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14 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
15 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
16 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
17 un'interruzione software portata ad un processo.
19 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
20 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
21 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
22 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
23 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
25 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
26 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
27 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
28 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
29 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
30 versioni dello standard POSIX.
33 \section{Introduzione}
36 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
37 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
38 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
39 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
42 \subsection{I concetti base}
45 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
46 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
47 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
51 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
52 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
53 \item la terminazione di un processo figlio.
54 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
55 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
57 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
58 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
59 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
60 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
61 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
62 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
63 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
66 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
67 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
68 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
70 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
71 viene eseguita una azione predefinita o una apposita routine di gestione
72 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
73 dall'inglese\textit{signal handler}) che può essere stata specificata
74 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
77 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
78 \label{sec:sig_semantics}
80 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
81 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
82 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
83 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
84 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
87 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
88 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
89 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
90 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
91 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
93 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
94 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
95 \secref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
109 int sig_handler(); /* handler function */
113 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
119 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
120 ... /* process signal */
125 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
127 \label{fig:sig_old_handler}
130 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
131 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
132 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni
133 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition\index{race condition}
134 (sull'argomento vedi quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
136 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
137 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
138 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
139 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
141 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
142 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
143 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
144 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
145 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
146 campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
147 \figref{fig:proc_task_struct}).
149 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
150 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
151 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
152 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
153 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{scheduler} quando,
154 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
155 segnale nella \var{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
157 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
158 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
159 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
160 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
163 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
164 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
165 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
166 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi \secref{sec:sig_sigmask})
167 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
170 \subsection{Tipi di segnali}
171 \label{sec:sig_types}
173 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
174 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
176 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
177 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
178 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
179 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
180 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
181 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
183 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
184 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
185 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
187 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
188 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
189 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
190 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
192 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
193 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
194 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
195 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
196 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
197 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
198 possono arrivare dopo qualche istruzione.
200 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
201 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
202 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
203 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
204 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
206 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
207 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
208 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
209 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
210 internamente o esternamente al processo.
213 \subsection{La notifica dei segnali}
214 \label{sec:sig_notification}
216 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
217 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
218 \var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
219 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
220 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
223 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
224 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
225 scheduler\index{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno che
226 il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel qual
227 caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
228 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
231 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
232 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
233 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
234 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
235 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
236 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
237 nuova specificazione saranno notificati).
239 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
240 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
241 segnale. Per alcuni segnali (\macro{SIGKILL} e \macro{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 \macro{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 \macro{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
371 \macro{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
372 \macro{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
373 \macro{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
374 \macro{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
375 \macro{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
376 \macro{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
377 \macro{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
378 \macro{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
379 \macro{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
380 \macro{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
381 \macro{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
382 \macro{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
383 \macro{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
384 \macro{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
385 \macro{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
386 \macro{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
387 \macro{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
389 \macro{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
391 \macro{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
392 \macro{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
393 Sinonimo di \macro{SIGIO} \\
394 \macro{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
395 \macro{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
396 \macro{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
397 \macro{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una urgent condition su un socket\\
398 \macro{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
399 \macro{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
400 \macro{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
401 \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \macro{SIGABRT} \\
402 \macro{SIGEMT} &L & & \\
403 \macro{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
404 \macro{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
405 \macro{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \macro{SIGCHLD} \\
406 \macro{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
407 \macro{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \macro{SIGPWR} \\
408 \macro{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
409 \macro{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
410 \macro{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
414 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
415 \label{tab:sig_signal_list}
418 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
419 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
422 \subsection{Segnali di errore di programma}
423 \label{sec:sig_prog_error}
425 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
426 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
427 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
428 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
429 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
430 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
432 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
433 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
434 console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
435 gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e rialzando il
436 segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
437 ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il gestore non ci
440 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
441 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
442 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
443 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
444 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
445 al momento della terminazione.
448 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
449 \item[\macro{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
450 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
451 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
453 Se il gestore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
454 ignorare questo segnale può condurre ad un ciclo infinito.
456 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
457 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
458 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
459 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
461 \item[\macro{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
462 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
463 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
464 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
465 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
466 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
467 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
468 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
469 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
470 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
472 \item[\macro{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
473 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
474 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
475 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
476 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
477 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
479 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
480 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
481 \item[\macro{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
482 \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
483 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
484 \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
485 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
486 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
488 \item[\macro{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
489 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
490 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
491 \item[\macro{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
492 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
493 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
494 \item[\macro{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
495 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
496 sbagliato per quest'ultima.
500 \subsection{I segnali di terminazione}
501 \label{sec:sig_termination}
503 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
504 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
505 trattarli in maniera differente.
507 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
508 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
509 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
510 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
511 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
514 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
516 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
517 \item[\macro{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
518 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
519 \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
520 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
521 \item[\macro{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
522 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
523 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
524 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
525 \item[\macro{SIGQUIT}] È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
526 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
527 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
528 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
530 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
531 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
532 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
533 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
534 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
536 \item[\macro{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
537 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
538 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
539 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
540 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
541 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
542 brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
544 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
545 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
546 processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
547 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
548 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
549 per eseguire un gestore.
550 \item[\macro{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
551 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
552 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
553 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
554 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
556 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
557 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
558 file di configurazione.
562 \subsection{I segnali di allarme}
563 \label{sec:sig_alarm}
565 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
566 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
567 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
568 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
569 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
570 \item[\macro{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
571 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
572 usato dalla funzione \func{alarm}.
573 \item[\macro{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
574 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
576 \item[\macro{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
577 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
578 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
579 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
580 del tempo di CPU da parte del processo.
584 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
585 \label{sec:sig_asyncio}
587 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
588 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
589 generare questi segnali.
591 L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi segnali sono:
592 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
593 \item[\macro{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
594 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
595 terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
596 anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
597 \item[\macro{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
598 urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
599 proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
600 \item[\macro{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
601 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
605 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
606 \label{sec:sig_job_control}
608 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
609 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
610 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
611 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
612 \item[\macro{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
613 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
614 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
615 \item[\macro{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
616 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
617 \item[\macro{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
618 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
619 \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
620 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
621 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
622 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
625 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
626 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
627 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
628 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
629 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
631 \item[\macro{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
632 stato di sleep, vedi \secref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
633 intercettato, né ignorato, né bloccato.
634 \item[\macro{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
635 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
636 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
637 \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
638 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
639 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
640 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
641 per riabilitarlo prima di fermarsi.
642 \item[\macro{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
643 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
644 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
645 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
646 processo. L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
647 \item[\macro{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \macro{SIGTTIN}, ma
648 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
649 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
650 trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
654 \subsection{I segnali di operazioni errate}
655 \label{sec:sig_oper_error}
657 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
658 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
659 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
662 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
664 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
665 \item[\macro{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
666 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
667 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
668 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
669 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
670 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
671 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
672 \item[\macro{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
673 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
674 situazione precedente.
675 \item[\macro{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
676 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
677 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
678 \item[\macro{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
679 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
680 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
681 file, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
685 \subsection{Ulteriori segnali}
686 \label{sec:sig_misc_sig}
688 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
689 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
690 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
691 \item[\macro{SIGUSR1}] Vedi \macro{SIGUSR2}.
692 \item[\macro{SIGUSR2}] Insieme a \macro{SIGUSR1} è un segnale a disposizione
693 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
694 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
695 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un gestore. L'azione
696 predefinita è di terminare il processo.
697 \item[\macro{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
698 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
699 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
700 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
701 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
702 \item[\macro{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
703 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
704 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
705 altri processi lo ignorano.
709 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
710 \label{sec:sig_strsignal}
712 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
713 \func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
714 dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
715 segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
716 gestore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
717 GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
718 funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
719 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
720 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
723 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
724 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
725 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
728 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
729 descritta sempre in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
730 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
731 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
732 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
735 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
736 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
737 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
738 con la dichiarazione:
739 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
740 extern const char *const sys_siglist[]
742 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
743 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
744 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
745 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
749 \section{La gestione dei segnali}
750 \label{sec:sig_management}
752 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
753 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
754 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
755 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
756 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
758 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
759 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
760 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
761 processo alla loro occorrenza.
764 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
765 \label{sec:sig_gen_beha}
767 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
768 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
769 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
770 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
771 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
773 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
774 esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i singoli
775 segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi \secref{sec:sig_sigmask}).
776 Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti
777 devono essere recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i
778 segnali dovuti alle sue azioni.
780 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
781 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
782 installato un gestore vengono reimpostati a \macro{SIG\_DFL}. Non ha più
783 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
784 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
786 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
787 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
788 \macro{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
789 \macro{SIG\_IGN} le risposte per \macro{SIGINT} e \macro{SIGQUIT} per i
790 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
791 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
793 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
794 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano \textsl{lente}
795 (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran parte di esse
796 appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata dall'arrivo di un
797 segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro esecuzione è
798 sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre data dopo che
799 la system call è stata completata, in quanto attendere per eseguire un
800 gestore non comporta nessun inconveniente.
802 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
803 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
804 attendere la conclusione della sistem call, perché questo renderebbe
805 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
806 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
807 presenta questa situazione è il seguente:
809 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
810 presenti (come per certi file di dispositivo, i socket o le pipe).
811 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
812 accettati immediatamente.
813 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
814 immediate per una una risposta.
815 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
816 eseguite immediatamente.
817 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
819 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
821 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
824 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore
825 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
826 anche la system call restituendo l'errore di \macro{EINTR}. Questa è a
827 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
828 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
829 chiamata qualora l'errore fosse questo.
831 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
832 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
833 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
834 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
835 non è diverso dall'uscita con un errore \macro{EINTR}.
837 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
838 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
839 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
840 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
841 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
843 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
844 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
845 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
846 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
847 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
850 \subsection{La funzione \func{signal}}
851 \label{sec:sig_signal}
853 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
854 funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
855 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
856 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
857 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
858 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
859 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
860 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
861 vedremo in \secref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
862 funzione \func{sigaction}.} che è:
863 \begin{prototype}{signal.h}
864 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
866 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
867 segnale \param{signum}.
869 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
870 o \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.}
873 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
874 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, esso permette di riscrivere il
875 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, che risulta molto più
876 leggibile di quanto non sia la versione originaria che di norma è definita
879 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
881 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
882 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
883 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
884 \type{sighandler\_t} che è:
886 typedef void (* sighandler_t)(int)
888 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
889 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
890 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
891 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
892 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
893 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
894 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
897 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
898 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
899 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
900 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
901 \macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
902 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
903 \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
906 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
907 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
908 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \macro{SIG\_IGN} (o si
909 imposta un \macro{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
910 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
913 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
914 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
915 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
916 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata,
917 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
918 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non
919 disinstallando il gestore e bloccando il segnale durante l'esecuzione
920 dello stesso. Con l'utilizzo delle \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è
921 passato a questo comportamento; quello della versione originale della
922 funzione, il cui uso è deprecato per i motivi visti in
923 \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando \func{sysv\_signal}.
924 In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi programmi dovrebbero
925 usare \func{sigaction}.
927 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
928 processo che ignora i segnali \macro{SIGFPE}, \macro{SIGILL}, o
929 \macro{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
930 è indefinito. Un gestore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
934 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
935 \label{sec:sig_kill_raise}
937 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
938 direttamente da un processo. L'invio di un segnale generico può essere
939 effettuato attraverso delle funzioni \func{kill} e \func{raise}. La prima
940 serve per inviare un segnale al processo corrente, ed il suo prototipo è:
941 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
942 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
944 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
945 errore, il solo errore restituito è \macro{EINVAL} qualora si sia
946 specificato un numero di segnale invalido.}
949 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
950 essere specificato con una delle macro definite in
951 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
952 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
953 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
954 gestore potrà reinstallare l'azione predefinita, e attivarla con \func{raise}.
956 Se invece si vuole inviare un segnale ad un altro processo occorre utilizzare
957 la funzione \func{kill}; il cui prototipo è:
959 \headdecl{sys/types.h}
961 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
962 processo specificato con \param{pid}.
964 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
965 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
967 \item[\macro{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
968 \item[\macro{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
969 \item[\macro{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
974 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
975 specificare il segnale nullo. Se le funzioni vengono chiamate con questo
976 valore non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli
977 errori, in tal caso si otterrà un errore \macro{EPERM} se non si hanno i
978 permessi necessari ed un errore \macro{ESRCH} se il processo specificato non
979 esiste. Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato
980 in \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
981 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
983 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
984 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
985 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
989 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
991 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
994 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
995 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
997 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
998 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1002 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1004 \label{tab:sig_kill_values}
1007 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1008 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1009 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1010 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1011 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1013 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1014 \func{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1015 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1016 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1018 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1019 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1020 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1022 e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process group} (vedi
1023 \secref{sec:sess_proc_group}).
1025 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1026 tutti gli altri casi l'userid reale o l'userid effettivo del processo
1027 chiamante devono corrispondere all'userid reale o all'userid salvato della
1028 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1029 \macro{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1030 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1031 (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}), non è possibile
1032 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1033 un gestore installato.
1035 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1036 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1037 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1038 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1039 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1040 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1043 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1044 \label{sec:sig_alarm_abort}
1046 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1047 vari segnali di temporizzazione e \macro{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1048 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1049 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \func{alarm} il cui
1051 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1052 Predispone l'invio di \macro{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1054 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1055 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1058 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1059 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1060 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1061 caso in questione \macro{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1064 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1065 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1066 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1068 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1069 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1070 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1071 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1074 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1075 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1076 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1077 processo tre diversi timer:
1079 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1080 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1081 l'emissione di \macro{SIGALRM}.
1082 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1083 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1084 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGVTALRM}.
1085 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1086 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1087 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1088 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1089 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGPROF}.
1092 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1093 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1094 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1095 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1096 genera il segnale una sola volta.
1098 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \func{setitimer}
1099 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1100 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1102 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1103 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1105 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1106 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1108 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1109 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \macro{EINVAL} o
1113 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1114 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1115 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1119 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1121 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1124 \macro{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1125 \macro{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1126 \macro{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1129 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1131 \label{tab:sig_setitimer_values}
1134 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare il
1135 timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore viene
1136 salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1137 struttura \type{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
1139 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1140 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1141 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \var{timeval} che
1142 permette una precisione fino al microsecondo.
1144 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1145 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1146 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1147 è nullo il timer si ferma.
1149 \begin{figure}[!htb]
1150 \footnotesize \centering
1151 \begin{minipage}[c]{15cm}
1152 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1155 struct timeval it_interval; /* next value */
1156 struct timeval it_value; /* current value */
1161 \caption{La struttura \type{itimerval}, che definisce i valori dei timer di
1163 \label{fig:sig_itimerval}
1166 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1167 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1168 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1169 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1170 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1171 \figref{fig:sig_alarm_def}.
1173 \begin{figure}[!htb]
1174 \footnotesize \centering
1175 \begin{minipage}[c]{15cm}
1176 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1177 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1179 struct itimerval old, new;
1180 new.it_interval.tv_usec = 0;
1181 new.it_interval.tv_sec = 0;
1182 new.it_value.tv_usec = 0;
1183 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1184 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
1188 return old.it_value.tv_sec;
1194 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1195 \label{fig:sig_alarm_def}
1198 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1199 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1200 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1201 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1202 effettuato per eccesso).
1204 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1205 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1206 è attivo (questo è sempre vero per \macro{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1207 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1208 seconda del carico del sistema.
1210 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1211 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1212 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1213 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1214 in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1217 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1218 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1219 \func{getitimer}, il cui prototipo è:
1220 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1223 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1225 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1226 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1228 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1232 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \func{abort};
1233 che, come accennato in \ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1234 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \macro{SIGABRT}. Il suo
1236 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1238 Abortisce il processo corrente.
1240 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1241 segnale di \macro{SIGABRT}.}
1244 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1245 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1246 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1247 prima della terminazione del processo.
1249 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1250 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1251 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1252 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1253 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1254 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1255 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1258 \subsection{Le funzioni \func{pause} e \func{sleep}}
1259 \label{sec:sig_pause_sleep}
1261 Il metodo tradizionale per fare attendere\footnote{cioè di porre
1262 temporaneamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1263 \ref{sec:proc_sched}.} ad un processo fino all'arrivo di un segnale è
1264 quello di usare la funzione \func{pause}, il cui prototipo è:
1265 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1267 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1269 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1270 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1271 \var{errno} assumerà il valore \macro{EINTR}.}
1274 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1275 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1276 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1277 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per far reagire
1278 il processo ad un segnale inviato da un altro processo).
1280 Se invece si vuole fare attendere un processo per un determinato intervallo di
1281 tempo nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \func{sleep}, il cui
1283 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1285 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1287 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1288 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1291 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1292 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1293 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1294 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1295 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1296 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1297 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1298 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1301 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1302 con quello di \macro{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1303 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1304 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1305 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \macro{SIGALRM}, può
1306 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1307 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1309 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese in secondi, per
1310 questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1311 \func{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1312 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1313 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1314 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1315 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1317 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1319 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1320 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1325 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1326 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \macro{SIGALRM}. È pertanto
1327 deprecata in favore della funzione \func{nanosleep}, definita dallo standard
1328 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1329 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1332 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1333 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1335 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1336 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1338 \item[\macro{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1339 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1340 \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1344 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1345 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1346 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1347 interferenze con l'uso di \macro{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1348 delle strutture di tipo \var{timespec}, la cui definizione è riportata in
1349 \figref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1350 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1352 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1353 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1354 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1355 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1357 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1358 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1359 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1360 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1361 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\index{scheduler} e
1362 cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\macro{HZ}, (sempre
1363 che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in
1364 esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1365 arrotondato al multiplo successivo di 1/\macro{HZ}.
1367 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1368 secondo usando politiche di scheduling real time come \macro{SCHED\_FIFO} o
1369 \macro{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1370 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1374 \subsection{Un esempio elementare}
1375 \label{sec:sig_sigchld}
1377 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1378 quello della gestione di \macro{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1379 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1380 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1381 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1382 segnale si chiama \macro{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1383 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \macro{SIG\_IGN} il
1384 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie (lo stato di
1385 terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}). L'azione
1386 predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva questo
1387 comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica ed usa
1388 il nome di \macro{SIGCLD} come sinonimo di \macro{SIGCHLD}.} In generale
1389 dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un processo, si
1390 può completare la gestione della terminazione installando un gestore per
1391 \macro{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare \func{waitpid} per
1392 completare la procedura di terminazione in modo da evitare la formazione di
1395 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1396 implementazione generica di una routine di gestione per \macro{SIGCHLD}, (che
1397 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1398 di \secref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1399 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1400 gestore di \macro{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1404 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1405 % terminazione dei processi.
1406 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1407 % gestore per che è previsto ritornare,
1410 \begin{figure}[!htb]
1411 \footnotesize \centering
1412 \begin{minipage}[c]{15cm}
1413 \begin{lstlisting}{}
1414 #include <errno.h> /* error symbol definitions */
1415 #include <signal.h> /* signal handling declarations */
1416 #include <sys/types.h>
1417 #include <sys/wait.h>
1420 void HandSigCHLD(int sig)
1425 /* save errno current value */
1430 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1432 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1434 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1435 /* restore errno value */
1443 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1445 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1448 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1449 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
1450 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1451 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1452 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1453 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1454 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1457 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1458 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1459 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1460 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1461 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un
1462 certo lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito
1463 prima della generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso
1464 normalmente i segnali segnali successivi vengono ``fusi'' col primo ed al
1465 processo ne viene recapitato soltanto uno.
1467 Questo può essere un caso comune proprio con \macro{SIGCHLD}, qualora capiti
1468 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1469 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1470 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1471 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1473 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1474 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1475 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1476 resterebbero in stato di zombie per un tempo indefinito.
1478 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1479 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1480 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
1481 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1482 il parametro \macro{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1483 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1487 \section{Gestione avanzata}
1488 \label{sec:sig_control}
1490 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1491 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1492 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1493 condition\index{race condition} che i segnali possono generare e alla natura
1494 asincrona degli stessi.
1496 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1497 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1498 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1499 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1500 casistica ordinaria.
1503 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1504 \label{sec:sig_example}
1506 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1507 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1508 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1509 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1510 \figref{fig:sig_sleep_wrong}.
1512 Dato che è nostra intenzione utilizzare \macro{SIGALRM} il primo passo della
1513 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1514 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1515 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1516 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1517 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1518 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1519 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1520 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1521 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1523 \begin{figure}[!htb]
1524 \footnotesize \centering
1525 \begin{minipage}[c]{15cm}
1526 \begin{lstlisting}{}
1527 void alarm_hand(int sig) {
1528 /* check if the signal is the right one */
1529 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1530 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1532 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1536 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1538 sighandler_t prev_handler;
1539 /* install and check new handler */
1540 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1541 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1544 /* set alarm and go to sleep */
1547 /* restore previous signal handler */
1548 signal(SIGALRM, prev_handler);
1549 /* return remaining time */
1555 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1556 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1559 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1560 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1561 presenta una pericolosa race condition\index{race condition}. Infatti se il
1562 processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può
1563 capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa
1564 scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa sarebbe eseguita dopo
1565 l'arrivo di \macro{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un
1566 deadlock, in quanto \func{pause} non verrebbe mai più interrotta (se non in
1567 caso di un altro segnale).
1569 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1570 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1571 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1572 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1573 codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1575 \begin{figure}[!htb]
1576 \footnotesize \centering
1577 \begin{minipage}[c]{15cm}
1578 \begin{lstlisting}{}
1579 static jmp_buff alarm_return;
1580 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1582 signandler_t prev_handler;
1583 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1584 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1587 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1588 alarm(second); /* call alarm */
1589 pause(); /* then wait */
1591 /* restore previous signal handler */
1592 signal(SIGALRM, prev_handler);
1593 /* remove alarm, return remaining time */
1596 void alarm_hand(int sig)
1598 /* check if the signal is the right one */
1599 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1600 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1602 } else { /* return in main after the call to pause */
1603 longjump(alarm_return, 1);
1609 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1610 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1613 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1614 \figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1615 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1616 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1617 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1620 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1621 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1622 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1623 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1624 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1625 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1626 timeout su una qualunque system call bloccante.
1628 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1629 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1630 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1631 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1632 \figref{fig:sig_event_wrong}).
1634 \begin{figure}[!htb]
1635 \footnotesize \centering
1636 \begin{minipage}[c]{15cm}
1637 \begin{lstlisting}{}
1643 if (flag) { /* test if signal occurred */
1644 flag = 0; /* reset flag */
1645 do_response(); /* do things */
1647 do_other(); /* do other things */
1651 void alarm_hand(int sig)
1660 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1661 evento generato da un segnale.}
1662 \label{fig:sig_event_wrong}
1665 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1666 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1667 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1668 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1670 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in \secref{sec:proc_race_cond},
1671 in cui si genera una race condition\index{race condition}; se infatti il
1672 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1673 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1674 occorrenza sarà perduta.
1676 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1677 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1678 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1679 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1680 reagire alla ricezione di un segnale.
1684 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1685 \label{sec:sig_sigset}
1687 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1688 dei primi Unix, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1689 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1690 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1693 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1694 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1695 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1696 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1697 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1698 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1699 il blocco dei segnali.
1701 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1702 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1703 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1704 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1705 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1706 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1707 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1708 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1709 degli insiemi di segnali: \func{sigemptyset}, \func{sigfillset},
1710 \func{sigaddset}, \func{sigdelset} e \func{sigismember}, i cui prototipi sono:
1714 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1715 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1717 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1718 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1720 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1721 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1723 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1724 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1726 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1727 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1729 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1730 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1731 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1732 impostata a \macro{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1733 non sia un segnale valido).}
1736 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1737 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1738 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1739 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1740 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1742 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1743 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1744 segnali attivi (vedi \secref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1745 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1746 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1747 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1748 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1752 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1753 \label{sec:sig_sigaction}
1755 La funzione principale dell'interfaccia standard POSIX.1 per i segnali è
1756 \func{sigaction}, essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1757 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1758 da un processo. Il suo prototipo è:
1759 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1760 *act, struct sigaction *oldact)}
1762 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1764 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1765 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1767 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1768 cercato di installare il gestore per \macro{SIGKILL} o
1770 \item[\macro{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1774 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1775 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1776 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1777 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1778 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1779 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1780 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1781 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1784 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1785 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1786 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1787 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1788 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1790 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \var{sigaction}, tramite
1791 la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata ad un
1792 segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è definita
1793 secondo quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1794 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1797 \begin{figure}[!htb]
1798 \footnotesize \centering
1799 \begin{minipage}[c]{15cm}
1800 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1803 void (*sa_handler)(int);
1804 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
1807 void (*sa_restorer)(void);
1812 \caption{La struttura \var{sigaction}.}
1813 \label{fig:sig_sigaction}
1816 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1817 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1818 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1819 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1820 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1821 \secref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1824 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1825 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1826 \secref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1827 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1828 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1829 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \macro{SIGALRM} durante la
1830 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1831 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1832 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1833 in \tabref{tab:sig_sa_flag}.
1838 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1840 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1843 \macro{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \macro{SIGCHLD} allora non deve
1844 essere notificato quando il processo figlio viene
1845 fermato da uno dei segnali \macro{SIGSTOP},
1846 \macro{SIGTSTP}, \macro{SIGTTIN} o
1848 \macro{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1849 predefinito una volta che il gestore è stato
1850 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1851 semantica inaffidabile.\\
1852 \macro{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \macro{SA\_ONESHOT}. \\
1853 \macro{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1854 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1855 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1857 \macro{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1858 l'esecuzione del gestore.\\
1859 \macro{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \macro{SA\_NOMASK}.\\
1860 \macro{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1861 gestore in forma estesa usando
1862 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1863 \macro{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1864 l'esecuzione del gestore (vedi
1865 \secref{sec:sig_specific_features}).\\
1868 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \var{sigaction}.}
1869 \label{tab:sig_sa_flag}
1872 Come si può notare in \figref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1873 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1874 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1875 real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1876 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1877 secondo parametro addizionale di tipo \var{struct sigcontext}, che adesso è
1878 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da
1879 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \macro{SA\_SIGINFO},
1880 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},
1881 (che devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1882 questi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}): la prima è quella
1883 classica usata anche con \func{signal}, la seconda permette invece di usare un
1884 gestore in grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema,
1885 attraverso la struttura \type{siginfo\_t}, riportata in
1886 \figref{fig:sig_siginfo_t}.
1888 \begin{figure}[!htb]
1889 \footnotesize \centering
1890 \begin{minipage}[c]{15cm}
1891 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1893 int si_signo; /* Signal number */
1894 int si_errno; /* An errno value */
1895 int si_code; /* Signal code */
1896 pid_t si_pid; /* Sending process ID */
1897 uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
1898 int si_status; /* Exit value or signal */
1899 clock_t si_utime; /* User time consumed */
1900 clock_t si_stime; /* System time consumed */
1901 sigval_t si_value; /* Signal value */
1902 int si_int; /* POSIX.1b signal */
1903 void * si_ptr; /* POSIX.1b signal */
1904 void * si_addr; /* Memory location which caused fault */
1905 int si_band; /* Band event */
1906 int si_fd; /* File descriptor */
1911 \caption{La struttura \type{siginfo\_t}.}
1912 \label{fig:sig_siginfo_t}
1915 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1916 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1917 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1918 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1919 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1920 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1921 causato l'emissione del segnale.
1923 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1924 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1925 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1926 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1927 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\macro{SIGFPE},
1928 \macro{SIGILL}, \macro{SIGBUS} e \macro{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1929 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1930 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1931 controllo (\macro{SIGCHLD}, \macro{SIGTRAP} e \macro{SIGPOLL}) forniscono
1932 altre informazioni speecifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1933 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1934 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1935 manuale di di \func{sigaction}.
1937 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1938 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \macro{SIGCHLD} ed i
1939 segnali real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1940 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1941 al processo che ha emesso il segnale, \macro{SIGILL}, \macro{SIGFPE},
1942 \macro{SIGSEGV} e \macro{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1943 è avvenuto l'errore, \macro{SIGIO} (vedi \secref{sec:file_asyncronous_io})
1944 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1945 dati urgenti su un socket.
1947 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1948 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1949 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1950 \var{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1951 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo
1952 motivo se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1953 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1954 un ripristino corretto dello stesso.
1956 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1957 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1958 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1959 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1960 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1961 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1962 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1964 \begin{figure}[!htb]
1965 \footnotesize \centering
1966 \begin{minipage}[c]{15cm}
1967 \begin{lstlisting}{}
1968 typedef void SigFunc(int);
1969 inline SigFunc * Signal(int signo, SigFunc *func)
1971 struct sigaction new_handl, old_handl;
1972 new_handl.sa_handler=func;
1973 /* clear signal mask: no signal blocked during execution of func */
1974 if (sigemptyset(&new_handl.sa_mask)!=0){ /* initialize signal set */
1975 perror("cannot initializes the signal set to empty"); /* see mess. */
1978 new_handl.sa_flags=0; /* init to 0 all flags */
1979 /* change action for signo signal */
1980 if (sigaction(signo,&new_handl,&old_handl)){
1981 perror("sigaction failed on signal action setting");
1984 return (old_handl.sa_handler);
1989 \caption{Una funzione equivalente a \func{signal} definita attraverso
1991 \label{fig:sig_Signal_code}
1994 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1995 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire una funzione
1996 equivalente attraverso \func{sigaction}; la funzione è \code{Signal}, e si
1997 trova definita nel file \file{SigHand.c} (nei sorgenti allegati), e riportata
1998 in \figref{fig:sig_Signal_code}. La riutilizzeremo spesso in seguito.
2000 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
2001 \textit{signal mask}}
2002 \label{sec:sig_sigmask}
2004 Come spiegato in \secref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
2005 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
2006 impostando \macro{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
2007 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
2008 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
2009 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \var{task\_struct} del
2010 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
2011 accennato in \secref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
2012 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
2013 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
2014 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \var{sigaction}.
2016 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di \secref{fig:sig_event_wrong} è
2017 che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso in
2018 questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
2019 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
2020 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
2022 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
2023 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
2024 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
2025 usare la funzione \func{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
2026 segnali; il suo prototipo è:
2027 \begin{prototype}{signal.h}
2028 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
2030 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
2032 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2033 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2035 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2036 \item[\macro{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2040 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
2041 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
2042 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
2043 specificate in \tabref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
2044 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
2050 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2052 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2055 \macro{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
2056 quello specificato e quello corrente.\\
2057 \macro{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
2058 dalla maschera dei segnali, specificare la
2059 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
2060 \macro{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
2061 specificato da \param{set}.\\
2064 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
2065 \func{sigprocmask}.}
2066 \label{tab:sig_procmask_how}
2069 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
2070 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
2071 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
2072 \secref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del flag
2073 e la sua cancellazione.
2075 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
2076 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
2077 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
2078 perduta alla conclusione del terminatore.
2080 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
2081 dei casi di race condition\index{race condition} restano aperte alcune
2082 possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello del
2083 problema illustrato nell'esempio di \secref{fig:sig_sleep_incomplete}, e cioè
2084 la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
2085 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
2086 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
2087 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
2088 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
2089 \func{sigsuspend}, il cui prototipo è:
2090 \begin{prototype}{signal.h}
2091 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
2093 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
2095 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2096 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2098 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2099 \item[\macro{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2103 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
2104 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
2105 \secref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
2106 \macro{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per
2107 poter usare l'implementazione vista in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2108 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2109 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2110 ottenere un'implementazione, riportata in \figref{fig:sig_sleep_ok} che non
2111 presenta neanche questa necessità.
2113 \begin{figure}[!htb]
2114 \footnotesize \centering
2115 \begin{minipage}[c]{15cm}
2116 \begin{lstlisting}{}
2117 void alarm_hand(int);
2118 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
2120 struct sigaction new_action, old_action;
2121 sigset_t old_mask, stop_mask, sleep_mask;
2122 /* set the signal handler */
2123 sigemptyset(&new_action.sa_mask); /* no signal blocked */
2124 new_action.sa_handler = alarm_hand; /* set handler */
2125 new_action.sa_flags = 0; /* no flags */
2126 sigaction(SIGALRM, &new_action, &old_action); /* install action */
2127 /* block SIGALRM to avoid race conditions */
2128 sigemptyset(&stop_mask); /* init mask to empty */
2129 sigaddset(&stop_mask, SIGALRM); /* add SIGALRM */
2130 sigprocmask(SIG_BLOCK, &stop_mask, &old_mask); /* add SIGALRM to blocked */
2131 /* send the alarm */
2133 /* going to sleep enabling SIGALRM */
2134 sleep_mask = old_mask; /* take mask */
2135 sigdelset(&sleep_mask, SIGALRM); /* remove SIGALRM */
2136 sigsuspend(&sleep_mask); /* go to sleep */
2137 /* restore previous settings */
2138 sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL); /* reset signal mask */
2139 sigaction(SIGALRM, &old_action, NULL); /* reset signal action */
2140 /* return remaining time */
2143 void alarm_hand(int sig)
2145 return; /* just return to interrupt sigsuspend */
2150 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2151 \label{fig:sig_sleep_ok}
2154 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2155 non si è usato l'approccio di \figref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando l'uso
2156 di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2157 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2158 programma messo in attesa.
2160 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2161 l'opportuno gestore per \macro{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2162 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2163 successivo è quello di bloccare \macro{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2164 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2165 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2166 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2167 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2168 \var{sleep\_mask} per riattivare \macro{SIGALRM} all'esecuzione di
2171 In questo modo non sono più possibili race condition\index{race condition}
2172 dato che \macro{SIGALRM} viene disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla
2173 chiamata di \func{sigsuspend}. Questo metodo è assolutamente generale e può
2174 essere applicato a qualunque altra situazione in cui si deve attendere per un
2175 segnale, i passi sono sempre i seguenti:
2177 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2178 con \func{sigprocmask}.
2179 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2180 ricezione del segnale voluto.
2181 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2183 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2184 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il deadlock dovuto
2185 all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione di \func{sigsuspend}.
2188 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2189 \label{sec:sig_specific_features}
2191 In questa ultimo paragrafo esamineremo varie funzioni di gestione dei segnali
2192 non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati. La prima di esse
2193 è \func{sigpending}, anch'essa introdotta dallo standard POSIX.1; il suo
2195 \begin{prototype}{signal.h}
2196 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2198 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2200 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2204 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2205 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2206 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2207 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2208 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2209 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2210 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2212 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2213 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2214 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2215 \secref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2216 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2217 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2219 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2221 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2222 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2223 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2224 specificando il flag \macro{SA\_ONSTACK} (vedi \tabref{tab:sig_sa_flag}) per
2225 dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2229 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2230 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2231 \macro{SIGSTKSZ} e \macro{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2232 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2233 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2234 sufficiente per tutti gli usi normali. La seconda è lo spazio che occorre al
2235 sistema per essere in grado di lanciare il gestore e la dimensione di uno
2236 stack alternativo deve essere sempre maggiore di questo valore. Quando si
2237 conosce esattamente quanto è lo spazio necessario al gestore gli si può
2238 aggiungere questo valore per allocare uno stack di dimensione sufficiente.
2240 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2241 indicato al sistema attraverso la funzione \func{sigaltstack}; il suo
2243 \begin{prototype}{signal.h}
2244 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2246 Installa un nuovo stack per i segnali.
2248 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2249 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2252 \item[\macro{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2253 di \macro{MINSIGSTKSZ}.
2254 \item[\macro{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2255 \item[\macro{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2256 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2257 \item[\macro{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2258 valore diverso da zero che non è \macro{SS\_DISABLE}.
2262 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2263 \var{stack\_t}, definita in \figref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2264 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2265 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2266 successivo ripristino).
2268 \begin{figure}[!htb]
2269 \footnotesize \centering
2270 \begin{minipage}[c]{15cm}
2271 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2273 void *ss_sp; /* Base address of stack */
2274 int ss_flags; /* Flags */
2275 size_t ss_size; /* Number of bytes in stack */
2280 \caption{La struttura \var{stack\_t}.}
2281 \label{fig:sig_stack_t}
2284 Il campo \var{ss\_sp} di \var{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2285 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2286 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2287 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2288 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2289 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2290 \macro{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2293 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2294 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2295 potrà assumere il valore \macro{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2296 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2297 \macro{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2299 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2300 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2301 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2302 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \macro{SIGSEGV}, che potrebbe
2303 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2305 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2306 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2307 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2308 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2309 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2310 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2312 Abbiamo visto in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2313 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2314 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2315 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2316 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2318 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2319 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2320 dall'implementazione; in particolare BSD ripristina la maschera dei segnali
2321 precedente l'invocazione, come per un normale ritorno, mentre System V no. Lo
2322 standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2323 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2324 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2325 \secref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2327 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2328 \func{sigsetjmp} e \func{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei due
2329 comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2333 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2334 dello stack per un salto non locale.
2336 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto non
2337 locale su un precedente contesto.
2339 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2340 \func{longjmp} di \secref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2341 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2344 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2345 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non locale; nel caso
2346 specifico essa è di tipo \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le
2347 analoghe di \secref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata
2348 anche la maschera dei segnali.
2350 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2351 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2352 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2353 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2358 \subsection{I segnali real-time}
2359 \label{sec:sig_real_time}
2362 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2363 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2364 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2365 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2366 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2369 \item[I segnali non sono accumulati]
2371 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2372 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2373 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2374 \item[I segnali non trasportano informazione]
2376 i segnali classici non prevedono prevedono altra informazione sull'evento
2377 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2378 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2379 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2381 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2382 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2383 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2387 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2388 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2389 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare:
2392 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2393 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2394 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2395 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2396 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2397 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2398 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2399 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al
2400 gestore, attraverso l'uso di un campo apposito nella struttura
2401 \type{siginfo\_t} accessibile tramite gestori di tipo
2402 \var{sa\_sigaction}.
2405 Queste nuove caratteristiche (eccetto l'ultima, che, come visto in
2406 \secref{sec:sig_sigaction}, è parzialmente disponibile anche con i segnali
2407 ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali real-time; questi ultimi sono
2408 accessibili in un range di valori specificati dalle due macro \macro{SIGRTMIN}
2409 e \macro{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di solito il primo valore è 32, ed il
2410 secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è 63, per un totale di 32 segnali
2411 disponibili, contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il
2412 numero minimo e massimo associato ad un segnale real-time.
2414 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2415 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2416 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2417 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2418 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2421 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2422 sepcifico (a meno di non utilizzarli, come vedremo in
2423 \secref{sec:file_asyncronous_io}, per l'I/O asincrono) e devono essere inviati
2424 esplicitamente. Tutti i segnali real-time restituiscono al gestore, oltre
2425 ai campi \var{si\_pid} e \var{si\_uid} di \type{siginfo\_t} una struttura
2426 \type{sigval} (riportata in \figref{fig:sig_sigval}) in cui può essere
2427 restituito al processo un valore o un indirizzo, che costituisce il meccanismo
2428 con cui il segnale è in grado di inviare una ulteriore informazione al
2431 \begin{figure}[!htb]
2432 \footnotesize \centering
2433 \begin{minipage}[c]{15cm}
2434 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2442 \caption{La struttura \type{sigval}, usata dai segnali real time per
2443 restituire dati al gestore.}
2444 \label{fig:sig_sigval}
2447 A causa di queste loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta
2448 ad inviare un segnale real time, in quanto non è in grado di fornire alcun
2449 valore per \var{sigval}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2450 funzione, \func{sigqueue}, il cui prototipo è:
2451 \begin{prototype}{signal.h}
2452 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const union sigval value)}
2454 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2455 gestore il valore \param{value}.
2457 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2458 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2460 \item[\macro{EAGAIN}] La coda è esarita, ci sono già \macro{SIGQUEUE\_MAX}
2461 segnali in attesa si consegna.
2462 \item[\macro{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2463 segnale al processo specificato.
2464 \item[\macro{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2465 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2468 ed inoltre \macro{ENOMEM}.}
2471 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2472 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2473 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2474 di errore senza inviare nessun segnale.
2476 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2477 installato un gestore con \macro{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse
2478 disponibili, vale a dire che c'è posto nella coda\footnote{la profondità della
2479 coda è indicata dalla costante \macro{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante
2480 costanti di sistema definite dallo standard POSIX, che non abbiamo riportato
2481 esplicitamente in \secref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo
2482 standard, \macro{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32.}, esso viene inserito
2483 e diventa pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2484 \var{siginfo} il valore \macro{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value} riceverà
2485 quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un gestore
2486 nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le caratteristiche
2487 tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2489 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2490 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2491 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2492 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2493 \func{sigwait}, il cui prototipo è:
2494 \begin{prototype}{signal.h}
2495 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2497 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2499 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2500 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2502 \item[\macro{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2503 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2506 ed inoltre \macro{EFAULT}.}
2509 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2510 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2511 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2512 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2513 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2514 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2515 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2518 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2519 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2520 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2521 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2522 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2523 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2526 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2527 prevalentemente con i thread; \func{sigwaitinfo} e \func{sigtimedwait}, i
2528 relativi prototipi sono:
2532 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2534 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2535 segnale in \param{info}.
2537 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2538 struct timespec *info)}
2540 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2541 timeout in \param{timeout}.
2544 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2545 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2546 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2548 \item[\macro{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2554 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2555 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2556 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2557 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2558 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2559 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2561 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2562 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2563 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2564 di timeout nullo, e non ci sono sengali pendenti la funzione ritornerà
2565 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2566 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2569 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2570 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2571 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2572 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2573 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2574 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2575 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2576 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2577 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2579 %%% Local Variables:
2581 %%% TeX-master: "gapil"