4 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
5 confronti dei processi. Non portano con se nessuna informazione che non sia il
6 loro tipo; si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
9 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
10 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
11 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
12 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
13 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
15 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
16 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
17 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
18 di generazionem fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
22 \section{Introduzione}
25 In questa sezione esamineremo i concetti base dei segnali, introducendo le
26 caratteristiche essenziali con cui il sistema interagisce con i processi
30 \subsection{I concetti base}
33 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
34 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
35 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
39 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
40 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
41 \item la terminazione di un processo figlio.
42 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
43 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
45 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
46 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
47 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
48 \code{C-z}\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
49 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere)}.
50 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
51 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
54 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
55 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
56 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
58 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
59 viene eseguita una azione di default o una apposita routine di gestione (il
60 cosiddetto \textit{signal handler} o \textsl{manipolatore}) che può essere
61 stata specificata dall'utente (nel qual caso si dice che si
62 \textsl{intercetta} il segnale).
65 \subsection{Le modalità di funzionamento}
66 \label{sec:sig_semantics}
68 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
69 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
70 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
71 semantiche) che vengono chiamate rispettivamente semantica \textsl{affidabile}
72 (o \textit{reliable}) e semantica \textsl{inaffidabile} (o
75 Nella semantica \textsl{inaffidabile} (quella implementata dalle prime
76 versioni di unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
77 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
78 stesso ripetere l'installazione della stessa all'interno della routine di
79 gestione, in tutti i casi in cui si vuole che il manipolatore esterno resti
82 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
83 perduti; si consideri il seguente segmento di codice in cui la prima
84 operazione del manipolatore è quella di reinstallare se stesso:
87 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
88 int sig_handler(); /* handler function */
90 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
95 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
96 ... /* process signal */
100 se un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo
101 abbia eseguito la reinstallazione di se stesso il segnale può essere perso o
102 causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la
103 terminazione del processo).
105 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
106 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}, in quanto la ricezione del
107 segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni
108 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition (sull'argomento vedi
109 quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
111 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
112 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
113 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
114 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
116 Un caso classico in cui si incontra questo problema, è quello in cui si usa il
117 manipolatore per settare un flag che riporta al processo l'occorrenza del
118 segnale, così che questo possa prendere provvedimenti al di fuori del
119 manipolatore. Si consideri il seguente segmento di codice il cui scopo sarebbe
120 quello di fermare il processo fino all'occorrenza di un opportuno segnale:
123 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
127 int sig_handler(); /* handler function */
129 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
131 while(signal_flag == 0) { /* while flag is zero */
132 pause(); /* go to sleep */
138 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
139 signal_flag = 1; /* set flag */
143 l'idea è che quando il processo trova il flag a zero viene messo in sleep e
144 verrà risvegliato solo dalla ricezione di un segnale. Il manipolatore si
145 limita in questo caso a settare il flag a uno; all'uscita dal manipolatore la
146 chiamata a \func{pause} è interrotta ed il processo viene risvegliato e
147 riprende l'esecuzione all'istruzione successiva, ma essendo cambiato il flag
148 la condizione non è più soddisfatta e il programma prosegue.
150 Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che
151 il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \code{while} e la
152 chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato,
153 il processo resterà in sleep permanentemente.
155 % Un'altra caratteristica della implementazione inaffidabile è che le chiamate
156 % di sistema non sono fatte ripartire automaticamente quando sono interrotte da
157 % un segnale, per questo un programma deve controllare lo stato di uscita della
158 % chiamata al sistema e ripeterla nel caso l'errore riportato da \texttt{errno}
159 % sia \texttt{EINTR}.
161 Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una
162 modalità semplice per ottenere una operazione di pausa (cioè mandare in sleep
163 un processo fino all'arrivo di un segnale).
165 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
166 moderno) il manipolatore una volta installato resta attivo e non si hanno
167 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
168 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
169 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel settando l'apposito
170 campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
171 \figref{fig:proc_task_struct}).
173 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
174 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
175 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
176 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
177 procedura viene effettuata dallo scheduler quando, riprendendo l'esecuzione
178 del processo in questione, verifica la presenza del segnale nella
179 \var{task\_struct} e mette in esecuzione il manipolatore.
181 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
182 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
183 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
184 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o setta l'azione di default per
187 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
188 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
189 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
190 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi
191 \secref{sec:sig_sigpending}) per determinare quali segnali sono bloccati e
195 \subsection{Tipi di segnali}
196 \label{sec:sig_types}
198 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
199 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
201 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
202 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
203 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
204 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
205 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
206 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
208 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
209 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
210 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
212 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
213 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
214 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
215 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
217 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
218 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
219 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
220 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
221 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
222 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
223 possono arrivare dopo qualche istruzione.
225 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
226 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
227 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
228 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
229 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
231 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
232 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
233 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
234 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
235 internamente o esternamente al processo.
238 \subsection{La notifica dei segnali}
239 \label{sec:sig_notification}
241 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione di default
242 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
243 \var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
244 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
245 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione di default
246 quella di ingorarlo).
248 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
249 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo scheduler che
250 esegue l'azione specificata. Questo a meno che il segnale in questione non sia
251 stato bloccato prima della notifica, nel qual caso l'invio non avviene ed il
252 segnale resta \textsl{pendente} indefinitamente. Quando lo si sblocca il
253 segnale \textsl{pendente} sarà subito notificato.
255 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
256 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
257 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
258 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
259 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
260 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
261 nuova specificazione saranno notificati).
263 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
264 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
265 segnale. Per alcuni segnali (\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP}) questa azione
266 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
267 una delle tre possibilità seguenti:
270 \item \textsl{ignorare} il segnale.
271 \item \textsl{catturare} il segnale, ed utilizzare il manipolatore
273 \item accettare l'azione di default per quel segnale.
276 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
277 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
278 \secref{sec:sig_sigaction}); se si è installato un manipolatore sarà
279 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
280 fa si che mentre viene eseguito il manipolatore di un segnale, questo ultimo
281 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race condition).
283 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
284 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
285 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
286 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
288 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
289 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
290 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
291 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
292 un eventuale messaggio di errore.
294 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
295 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
296 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
297 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
298 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
299 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
303 \section{La classificazione dei segnali}
304 \label{sec:sig_classification}
306 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
307 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
308 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
311 \subsection{I segnali standard}
312 \label{sec:sig_standard}
314 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
315 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
316 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
317 anche a seconda dell'architettura hardware.
322 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
324 \textbf{Segnale}&\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
327 \macro{SIGHUP} &PL & A & Hangup o fine del processo di controllo \\
328 \macro{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
329 \macro{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
330 \macro{SIGILL} &PL & C & Istruzione illegale \\
331 \macro{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
332 \macro{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
333 \macro{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
334 \macro{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
335 \macro{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
336 \macro{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
337 \macro{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
338 \macro{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
339 \macro{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
340 \macro{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
341 \macro{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
342 \macro{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
343 \macro{SIGTSTP} &PL & D & Stop typed at tty \\
344 \macro{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
346 \macro{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
348 \macro{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
349 \macro{SIGPOLL} &SL & A & Pollable event (Sys V).
350 Sinonimo di \macro{SIGIO} \\
351 \macro{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
352 \macro{SIGSYS} &SL & C & Bad argument to routine (SVID) \\
353 \macro{SIGTRAP} &SL & C & Trace/breakpoint trap \\
354 \macro{SIGURG} &SLB& B & Urgent condition on socket \\
355 \macro{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
356 \macro{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
357 \macro{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
358 \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. A synonym for \macro{SIGABRT} \\
359 \macro{SIGEMT} &L & & \\
360 \macro{SIGSTKFLT}&L & A & Stack fault on coprocessor \\
361 \macro{SIGIO} &LB & A & I/O now possible (4.2 BSD) \\
362 \macro{SIGCLD} &L & & A synonym for \macro{SIGCHLD} \\
363 \macro{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
364 \macro{SIGINFO} &L & & A synonym for \macro{SIGPWR} \\
365 \macro{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
366 \macro{SIGWINCH} &LB & B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\
367 \macro{SIGUNUSED}&L & A & Unused signal (will be SIGSYS) \\
370 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
371 \label{tab:sig_signal_list}
374 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
375 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
376 nomi, che sono standardizzati e sostanzialemnte uniformi rispetto alle varie
377 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
378 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
380 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \macro{NSIG}, e dato
381 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
382 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
383 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
384 definiti in Linux (estratto dalle man page), comparati con quelli definiti in
387 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni di default
388 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
389 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun manipolatore è installato un
390 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
391 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
392 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
397 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
399 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
402 A & L'azione di default è terminare il processo. \\
403 B & L'azione di default è ignorare il segnale. \\
404 C & L'azione di default è terminare il processo e scrivere un \textit{core
406 D & L'azione di default è fermare il processo. \\
407 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
408 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
411 \caption{Legenda delle azioni di default dei segnali riportate in
412 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
413 \label{tab:sig_action_leg}
416 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
417 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
418 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
419 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
420 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
425 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
427 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
436 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
437 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
438 \label{tab:sig_standard_leg}
441 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
442 tipologia, verrà affrontate nel seguito.
445 \subsection{Segnali di errore di programma}
446 \label{sec:sig_prog_error}
448 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
449 l'hardware (come per i page fault non validi) rileva un qualche errore
450 insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di questi
451 segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
452 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
453 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
455 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
456 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare i settaggi della
457 console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
458 manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di default e rialzando il
459 segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
460 ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il manipolatore
463 L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
464 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
465 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
466 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
467 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
468 al momento della terminazione.
471 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
472 \item[\macro{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
473 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
474 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
476 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
477 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
478 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
479 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
481 \item[\macro{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
482 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
483 privilegiata o inesistente, in generale del codice illegale. Poiché il
484 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
485 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
486 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
487 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
488 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
489 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
491 \item[\macro{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
492 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
493 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
494 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
495 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale.
497 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
498 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
499 \item[\macro{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
500 \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
501 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
502 \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
503 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
504 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
506 \item[\macro{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
507 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
508 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
509 \item[\macro{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
510 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
511 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
512 \item[\macro{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
513 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
514 sbagliato per quest'ultima.
518 \subsection{I segnali di terminazione}
519 \label{sec:sig_termination}
521 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
522 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
523 trattarli in maniera differente.
525 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
526 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
527 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
528 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
529 funzionamento (come il modo del terminale o i settaggi di una qualche
532 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
534 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
535 \item[\macro{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
536 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
537 \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
538 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
539 \item[\macro{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
540 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
541 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
542 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
543 \item[\macro{SIGQUIT}] È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
544 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
545 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione di default,
546 oltre alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core
549 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
550 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
551 fare eseguire al manipolatore di questo segnale le operazioni di pulizia
552 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
553 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
555 \item[\macro{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
556 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
557 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
558 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
559 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
560 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
561 brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
563 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
564 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
565 processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
566 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
567 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
568 per eseguire un manipolatore.
569 \item[\macro{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
570 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
571 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
572 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
573 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
575 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
576 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
577 file di configurazione.
581 \subsection{I segnali di allarme}
582 \label{sec:sig_alarm}
584 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
585 di default è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
586 segnali la scelta di default è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
587 sempre la necessità di un manipolatore. Questi segnali sono:
588 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
589 \item[\macro{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
590 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
591 usato dalla funzione \func{alarm}.
592 \item[\macro{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
593 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
595 \item[\macro{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
596 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
597 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
598 viene usato dai tool che servono a fare il profilo d'uso della CPU da parte
603 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
604 \label{sec:sig_asyncio}
606 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
607 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
608 generare questi segnali.
610 L'azione di default è di essere ignorati. Questi segnali sono:
611 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
612 \item[\macro{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
613 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
614 terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
615 anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
616 \item[\macro{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
617 urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
618 proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
619 \item[\macro{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
620 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
624 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
625 \label{sec:sig_job_control}
627 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
628 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
629 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
630 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
631 \item[\macro{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
632 figlio termina o viene fermato. L'azione di default è di ignorare il
633 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
634 \item[\macro{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
635 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
636 \item[\macro{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
637 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
638 \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
639 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento di default
640 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
641 installare un manipolatore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
644 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
645 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
646 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
647 manipolatori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
648 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
650 \item[\macro{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta in uno stato di
651 sleep); il segnale non può essere né intercettato, né ignorato, né bloccato.
652 \item[\macro{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
653 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
654 (prodotto dalla combinazione \macro{C-z}), ed al contrario di
655 \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
656 installa un manipolatore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
657 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
658 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un manipolatore
659 per riabilitarlo prima di fermarsi.
660 \item[\macro{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
661 sessione di lavoro in background. Quando un processo in background tenta di
662 leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i processi
663 della sessione di lavoro. L'azione di default è di fermare il processo.
664 L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
665 \item[\macro{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \macro{SIGTTIN}, ma
666 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
667 terminale. L'azione di default è di fermare il processo, l'argomento è
668 trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
672 \subsection{I segnali di operazioni errate}
673 \label{sec:sig_oper_error}
675 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
676 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
677 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
680 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
682 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
683 \item[\macro{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
684 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
685 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
686 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
687 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
688 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
689 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
690 \item[\macro{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
691 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
692 situazione precedente.
693 \item[\macro{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
694 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
695 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
696 \item[\macro{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
697 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
698 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
699 file, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
703 \subsection{Ulteriori segnali}
704 \label{sec:sig_misc_sig}
706 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
707 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
708 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
709 \item[\macro{SIGUSR1} e \macro{SIGUSR2}] Sono due segnali a disposizione
710 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
711 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
712 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un manipolatore. L'azione di
713 default è terminare il processo.
714 \item[\macro{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} ed è
715 generato da molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
716 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
717 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
718 dimensione a quest'ultimo. L'azione di default è di essere ignorato.
719 \item[\macro{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
720 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
721 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
722 altri processi lo ignorano.
726 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
727 \label{sec:sig_strsignal}
729 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
730 \func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
731 dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
732 segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
733 manipolatore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
734 GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
735 funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
736 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
737 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
740 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
741 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
742 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
745 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
746 descritta in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
747 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
748 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
749 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
752 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
753 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
754 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
755 con la dichiarazione:
756 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
757 extern const char *const sys_siglist[]
759 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
760 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
761 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
762 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
766 \section{La gestione dei segnali}
767 \label{sec:sig_handlers}
769 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
770 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
771 programma. Dato che la loro gestione non è sotto il controllo del programma
772 essa non può essere effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione,
773 per cui tutto quello che si può fare è di specificare (al kernel, installando
774 un manipolatore) quale azione andrà intrapresa quando essi si verificano.
776 In questa sezione vedremo allora come si gestiscono i segnali, esaminando le
777 funzioni che si usano per effettuare la gestione dei segnali ed analizzando le
778 problematiche relative alla gestione di eventi asincroni di questo tipo.
781 \subsection{La funzione \func{signal}}
782 \label{sec:sig_signal}
784 L'interfaccia più semplice alla manipolazione dei segnali è costituita dalla
785 funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
786 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
787 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
788 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
789 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà
790 alcune vecchie implementazioni (SVR4 e 4.3+BSD) usano parametri aggiuntivi
791 per definire il comportamento della funzione} che è:
792 \begin{prototype}{signal.h}
793 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
795 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il manipolatore) per il
796 segnale \param{signum}.
798 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente manipolatore in caso di successo
799 o \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.}
802 In questa definizione si è usato il tipo \type{sighandler\_t} che è una
803 estensione GNU definita dalle \acr{glibc} che permette di riscrivere il
804 prototipo in una forma più leggibile dell'originario:
806 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
808 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
809 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
810 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
811 \type{sighandler\_t} che è:
813 typedef void (* sighandler_t)(int)
815 e cioè un puntatore ad una funzione \type{void} (cioè senza valore di ritorno)
816 e che prende un argomento di tipo \type{int}\footnote{si devono usare le
817 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
818 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
819 un puntatore a \type{void} e non un puntatore ad una funzione \type{void}}.
820 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
821 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il manipolatore del
824 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
825 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
826 manipolatore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da
827 chiamare all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
828 \macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
829 installare l'azione di di default\footnote{si ricordi però che i due segnali
830 \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
837 \subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali}
838 \label{sec:sig_reentrant}
844 \subsection{La funzione \func{sigpending}}
845 \label{sec:sig_sigpending}
850 %%% TeX-master: "gapil"