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1118 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1120 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1121 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1123 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1124 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1128 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1129 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1130 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1134 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1136 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1139 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1140 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1141 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1144 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1146 \label{tab:sig_setitimer_values}
1149 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1150 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1151 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1152 struttura \struct{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
1154 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1155 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1156 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1157 permette una precisione fino al microsecondo.
1159 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1160 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1161 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1162 è nullo il timer si ferma.
1164 \begin{figure}[!htb]
1165 \footnotesize \centering
1166 \begin{minipage}[c]{15cm}
1167 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1170 struct timeval it_interval; /* next value */
1171 struct timeval it_value; /* current value */
1176 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1178 \label{fig:sig_itimerval}
1181 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1182 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1183 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1184 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1185 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1186 \figref{fig:sig_alarm_def}.
1188 \begin{figure}[!htb]
1189 \footnotesize \centering
1190 \begin{minipage}[c]{15cm}
1191 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1192 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1194 struct itimerval old, new;
1195 new.it_interval.tv_usec = 0;
1196 new.it_interval.tv_sec = 0;
1197 new.it_value.tv_usec = 0;
1198 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1199 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
1203 return old.it_value.tv_sec;
1209 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1210 \label{fig:sig_alarm_def}
1213 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1214 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1215 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1216 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1217 effettuato per eccesso).
1219 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1220 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1221 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1222 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1223 seconda del carico del sistema.
1225 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1226 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1227 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1228 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1229 in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1232 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1233 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1234 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1235 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1238 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1240 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1241 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1243 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1247 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort};
1248 che, come accennato in \secref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1249 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1251 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1253 Abortisce il processo corrente.
1255 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1256 segnale di \const{SIGABRT}.}
1259 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1260 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1261 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1262 prima della terminazione del processo.
1264 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1265 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1266 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1267 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1268 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1269 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1270 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1273 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1274 \label{sec:sig_pause_sleep}
1276 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1277 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1278 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1279 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1280 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1281 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1282 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1283 \secref{sec:proc_sched}.}
1285 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1286 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1287 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1289 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1291 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1292 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1293 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1296 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1297 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1298 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1299 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1300 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1303 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1304 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1306 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1308 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1310 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1311 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1314 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1315 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1316 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1317 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1318 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1319 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1320 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1321 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1324 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1325 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1326 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1327 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1328 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1329 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1330 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1332 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1333 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1334 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1335 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1336 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1337 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1338 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1340 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1342 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1343 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1348 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1349 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1350 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1351 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1352 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1355 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1356 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1358 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1359 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1361 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1362 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1363 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1367 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1368 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1369 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1370 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1371 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1372 \figref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1373 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1375 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1376 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1377 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1378 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1380 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1381 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1382 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1383 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1384 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\index{scheduler} e
1385 cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ}, (sempre
1386 che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in
1387 esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1388 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1390 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1391 secondo usando politiche di scheduling real time come \const{SCHED\_FIFO} o
1392 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1393 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1397 \subsection{Un esempio elementare}
1398 \label{sec:sig_sigchld}
1400 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1401 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1402 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1403 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1404 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1405 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1406 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1407 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1408 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1409 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1410 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1411 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1412 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1413 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1414 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare
1415 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1416 la formazione di zombie\index{zombie}.
1418 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1419 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1420 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1421 di \secref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1422 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1423 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1424 di zombie\index{zombie}.
1427 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1428 % terminazione dei processi.
1429 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1430 % gestore per che è previsto ritornare,
1432 \begin{figure}[!htb]
1434 \begin{lstlisting}{}
1435 void HandSigCHLD(int sig)
1440 /* save errno current value */
1445 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1447 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1449 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1450 /* restore errno value */
1457 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1459 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1462 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1463 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
1464 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1465 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1466 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1467 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1468 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1471 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1472 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1473 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1474 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1475 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1476 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1477 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1478 i segnali segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al
1479 processo ne viene recapitato soltanto uno.
1481 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1482 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1483 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1484 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1485 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1487 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1488 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1489 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1490 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1492 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1493 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1494 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
1495 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1496 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1497 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1501 \section{Gestione avanzata}
1502 \label{sec:sig_control}
1504 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1505 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1506 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1507 condition\index{race condition} che i segnali possono generare e alla natura
1508 asincrona degli stessi.
1510 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1511 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1512 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1513 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1514 casistica ordinaria.
1517 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1518 \label{sec:sig_example}
1520 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1521 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1522 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1523 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1524 \figref{fig:sig_sleep_wrong}.
1526 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1527 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1528 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1529 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1530 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1531 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1532 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1533 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1534 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1535 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1537 \begin{figure}[!htb]
1539 \begin{lstlisting}{}
1540 void alarm_hand(int sig) {
1541 /* check if the signal is the right one */
1542 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1543 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1545 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1549 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1551 sighandler_t prev_handler;
1552 /* install and check new handler */
1553 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1554 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1557 /* set alarm and go to sleep */
1560 /* restore previous signal handler */
1561 signal(SIGALRM, prev_handler);
1562 /* return remaining time */
1567 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1568 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1571 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1572 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1573 presenta una pericolosa race condition\index{race condition}. Infatti se il
1574 processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può
1575 capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa
1576 scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa sarebbe eseguita dopo
1577 l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un
1578 deadlock\index{deadlock}, in quanto \func{pause} non verrebbe mai più
1579 interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1581 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1582 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1583 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1584 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1585 codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1587 \begin{figure}[!htb]
1589 \begin{lstlisting}{}
1590 static jmp_buff alarm_return;
1591 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1593 signandler_t prev_handler;
1594 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1595 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1598 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1599 alarm(second); /* call alarm */
1600 pause(); /* then wait */
1602 /* restore previous signal handler */
1603 signal(SIGALRM, prev_handler);
1604 /* remove alarm, return remaining time */
1607 void alarm_hand(int sig)
1609 /* check if the signal is the right one */
1610 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1611 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1613 } else { /* return in main after the call to pause */
1614 longjump(alarm_return, 1);
1619 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1620 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1623 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1624 \figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1625 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1626 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1627 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1630 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1631 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1632 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1633 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1634 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1635 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1636 timeout su una qualunque system call bloccante.
1638 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1639 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1640 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1641 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1642 \figref{fig:sig_event_wrong}).
1644 \begin{figure}[!htb]
1646 \begin{lstlisting}{}
1652 if (flag) { /* test if signal occurred */
1653 flag = 0; /* reset flag */
1654 do_response(); /* do things */
1656 do_other(); /* do other things */
1660 void alarm_hand(int sig)
1668 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1669 evento generato da un segnale.}
1670 \label{fig:sig_event_wrong}
1673 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1674 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1675 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1676 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1678 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in \secref{sec:proc_race_cond},
1679 in cui si genera una race condition\index{race condition}; se infatti il
1680 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1681 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1682 occorrenza sarà perduta.
1684 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1685 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1686 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1687 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1688 reagire alla ricezione di un segnale.
1692 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1693 \label{sec:sig_sigset}
1695 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1696 dei primi Unix, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1697 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1698 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1701 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1702 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1703 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1704 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1705 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1706 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1707 il blocco dei segnali.
1709 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1710 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1711 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1712 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1713 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1714 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1715 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1716 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1717 degli insiemi di segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset},
1718 \funcd{sigaddset}, \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi
1723 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1724 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1726 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1727 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1729 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1730 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1732 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1733 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1735 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1736 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1738 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1739 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1740 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1741 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1742 non sia un segnale valido).}
1745 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1746 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1747 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1748 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1749 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1751 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1752 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1753 segnali attivi (vedi \secref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1754 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1755 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1756 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1757 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1761 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1762 \label{sec:sig_sigaction}
1764 Abbiamo già accennato in \secref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1765 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1766 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1767 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1769 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1770 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1771 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1772 da un processo. Il suo prototipo è:
1773 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1774 *act, struct sigaction *oldact)}
1776 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1778 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1779 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1781 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1782 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1784 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1788 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1789 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1790 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1791 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1792 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1793 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1794 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1795 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1798 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1799 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1800 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1801 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1802 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1804 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1805 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1806 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1807 definita secondo quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1808 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1811 \begin{figure}[!htb]
1812 \footnotesize \centering
1813 \begin{minipage}[c]{15cm}
1814 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1817 void (*sa_handler)(int);
1818 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
1821 void (*sa_restorer)(void);
1826 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1827 \label{fig:sig_sigaction}
1830 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1831 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1832 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1833 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1834 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1835 \secref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1838 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1839 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1840 \secref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1841 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1842 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1843 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1844 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1845 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1846 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1847 in \tabref{tab:sig_sa_flag}.
1852 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1854 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1857 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1858 essere notificato quando il processo figlio viene
1859 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1860 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1862 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1863 predefinito una volta che il gestore è stato
1864 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1865 semantica inaffidabile.\\
1866 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1867 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1868 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1869 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1871 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1872 l'esecuzione del gestore.\\
1873 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1874 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1875 gestore in forma estesa usando
1876 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1877 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1878 l'esecuzione del gestore (vedi
1879 \secref{sec:sig_specific_features}).\\
1882 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1883 \label{tab:sig_sa_flag}
1886 Come si può notare in \figref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1887 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1888 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1889 real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1890 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1891 secondo parametro addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è
1892 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da
1893 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1894 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},
1895 (che devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1896 questi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}): la prima è quella
1897 classica usata anche con \func{signal}, la seconda permette invece di usare un
1898 gestore in grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema,
1899 attraverso la struttura \struct{siginfo\_t}, riportata in
1900 \figref{fig:sig_siginfo_t}.
1902 \begin{figure}[!htb]
1903 \footnotesize \centering
1904 \begin{minipage}[c]{15cm}
1905 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1907 int si_signo; /* Signal number */
1908 int si_errno; /* An errno value */
1909 int si_code; /* Signal code */
1910 pid_t si_pid; /* Sending process ID */
1911 uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
1912 int si_status; /* Exit value or signal */
1913 clock_t si_utime; /* User time consumed */
1914 clock_t si_stime; /* System time consumed */
1915 sigval_t si_value; /* Signal value */
1916 int si_int; /* POSIX.1b signal */
1917 void * si_ptr; /* POSIX.1b signal */
1918 void * si_addr; /* Memory location which caused fault */
1919 int si_band; /* Band event */
1920 int si_fd; /* File descriptor */
1925 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1926 \label{fig:sig_siginfo_t}
1929 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1930 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1931 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1932 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1933 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1934 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1935 causato l'emissione del segnale.
1937 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1938 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1939 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1940 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1941 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1942 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1943 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1944 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1945 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1946 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1947 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1948 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1949 manuale di di \func{sigaction}.
1951 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1952 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1953 segnali real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1954 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1955 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1956 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1957 è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi \secref{sec:file_asyncronous_io})
1958 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1959 dati urgenti su un socket\index{socket}.
1961 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1962 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1963 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1964 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1965 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1966 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1967 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1968 un ripristino corretto dello stesso.
1970 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1971 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1972 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1973 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1974 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1975 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1976 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1978 \begin{figure}[!htb]
1980 \begin{lstlisting}{}
1981 typedef void SigFunc(int);
1982 inline SigFunc * Signal(int signo, SigFunc *func)
1984 struct sigaction new_handl, old_handl;
1985 new_handl.sa_handler = func;
1986 /* clear signal mask: no signal blocked during execution of func */
1987 if (sigemptyset(&new_handl.sa_mask)!=0){ /* initialize signal set */
1990 new_handl.sa_flags=0; /* init to 0 all flags */
1991 /* change action for signo signal */
1992 if (sigaction(signo, &new_handl, &old_handl)){
1995 return (old_handl.sa_handler);
1999 \caption{Una funzione equivalente a \func{signal} definita attraverso
2001 \label{fig:sig_Signal_code}
2004 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
2005 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
2006 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
2007 \figref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
2008 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
2009 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
2010 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
2011 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
2012 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
2013 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
2014 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
2015 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
2016 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
2017 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
2018 un nuovo frame nello stack per chiamare la funzione costituirebbero una
2019 parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il programma.
2020 Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle macro, ma
2021 queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio degli
2022 argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
2029 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
2030 \textit{signal mask}}
2031 \label{sec:sig_sigmask}
2033 Come spiegato in \secref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
2034 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
2035 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
2036 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
2037 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
2038 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
2039 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
2040 accennato in \secref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
2041 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
2042 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
2043 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
2045 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di \secref{fig:sig_event_wrong} è
2046 che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso in
2047 questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
2048 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
2049 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
2051 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
2052 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
2053 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
2054 usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
2055 segnali; il suo prototipo è:
2056 \begin{prototype}{signal.h}
2057 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
2059 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
2061 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2062 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2064 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2065 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2069 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
2070 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
2071 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
2072 specificate in \tabref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
2073 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
2079 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2081 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2084 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
2085 quello specificato e quello corrente.\\
2086 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
2087 dalla maschera dei segnali, specificare la
2088 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
2089 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
2090 specificato da \param{set}.\\
2093 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
2094 \func{sigprocmask}.}
2095 \label{tab:sig_procmask_how}
2098 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
2099 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
2100 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
2101 \secref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del flag
2102 e la sua cancellazione.
2104 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
2105 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
2106 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
2107 perduta alla conclusione del terminatore.
2109 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
2110 dei casi di race condition\index{race condition} restano aperte alcune
2111 possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello del
2112 problema illustrato nell'esempio di \secref{fig:sig_sleep_incomplete}, e cioè
2113 la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
2114 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
2115 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
2116 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
2117 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
2118 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
2119 \begin{prototype}{signal.h}
2120 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
2122 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
2124 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2125 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2127 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2128 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2132 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
2133 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
2134 \secref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
2135 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per
2136 poter usare l'implementazione vista in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2137 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2138 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2139 ottenere un'implementazione, riportata in \figref{fig:sig_sleep_ok} che non
2140 presenta neanche questa necessità.
2142 \begin{figure}[!htb]
2144 \begin{lstlisting}{}
2145 void alarm_hand(int);
2146 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
2148 struct sigaction new_action, old_action;
2149 sigset_t old_mask, stop_mask, sleep_mask;
2150 /* set the signal handler */
2151 sigemptyset(&new_action.sa_mask); /* no signal blocked */
2152 new_action.sa_handler = alarm_hand; /* set handler */
2153 new_action.sa_flags = 0; /* no flags */
2154 sigaction(SIGALRM, &new_action, &old_action); /* install action */
2155 /* block SIGALRM to avoid race conditions */
2156 sigemptyset(&stop_mask); /* init mask to empty */
2157 sigaddset(&stop_mask, SIGALRM); /* add SIGALRM */
2158 sigprocmask(SIG_BLOCK, &stop_mask, &old_mask); /* add SIGALRM to blocked */
2159 /* send the alarm */
2161 /* going to sleep enabling SIGALRM */
2162 sleep_mask = old_mask; /* take mask */
2163 sigdelset(&sleep_mask, SIGALRM); /* remove SIGALRM */
2164 sigsuspend(&sleep_mask); /* go to sleep */
2165 /* restore previous settings */
2166 sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL); /* reset signal mask */
2167 sigaction(SIGALRM, &old_action, NULL); /* reset signal action */
2168 /* return remaining time */
2171 void alarm_hand(int sig)
2173 return; /* just return to interrupt sigsuspend */
2177 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2178 \label{fig:sig_sleep_ok}
2181 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2182 non si è usato l'approccio di \figref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando l'uso
2183 di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2184 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2185 programma messo in attesa.
2187 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2188 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2189 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2190 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2191 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2192 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2193 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2194 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2195 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2198 In questo modo non sono più possibili race condition\index{race condition}
2199 dato che \const{SIGALRM} viene disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla
2200 chiamata di \func{sigsuspend}. Questo metodo è assolutamente generale e può
2201 essere applicato a qualunque altra situazione in cui si deve attendere per un
2202 segnale, i passi sono sempre i seguenti:
2204 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2205 con \func{sigprocmask}.
2206 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2207 ricezione del segnale voluto.
2208 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2210 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2211 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2212 deadlock\index{deadlock} dovuto all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione
2213 di \func{sigsuspend}.
2216 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2217 \label{sec:sig_specific_features}
2219 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2220 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2221 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2223 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2224 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2225 \begin{prototype}{signal.h}
2226 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2228 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2230 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2234 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2235 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2236 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2237 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2238 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2239 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2240 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2242 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2243 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2244 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2245 \secref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2246 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2247 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2249 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2251 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2252 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2253 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2254 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi \tabref{tab:sig_sa_flag}) per
2255 dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2259 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2260 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2261 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2262 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2263 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2264 sufficiente per tutti gli usi normali. La seconda è lo spazio che occorre al
2265 sistema per essere in grado di lanciare il gestore e la dimensione di uno
2266 stack alternativo deve essere sempre maggiore di questo valore. Quando si
2267 conosce esattamente quanto è lo spazio necessario al gestore gli si può
2268 aggiungere questo valore per allocare uno stack di dimensione sufficiente.
2270 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2271 indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il suo
2273 \begin{prototype}{signal.h}
2274 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2276 Installa un nuovo stack per i segnali.
2278 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2279 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2282 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2283 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2284 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2285 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2286 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2287 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2288 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2292 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2293 \var{stack\_t}, definita in \figref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2294 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2295 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2296 successivo ripristino).
2298 \begin{figure}[!htb]
2299 \footnotesize \centering
2300 \begin{minipage}[c]{15cm}
2301 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2303 void *ss_sp; /* Base address of stack */
2304 int ss_flags; /* Flags */
2305 size_t ss_size; /* Number of bytes in stack */
2310 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2311 \label{fig:sig_stack_t}
2314 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2315 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2316 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2317 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2318 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2319 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2320 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2323 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2324 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2325 potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2326 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2327 \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2329 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2330 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2331 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2332 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe
2333 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2335 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2336 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2337 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2338 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2339 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2340 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2342 Abbiamo visto in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2343 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2344 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2345 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2346 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2348 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2349 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2350 dall'implementazione; in particolare BSD ripristina la maschera dei segnali
2351 precedente l'invocazione, come per un normale ritorno, mentre System V no. Lo
2352 standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2353 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2354 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2355 \secref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2357 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2358 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2359 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2363 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2364 dello stack per un salto non-locale\index{salto non-locale}.
2366 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2367 non-locale su un precedente contesto.
2369 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2370 \func{longjmp} di \secref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2371 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2374 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2375 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non-locale
2376 \index{salto non-locale}; nel caso specifico essa è di tipo
2377 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2378 \secref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2379 maschera dei segnali.
2381 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2382 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2383 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2384 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2389 \subsection{I segnali real-time}
2390 \label{sec:sig_real_time}
2393 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2394 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2395 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2396 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2397 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2400 \item[I segnali non sono accumulati]
2402 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2403 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2404 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2405 \item[I segnali non trasportano informazione]
2407 i segnali classici non prevedono prevedono altra informazione sull'evento
2408 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2409 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2410 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2412 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2413 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2414 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2418 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2419 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2420 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare:
2423 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2424 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2425 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2426 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2427 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2428 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2429 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2430 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al
2431 gestore, attraverso l'uso di un campo apposito nella struttura
2432 \struct{siginfo\_t} accessibile tramite gestori di tipo
2433 \var{sa\_sigaction}.
2436 Queste nuove caratteristiche (eccetto l'ultima, che, come visto in
2437 \secref{sec:sig_sigaction}, è parzialmente disponibile anche con i segnali
2438 ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali real-time; questi ultimi sono
2439 accessibili in un range di valori specificati dalle due macro \const{SIGRTMIN}
2440 e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di solito il primo valore è 32, ed il
2441 secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è 63, per un totale di 32 segnali
2442 disponibili, contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il
2443 numero minimo e massimo associato ad un segnale real-time.
2445 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2446 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2447 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2448 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2449 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2452 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2453 specifico (a meno di non utilizzarli, come vedremo in
2454 \secref{sec:file_asyncronous_io}, per l'I/O asincrono) e devono essere inviati
2455 esplicitamente. Tutti i segnali real-time restituiscono al gestore, oltre ai
2456 campi \var{si\_pid} e \var{si\_uid} di \struct{siginfo\_t} una struttura
2457 \struct{sigval} (riportata in \figref{fig:sig_sigval}) in cui può essere
2458 restituito al processo un valore o un indirizzo, che costituisce il meccanismo
2459 con cui il segnale è in grado di inviare una ulteriore informazione al
2462 \begin{figure}[!htb]
2463 \footnotesize \centering
2464 \begin{minipage}[c]{15cm}
2465 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2473 \caption{La struttura \structd{sigval}, usata dai segnali real time per
2474 restituire dati al gestore.}
2475 \label{fig:sig_sigval}
2478 A causa di queste loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta
2479 ad inviare un segnale real time, in quanto non è in grado di fornire alcun
2480 valore per \struct{sigval}; per questo motivo lo standard ha previsto una
2481 nuova funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2482 \begin{prototype}{signal.h}
2483 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const union sigval value)}
2485 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2486 gestore il valore \param{value}.
2488 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2489 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2491 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2492 segnali in attesa si consegna.
2493 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2494 segnale al processo specificato.
2495 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2496 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2499 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2502 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2503 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2504 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2505 di errore senza inviare nessun segnale.
2507 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2508 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2509 vale a dire che c'è posto nella coda\footnote{la profondità della coda è
2510 indicata dalla costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di
2511 sistema definite dallo standard POSIX, che non abbiamo riportato
2512 esplicitamente in \secref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo
2513 standard, \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32.}, esso viene inserito
2514 e diventa pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2515 \struct{siginfo} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2516 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2517 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2518 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2520 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2521 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2522 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2523 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2524 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2525 \begin{prototype}{signal.h}
2526 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2528 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2530 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2531 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2533 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2534 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2537 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2540 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2541 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2542 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2543 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2544 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2545 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2546 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2549 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2550 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2551 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2552 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2553 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2554 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2557 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2558 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2559 relativi prototipi sono:
2563 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2565 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2566 segnale in \param{info}.
2568 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2569 struct timespec *info)}
2571 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2572 timeout in \param{timeout}.
2575 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2576 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2577 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2579 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2585 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2586 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2587 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2588 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2589 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2590 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2592 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2593 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2594 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2595 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2596 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2597 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2600 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2601 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2602 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2603 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2604 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2605 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2606 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2607 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2608 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2610 %%% Local Variables:
2612 %%% TeX-master: "gapil"