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14 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
15 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
16 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
17 un'interruzione software portata ad un processo.
19 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
20 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
21 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
22 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
23 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
25 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
26 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
27 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
28 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
29 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
30 versioni dello standard POSIX.
33 \section{Introduzione}
36 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
37 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
38 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
39 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
42 \subsection{I concetti base}
45 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
46 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
47 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
51 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
52 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
53 \item la terminazione di un processo figlio.
54 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
55 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
57 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
58 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
59 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
60 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
61 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
62 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
63 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
66 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
67 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
68 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
70 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
71 viene eseguita una azione predefinita o una apposita routine di gestione
72 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
73 dall'inglese\textit{signal handler}) che può essere stata specificata
74 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
77 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
78 \label{sec:sig_semantics}
80 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
81 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
82 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
83 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
84 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
87 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
88 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
89 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
90 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
91 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
93 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
94 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
95 fig.~\ref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
108 \includecodesample{listati/unreliable_sig.c}
111 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
113 \label{fig:sig_old_handler}
116 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
117 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
118 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni atomiche, e
119 sono sempre possibili delle race condition\index{\textit{race~condition}}
120 (sull'argomento vedi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_multi_prog}).
122 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
123 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
124 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
125 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
127 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
128 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
129 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
130 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
131 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
132 campo della \struct{task\_struct} del processo nella process table (si veda
133 fig.~\ref{fig:proc_task_struct}).
135 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
136 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
137 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
138 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
139 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{\textit{scheduler}} quando,
140 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
141 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
143 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
144 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
145 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
146 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
149 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
150 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
151 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
152 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask})
153 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
156 \subsection{Tipi di segnali}
157 \label{sec:sig_types}
159 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
160 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
162 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
163 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
164 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
165 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
166 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
167 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
169 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
170 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
171 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
173 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
174 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
175 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
176 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
178 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
179 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
180 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
181 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
182 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
183 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
184 possono arrivare dopo qualche istruzione.
186 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
187 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
188 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
189 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
190 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
192 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
193 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
194 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
195 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
196 internamente o esternamente al processo.
199 \subsection{La notifica dei segnali}
200 \label{sec:sig_notification}
202 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
203 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
204 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
205 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
206 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
209 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
210 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
211 scheduler\index{\textit{scheduler}} che esegue l'azione specificata. Questo a
212 meno che il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica,
213 nel qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
214 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
215 notificato. Si tenga presente però che i segnali \textsl{pendenti} non si
216 accodano, alla generazione infatti il kernel marca un flag nella
217 \struct{task\_struct} del processo, per cui se prima della notifica ne vengono
218 generati altri il flag è comunque marcato, ed il gestore viene eseguito sempre
221 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
222 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
223 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché bloccare su un
224 segnale significa bloccarne è la notifica). Per questo motivo un segnale,
225 fintanto che viene ignorato, non sarà mai notificato, anche se prima è stato
226 bloccato ed in seguito si è specificata una azione diversa (nel qual caso solo
227 i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati).
229 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
230 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
231 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
232 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
233 una delle tre possibilità seguenti:
236 \item ignorare il segnale.
237 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato.
238 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
241 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
242 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal} e
243 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà
244 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
245 farà si che mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo
246 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race
247 condition\index{\textit{race~condition}}).
249 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
250 standard che (come vedremo in sez.~\ref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
251 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
252 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
254 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
255 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
256 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}); questo è il modo
257 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
258 un eventuale messaggio di errore.
260 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
261 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
262 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
263 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
264 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
265 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
268 \section{La classificazione dei segnali}
269 \label{sec:sig_classification}
271 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
272 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
273 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
276 \subsection{I segnali standard}
277 \label{sec:sig_standard}
279 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
280 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
281 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
282 anche a seconda dell'architettura hardware.
283 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
284 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
285 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
286 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
287 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
289 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
290 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
291 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
292 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
293 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
294 definiti in vari standard.
299 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
301 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
304 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
305 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
306 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
308 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
309 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
310 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
313 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
314 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
315 \label{tab:sig_action_leg}
318 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
319 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
320 tab.~\ref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
321 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
322 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
323 è definito, secondo lo schema di tab.~\ref{tab:sig_standard_leg}.
329 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
331 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
340 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
341 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
342 \label{tab:sig_standard_leg}
345 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
346 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
347 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
348 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
349 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
354 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
356 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
359 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
361 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
362 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
363 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
364 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
365 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
366 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
367 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
368 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
369 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
370 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
371 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
372 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
373 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
374 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
375 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
376 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
377 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
379 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
381 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
382 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
383 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
384 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
385 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
386 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
387 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
388 un socket\index{socket}\\
389 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
390 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
391 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
392 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
393 \const{SIGEMT} &L & & \\
394 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
395 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
396 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
397 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
398 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
399 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
400 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
401 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
405 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
406 \label{tab:sig_signal_list}
409 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
410 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
413 \subsection{Segnali di errore di programma}
414 \label{sec:sig_prog_error}
416 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
417 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
418 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
419 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
420 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
421 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
423 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
424 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
425 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
426 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
427 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
428 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
429 gestore non ci fosse stato.
431 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
432 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
433 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
434 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
435 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
436 al momento della terminazione. Questi segnali sono:
437 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
438 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
439 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
440 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow. Se il gestore
441 ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed ignorare questo
442 segnale può condurre ad un ciclo infinito.
444 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
445 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
446 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
447 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
449 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
450 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
451 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
452 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
453 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
454 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
455 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
456 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
457 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
458 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
460 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
461 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
462 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
463 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
464 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
465 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
467 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
468 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
469 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
470 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
471 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
472 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
473 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \const{SIGBUS} indica
474 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
476 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
477 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
478 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
479 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
480 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
481 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
482 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
483 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
484 sbagliato per quest'ultima.
488 \subsection{I segnali di terminazione}
489 \label{sec:sig_termination}
491 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
492 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
493 trattarli in maniera differente.
495 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
496 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
497 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
498 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
499 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
502 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
504 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
505 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
506 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
507 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
508 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
510 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
511 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
512 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
513 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
514 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenze che è
515 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
516 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
517 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
519 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
520 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
521 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
522 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
523 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
525 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
526 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
527 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
528 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
529 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
530 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
531 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
533 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
534 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
535 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
536 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
537 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
538 per eseguire un gestore.
539 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
540 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
541 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
542 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
543 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
545 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
546 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
547 file di configurazione.
551 \subsection{I segnali di allarme}
552 \label{sec:sig_alarm}
554 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
555 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
556 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
557 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
558 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
559 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
560 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
561 usato dalla funzione \func{alarm}.
562 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
563 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
565 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
566 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
567 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
568 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
569 del tempo di CPU da parte del processo.
573 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
574 \label{sec:sig_asyncio}
576 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
577 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
578 generare questi segnali. L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi
580 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
581 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
582 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
583 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
584 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
586 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
587 urgenti o \textit{out-of-band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
588 dettagli al proposito si veda sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}.
589 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
590 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
594 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
595 \label{sec:sig_job_control}
597 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
598 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
599 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
600 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
601 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
602 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
603 segnale, la sua gestione è trattata in sez.~\ref{sec:proc_wait}.
604 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
605 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
606 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
607 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
608 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
609 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
610 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
611 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
614 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
615 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
616 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
617 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
618 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
620 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
621 stato di sleep, vedi sez.~\ref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
622 intercettato, né ignorato, né bloccato.
623 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
624 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
625 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
626 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
627 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
628 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
629 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
630 per riabilitarlo prima di fermarsi.
631 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
632 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
633 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
634 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
635 processo. L'argomento è trattato in
636 sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
637 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
638 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
639 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
640 trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
644 \subsection{I segnali di operazioni errate}
645 \label{sec:sig_oper_error}
647 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
648 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
649 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
650 resto del sistema. L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il
651 processo, questi segnali sono:
652 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
653 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe,
654 (o delle FIFO o dei socket) è necessario, prima che un processo inizi a
655 scrivere su una di esse, che un'altro l'abbia aperta in lettura (si veda
656 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
657 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
658 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
659 lo ha causato fallisce, restituendo l'errore \errcode{EPIPE}.
660 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Tradizionalmente è il
661 segnale che generato quando si ha un advisory lock su un file su NFS che
662 viene perso perché il server NFS è stato riavviato. Il progetto GNU lo
663 utilizza per indicare ad un client il crollo inaspettato di un server. In
664 Linux è definito come sinonimo di \const{SIGIO}.\footnote{ed è segnalato
665 come BUG nella pagina di manuale.}
666 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
667 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
668 tempo di CPU disponibile, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
669 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
670 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
671 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
672 file, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
676 \subsection{Ulteriori segnali}
677 \label{sec:sig_misc_sig}
679 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
680 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
681 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
682 \item[\const{SIGUSR1}] Insieme a \const{SIGUSR2} è un segnale a disposizione
683 dell'utente che lo può usare per quello che vuole. Viene generato solo
684 attraverso l'invocazione della funzione \func{kill}. Entrambi i segnali
685 possono essere utili per implementare una comunicazione elementare fra
686 processi diversi, o per eseguire a richiesta una operazione utilizzando un
687 gestore. L'azione predefinita è di terminare il processo.
688 \item[\const{SIGUSR2}] È il secondo segnale a dispozione degli utenti. Vedi
689 quanto appena detto per \const{SIGUSR1}.
690 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
691 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
692 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
693 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
694 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
695 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
696 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
697 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
698 altri processi lo ignorano.
702 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
703 \label{sec:sig_strsignal}
705 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
706 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
707 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
708 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
709 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
710 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
711 veda sez.~\ref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
712 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
713 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
716 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
717 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
718 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
721 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
722 \func{perror} descritta sempre in sez.~\ref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
724 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
725 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
726 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
729 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
730 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
731 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
732 con la dichiarazione:
733 \includecodesnip{listati/siglist.c}
734 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
735 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
736 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
737 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
741 \section{La gestione dei segnali}
742 \label{sec:sig_management}
744 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
745 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
746 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
747 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
748 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
750 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
751 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
752 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
753 processo alla loro occorrenza.
756 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
757 \label{sec:sig_gen_beha}
759 Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
760 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
761 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
762 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
763 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
765 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo
766 processo esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i
767 singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi
768 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi
769 vengono cancellati; essi infatti devono essere recapitati solo al padre, al
770 figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti alle sue azioni.
772 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
773 quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
774 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
775 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
776 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
778 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
779 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
780 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
781 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
782 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
783 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
785 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
786 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano\index{system~call~lente}
787 \textsl{lente} (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
788 parte di esse appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata
789 dall'arrivo di un segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro
790 esecuzione è sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre
791 data dopo che la system call è stata completata, in quanto attendere per
792 eseguire un gestore non comporta nessun inconveniente.
794 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
795 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
796 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
797 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
798 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
799 presenta questa situazione è il seguente:
801 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
802 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}, i
803 socket\index{socket} o le pipe).
804 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
805 accettati immediatamente (di nuovo comune per i socket).
806 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
807 immediate per una risposta (ad esempio l'apertura di un nastro che deve
809 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
810 eseguite immediatamente.
811 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
813 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
815 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
818 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore sia
819 ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
820 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
821 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
822 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni che eseguono una system
823 call lenta per ripeterne la chiamata qualora l'errore fosse questo.
825 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
826 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
827 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
828 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
829 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
831 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
832 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente una system call
833 interrotta invece di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è bisogno
834 di preoccuparsi di controllare il codice di errore; si perde però la
835 possibilità di eseguire azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare
838 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
839 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
840 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
841 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
842 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
845 \subsection{La funzione \func{signal}}
846 \label{sec:sig_signal}
848 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
849 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
850 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
851 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
852 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
853 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
854 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
855 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
856 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
857 funzione \func{sigaction}.} che è:
858 \begin{prototype}{signal.h}
859 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
861 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
862 segnale \param{signum}.
864 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
865 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
868 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
869 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
870 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
871 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
872 \includecodesnip{listati/signal.c}
873 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
874 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
875 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
876 \type{sighandler\_t} che è:
877 \includecodesnip{listati/sighandler_t.c}
878 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
879 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
880 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
881 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
882 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
883 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
884 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
887 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
888 direttamente con una delle costanti definite in sez.~\ref{sec:sig_standard}. Il
889 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
890 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
891 \const{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
892 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
893 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
894 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
897 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
898 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
899 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
900 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
901 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
904 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
905 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
906 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
907 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata, secondo la
908 semantica inaffidabile; anche Linux seguiva questa convenzione con le vecchie
909 librerie del C come le \acr{libc4} e le \acr{libc5}.\footnote{nelle
910 \acr{libc5} esiste però la possibilità di includere \file{bsd/signal.h} al
911 posto di \file{signal.h}, nel qual caso la funzione \func{signal} viene
912 ridefinita per seguire la semantica affidabile usata da BSD.}
914 Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non disinstallando il gestore
915 e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con l'utilizzo delle
916 \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è passato a questo comportamento. Il
917 comportamento della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato
918 per i motivi visti in sez.~\ref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto
919 chiamando \func{sysv\_signal}, una volta che si sia definita la macro
920 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}. In generale, per evitare questi problemi, l'uso di
921 \func{signal} (ed ogni eventuale ridefinizine della stessa) è da evitare;
922 tutti i nuovi programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
924 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
925 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
926 \const{SIGSEGV} (qualora questi non originino da una chiamata ad una
927 \func{kill} o ad una \func{raise}) è indefinito. Un gestore che ritorna da
928 questi segnali può dare luogo ad un ciclo infinito.
931 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
932 \label{sec:sig_kill_raise}
934 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
935 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
936 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
939 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
940 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
941 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
942 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
943 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
945 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
946 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
948 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
949 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
950 specificato un numero di segnale invalido.}
953 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
954 essere specificato con una delle macro definite in
955 sez.~\ref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
956 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
957 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
958 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
959 chiamando \func{raise}.
961 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
962 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
963 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
966 \headdecl{sys/types.h}
968 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
969 processo specificato con \param{pid}.
971 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
972 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
974 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
975 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
976 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
981 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
982 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
983 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
984 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
985 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
986 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
987 sez.~\ref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
988 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
990 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
991 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
992 riportati in tab.~\ref{tab:sig_kill_values}.
994 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
995 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
996 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
997 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
998 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1000 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1001 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1002 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1003 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1005 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1006 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1007 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1009 \noindent e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process
1010 group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}).
1015 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1017 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1020 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1021 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1023 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1024 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1028 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1030 \label{tab:sig_kill_values}
1033 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1034 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1035 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1036 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1037 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1038 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1039 (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:sig_termination}), non è possibile
1040 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1041 un gestore installato.
1043 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1044 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1045 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1046 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1047 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1048 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1051 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1052 \label{sec:sig_alarm_abort}
1054 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1055 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1056 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1057 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1059 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1060 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1062 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1063 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1066 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1067 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1068 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1069 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1072 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1073 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1074 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1076 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1077 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1078 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1079 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1082 In sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1083 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1084 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1085 processo tre diversi timer:
1087 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1088 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1089 l'emissione di \const{SIGALRM}.
1090 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1091 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1092 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM}.
1093 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1094 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1095 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1096 sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1097 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1100 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1101 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1102 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1103 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1104 genera il segnale una sola volta.
1106 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1107 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1108 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1110 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1111 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1113 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1114 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1116 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1117 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1121 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1122 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1123 tab.~\ref{tab:sig_setitimer_values}.
1127 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1129 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1132 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1133 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1134 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1137 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1139 \label{tab:sig_setitimer_values}
1142 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1143 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1144 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1145 struttura \struct{itimerval}, definita in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}.
1147 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1148 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1149 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1150 permette una precisione fino al microsecondo.
1152 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1153 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1154 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1155 è nullo il timer si ferma.
1157 \begin{figure}[!htb]
1158 \footnotesize \centering
1159 \begin{minipage}[c]{15cm}
1160 \includestruct{listati/itimerval.h}
1163 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1165 \label{fig:sig_itimerval}
1168 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1169 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1170 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1171 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1172 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1173 fig.~\ref{fig:sig_alarm_def}.
1175 \begin{figure}[!htb]
1176 \footnotesize \centering
1177 \begin{minipage}[c]{15cm}
1178 \includestruct{listati/alarm_def.c}
1181 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1182 \label{fig:sig_alarm_def}
1185 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1186 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1187 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1188 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1189 effettuato per eccesso).
1191 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1192 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1193 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1194 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1195 seconda del carico del sistema.
1197 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1198 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1199 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1200 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1201 in sez.~\ref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1204 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1205 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1206 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1207 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1210 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1212 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1213 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1215 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1219 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort};
1220 che, come accennato in sez.~\ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1221 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1223 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1225 Abortisce il processo corrente.
1227 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1228 segnale di \const{SIGABRT}.}
1231 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1232 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1233 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1234 prima della terminazione del processo.
1236 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1237 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1238 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1239 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1240 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1241 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1242 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1245 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1246 \label{sec:sig_pause_sleep}
1248 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1249 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1250 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1251 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1252 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1253 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1254 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1255 sez.~\ref{sec:proc_sched}.}
1257 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1258 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1259 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1261 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1263 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1264 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1265 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1268 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1269 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1270 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1271 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1272 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1275 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1276 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1278 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1280 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1282 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1283 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1286 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1287 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1288 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1289 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1290 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1291 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1292 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1293 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1296 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1297 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1298 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1299 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1300 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1301 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1302 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1304 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1305 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1306 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1307 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1308 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1309 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1310 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1312 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1314 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1315 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1320 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1321 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1322 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1323 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1324 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1327 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1328 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1330 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1331 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1333 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1334 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1335 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1339 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1340 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1341 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1342 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1343 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1344 fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1345 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1347 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1348 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1349 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1350 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1352 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1353 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1354 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1355 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1356 occorrerà almeno attendere il successivo giro di
1357 scheduler\index{\textit{scheduler}} e cioè un tempo che a seconda dei casi può
1358 arrivare fino a 1/\const{HZ}, (sempre che il sistema sia scarico ed il
1359 processa venga immediatamente rimesso in esecuzione); per questo motivo il
1360 valore restituito in \param{rem} è sempre arrotondato al multiplo successivo
1363 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1364 secondo usando politiche di scheduling real time come \const{SCHED\_FIFO} o
1365 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1366 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1370 \subsection{Un esempio elementare}
1371 \label{sec:sig_sigchld}
1373 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1374 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1375 sez.~\ref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1376 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1377 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1378 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1379 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1380 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1381 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1382 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1383 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1384 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1385 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1386 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1387 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare
1388 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1389 la formazione di zombie\index{zombie}.
1391 In fig.~\ref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1392 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1393 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1394 di sez.~\ref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1395 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1396 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1397 di zombie\index{zombie}.
1400 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1401 % terminazione dei processi.
1402 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1403 % gestore per che è previsto ritornare,
1405 \begin{figure}[!htb]
1406 \footnotesize \centering
1407 \begin{minipage}[c]{15cm}
1408 \includecodesample{listati/hand_sigchild.c}
1411 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1413 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1416 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1417 programmazione (si ricordi quanto accennato sez.~\ref{sec:sys_errno}) si
1418 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1419 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1420 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1421 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1422 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1425 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1426 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1427 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1428 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1429 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1430 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1431 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1432 i segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al processo ne
1433 viene recapitato soltanto uno.
1435 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1436 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1437 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1438 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1439 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1441 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1442 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1443 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1444 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1446 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1447 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1448 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda sez.~\ref{sec:proc_wait} per
1449 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1450 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1451 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1455 \section{Gestione avanzata}
1456 \label{sec:sig_control}
1458 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1459 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1460 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1461 condition\index{\textit{race~condition}} che i segnali possono generare e alla
1462 natura asincrona degli stessi.
1464 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1465 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1466 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1467 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1468 casistica ordinaria.
1471 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1472 \label{sec:sig_example}
1474 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1475 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1476 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1477 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1478 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1480 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1481 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1482 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1483 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1484 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1485 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1486 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1487 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1488 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1489 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1491 \begin{figure}[!htb]
1492 \footnotesize \centering
1493 \begin{minipage}[c]{15cm}
1494 \includecodesample{listati/sleep_danger.c}
1497 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1498 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1501 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1502 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1503 presenta una pericolosa race condition\index{\textit{race~condition}}.
1504 Infatti se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1505 \func{pause} può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il
1506 tempo di attesa scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa
1507 sarebbe eseguita dopo l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si
1508 troverebbe di fronte ad un deadlock\index{\textit{deadlock}}, in quanto
1509 \func{pause} non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro
1512 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1513 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi sez.~\ref{sec:proc_longjmp}) per
1514 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1515 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1516 codice del tipo di quello riportato in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1518 \begin{figure}[!htb]
1519 \footnotesize \centering
1520 \begin{minipage}[c]{15cm}
1521 \includecodesample{listati/sleep_defect.c}
1524 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1525 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1528 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1529 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1530 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1531 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1532 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1535 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1536 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1537 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1538 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1539 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1540 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1541 timeout su una qualunque system call bloccante.
1543 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1544 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1545 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1546 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1547 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}).
1549 \begin{figure}[!htb]
1550 \footnotesize\centering
1551 \begin{minipage}[c]{15cm}
1552 \includecodesample{listati/sig_alarm.c}
1555 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1556 evento generato da un segnale.}
1557 \label{fig:sig_event_wrong}
1560 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1561 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1562 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1563 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1565 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in
1566 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}, in cui si genera una race condition
1567 \index{\textit{race~condition}}; se infatti il segnale arriva immediatamente
1568 dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small 6}) ma prima della
1569 cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua occorrenza sarà perduta.
1571 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1572 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1573 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1574 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1575 reagire alla ricezione di un segnale.
1579 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1580 \label{sec:sig_sigset}
1582 \index{\textit{signal~set}|(}
1583 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1584 originarie, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1585 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1586 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1587 pendenti. Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica
1588 dei segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1589 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1590 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1591 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1592 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1593 il blocco dei segnali.
1595 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1596 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1597 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1598 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1599 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1600 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1601 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1602 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1603 degli insiemi di segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset},
1604 \funcd{sigaddset}, \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi
1609 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1610 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1612 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1613 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1615 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1616 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1618 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1619 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1621 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1622 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1624 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1625 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1626 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1627 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1628 non sia un segnale valido).}
1631 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1632 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1633 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1634 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1635 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1637 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1638 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1639 segnali attivi (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1640 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1641 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1642 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1643 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1645 \index{\textit{signal~set}|)}
1649 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1650 \label{sec:sig_sigaction}
1652 Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1653 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1654 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1655 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1657 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1658 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1659 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1660 da un processo. Il suo prototipo è:
1661 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1662 *act, struct sigaction *oldact)}
1664 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1666 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1667 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1669 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1670 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1672 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1676 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1677 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1678 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1679 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1680 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1681 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1682 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1683 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1686 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1687 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1688 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1689 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1690 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1692 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1693 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1694 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1695 definita secondo quanto riportato in fig.~\ref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1696 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1699 \begin{figure}[!htb]
1700 \footnotesize \centering
1701 \begin{minipage}[c]{15cm}
1702 \includestruct{listati/sigaction.h}
1705 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1706 \label{fig:sig_sigaction}
1709 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1710 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1711 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1712 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1713 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1714 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1717 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1718 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1719 fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1720 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1721 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1722 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1723 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1724 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1725 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1726 in tab.~\ref{tab:sig_sa_flag}.
1731 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1733 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1736 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1737 essere notificato quando il processo figlio viene
1738 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1739 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1741 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1742 predefinito una volta che il gestore è stato
1743 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1744 semantica inaffidabile.\\
1745 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1746 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1747 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1748 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1749 di BSD.\index{system~call~lente}\\
1750 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1751 l'esecuzione del gestore.\\
1752 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1753 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1754 gestore in forma estesa usando
1755 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1756 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1757 l'esecuzione del gestore (vedi
1758 sez.~\ref{sec:sig_specific_features}).\\
1761 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1762 \label{tab:sig_sa_flag}
1765 Come si può notare in fig.~\ref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1766 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1767 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1768 real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1769 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1770 secondo parametro addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è
1771 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da specificare, a
1772 seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO}, rispettivamente
1773 attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},\footnote{i due
1774 tipi devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1775 questi campi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}.} Quest'ultima
1776 è quella classica usata anche con \func{signal}, mentre la prima permette di
1777 usare un gestore più complesso, in grado di ricevere informazioni più
1778 dettagliate dal sistema, attraverso la struttura \struct{siginfo\_t},
1779 riportata in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}.
1781 \begin{figure}[!htb]
1782 \footnotesize \centering
1783 \begin{minipage}[c]{15cm}
1784 \includestruct{listati/siginfo_t.h}
1787 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1788 \label{fig:sig_siginfo_t}
1791 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1792 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1793 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1794 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1795 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1796 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1797 causato l'emissione del segnale.
1799 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1800 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1801 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1802 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1803 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1804 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1805 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1806 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1807 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1808 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1809 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1810 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1811 manuale di \func{sigaction}.
1813 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1814 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1815 segnali real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1816 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1817 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1818 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1819 è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io})
1820 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1821 dati urgenti su un socket\index{socket}.
1823 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1824 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1825 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1826 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1827 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1828 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1829 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1830 un ripristino corretto dello stesso.
1832 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1833 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1834 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1835 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1836 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1837 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1838 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1840 \begin{figure}[!htb]
1841 \footnotesize \centering
1842 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1843 \includecodesample{listati/Signal.c}
1846 \caption{La funzione \funcd{Signal}, equivalente a \func{signal}, definita
1847 attraverso \func{sigaction}.}
1848 \label{fig:sig_Signal_code}
1851 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1852 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
1853 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
1854 fig.~\ref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
1855 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
1856 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
1857 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
1858 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
1859 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
1860 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
1861 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
1862 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
1863 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
1864 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
1865 un nuovo frame nello stack per chiamare la funzione costituirebbero una
1866 parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il programma.
1867 Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle macro, ma
1868 queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio degli
1869 argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
1876 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1877 \textit{signal mask}}
1878 \label{sec:sig_sigmask}
1880 \index{\textit{signal mask}|(}
1881 Come spiegato in sez.~\ref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1882 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1883 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
1884 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
1885 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
1886 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
1887 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
1888 accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
1889 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
1890 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
1891 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
1893 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}
1894 è che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso
1895 in questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
1896 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
1897 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
1899 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
1900 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
1901 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
1902 usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
1903 segnali; il suo prototipo è:
1904 \begin{prototype}{signal.h}
1905 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
1907 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
1909 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1910 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1912 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1913 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1917 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
1918 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
1919 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
1920 specificate in tab.~\ref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
1921 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
1927 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1929 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1932 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
1933 quello specificato e quello corrente.\\
1934 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
1935 dalla maschera dei segnali, specificare la
1936 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
1937 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
1938 specificato da \param{set}.\\
1941 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
1942 \func{sigprocmask}.}
1943 \label{tab:sig_procmask_how}
1946 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
1947 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
1948 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
1949 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del
1950 flag e la sua cancellazione.
1952 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
1953 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
1954 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
1955 perduta alla conclusione del terminatore.
1957 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
1958 dei casi di race condition\index{\textit{race~condition}} restano aperte
1959 alcune possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello
1960 del problema illustrato nell'esempio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}, e
1961 cioè la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
1962 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
1963 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
1964 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
1965 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
1966 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
1967 \begin{prototype}{signal.h}
1968 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
1970 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
1972 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1973 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1975 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1976 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1980 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
1981 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
1982 sez.~\ref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
1983 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per poter
1984 usare l'implementazione vista in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
1985 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
1986 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
1987 ottenere un'implementazione, riportata in fig.~\ref{fig:sig_sleep_ok} che non
1988 presenta neanche questa necessità.
1990 \begin{figure}[!htb]
1991 \footnotesize \centering
1992 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1993 \includecodesample{listati/sleep.c}
1996 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
1997 \label{fig:sig_sleep_ok}
2000 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2001 non si è usato l'approccio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando
2002 l'uso di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2003 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2004 programma messo in attesa.
2006 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2007 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2008 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2009 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2010 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2011 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2012 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2013 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2014 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2017 In questo modo non sono più possibili race
2018 condition\index{\textit{race~condition}} dato che \const{SIGALRM} viene
2019 disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla chiamata di \func{sigsuspend}.
2020 Questo metodo è assolutamente generale e può essere applicato a qualunque
2021 altra situazione in cui si deve attendere per un segnale, i passi sono sempre
2024 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2025 con \func{sigprocmask}.
2026 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2027 ricezione del segnale voluto.
2028 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2030 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2031 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2032 deadlock\index{\textit{deadlock}} dovuto all'arrivo del segnale prima
2033 dell'esecuzione di \func{sigsuspend}.
2034 \index{\textit{signal mask}|)}
2037 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2038 \label{sec:sig_specific_features}
2040 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2041 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2042 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2044 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2045 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2046 \begin{prototype}{signal.h}
2047 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2049 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2051 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2055 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2056 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2057 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2058 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2059 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2060 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2061 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2063 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2064 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2065 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2066 sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2067 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2068 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2070 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2072 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2073 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2074 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2075 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi tab.~\ref{tab:sig_sa_flag})
2076 per dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2080 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2081 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2082 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2083 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2084 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2085 sufficiente per tutti gli usi normali.
2087 La seconda è lo spazio che occorre al sistema per essere in grado di lanciare
2088 il gestore e la dimensione di uno stack alternativo deve essere sempre
2089 maggiore di questo valore. Quando si conosce esattamente quanto è lo spazio
2090 necessario al gestore gli si può aggiungere questo valore per allocare uno
2091 stack di dimensione sufficiente.
2093 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2094 indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il suo
2096 \begin{prototype}{signal.h}
2097 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2099 Installa un nuovo stack per i segnali.
2101 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2102 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2105 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2106 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2107 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2108 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2109 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2110 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2111 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2115 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2116 \var{stack\_t}, definita in fig.~\ref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2117 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2118 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2119 successivo ripristino).
2121 \begin{figure}[!htb]
2122 \footnotesize \centering
2123 \begin{minipage}[c]{15cm}
2124 \includestruct{listati/stack_t.h}
2127 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2128 \label{fig:sig_stack_t}
2131 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2132 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2133 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2134 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2135 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2136 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2137 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2140 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2141 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2142 potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2143 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2144 \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2146 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2147 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2148 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2149 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe
2150 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2152 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2153 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2154 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2155 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2156 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2157 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2159 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2160 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2161 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2162 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2163 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2165 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2166 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2167 dall'implementazione; in particolare BSD prevede che sia ripristinata la
2168 maschera dei segnali precedente l'invocazione, come per un normale ritorno,
2171 Lo standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2172 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2173 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2174 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2176 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2177 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2178 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2182 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2183 dello stack per un salto non-locale\index{salto~non-locale}.
2185 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2186 non-locale su un precedente contesto.
2188 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2189 \func{longjmp} di sez.~\ref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2190 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2193 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2194 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non-locale
2195 \index{salto~non-locale}; nel caso specifico essa è di tipo
2196 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2197 sez.~\ref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2198 maschera dei segnali.
2200 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2201 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2202 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2203 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2208 \subsection{I segnali real-time}
2209 \label{sec:sig_real_time}
2212 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2213 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2214 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2215 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2216 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2218 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2219 \item[I segnali non sono accumulati]
2220 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2221 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2222 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2223 \item[I segnali non trasportano informazione]
2224 i segnali classici non prevedono altra informazione sull'evento
2225 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2226 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2227 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2228 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2229 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2230 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2234 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2235 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2236 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare le funzionalità
2240 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2241 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2242 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2243 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2244 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2245 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2246 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2247 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al gestore,
2248 attraverso l'uso di un apposito campo \var{si\_value} nella struttura
2249 \struct{siginfo\_t}, accessibile tramite gestori di tipo
2250 \var{sa\_sigaction}.
2253 Queste nuove funzionalità (eccetto l'ultima, che, come vedremo, è parzialmente
2254 disponibile anche con i segnali ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali
2255 real-time; questi ultimi sono accessibili in un range di valori specificati
2256 dalle due macro \const{SIGRTMIN} e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di
2257 solito il primo valore è 32, ed il secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è
2258 63, per un totale di 32 segnali disponibili, contro gli almeno 8 richiesti
2259 da POSIX.1b.} che specificano il numero minimo e massimo associato ad un
2262 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2263 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2264 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2265 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2266 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2269 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2270 specifico, a meno di non utilizzarli in meccanismi di notifica come quelli per
2271 l'I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o per le code di
2272 messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); pertanto devono essere
2273 inviati esplicitamente.
2275 Inoltre, per poter usufruire della capacità di restituire dei dati, i relativi
2276 gestori devono essere installati con \func{sigaction}, specificando per
2277 \var{sa\_flags} la modalità \const{SA\_SIGINFO} che permette di utilizzare la
2278 forma estesa \var{sa\_sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). In
2279 questo modo tutti i segnali real-time possono restituire al gestore una serie
2280 di informazioni aggiuntive attraverso l'argomento \struct{siginfo\_t}, la cui
2281 definizione abbiamo già visto in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}, nella
2282 trattazione dei gestori in forma estesa.
2284 In particolare i campi utilizzati dai segnali real-time sono \var{si\_pid} e
2285 \var{si\_uid} in cui vengono memorizzati rispettivamente il \acr{pid} e
2286 l'user-ID effettivo del processo che ha inviato il segnale, mentre per la
2287 restituzione dei dati viene usato il campo \var{si\_value}.
2289 Questo è una \ctyp{union} di tipo \struct{sigval\_t} (la sua definizione è in
2290 fig.~\ref{fig:sig_sigval}) in cui può essere memorizzato o un valore numerico,
2291 se usata nella forma \var{sival\_int}, o un indirizzo, se usata nella forma
2292 \var{sival\_ptr}. L'unione viene usata dai segnali real-time e da vari
2293 meccanismi di notifica\footnote{un campo di tipo \struct{sigval\_t} è presente
2294 anche nella struttura \struct{sigevent} che viene usata dai meccanismi di
2295 notifica come quelli per l'I/O asincrono (vedi
2296 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
2297 sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}).} per restituire dati al gestore del segnale; in
2298 alcune definizioni essa viene identificata anche come \code{union sigval}.
2300 \begin{figure}[!htb]
2301 \footnotesize \centering
2302 \begin{minipage}[c]{15cm}
2303 \includestruct{listati/sigval_t.h}
2306 \caption{La unione \structd{sigval\_t}.}
2307 \label{fig:sig_sigval}
2310 A causa delle loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta ad
2311 inviare segnali real-time, poichè non è in grado di fornire alcun valore
2312 per \struct{sigval\_t}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2313 funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2314 \begin{prototype}{signal.h}
2315 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const sigval\_t value)}
2317 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2318 gestore il valore \param{value}.
2320 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2321 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2323 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2324 segnali in attesa si consegna.
2325 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2326 segnale al processo specificato.
2327 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2328 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2331 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2334 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2335 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2336 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2337 di errore senza inviare nessun segnale.
2339 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2340 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2341 (vale a dire che c'è posto\footnote{la profondità della coda è indicata dalla
2342 costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di sistema definite
2343 dallo standard POSIX che non abbiamo riportato esplicitamente in
2344 sez.~\ref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo standard,
2345 \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32. Nel caso di Linux questo è uno
2346 dei parametri del kernel impostabili sia con \func{sysctl}, che scrivendolo
2347 direttamente in \file{/proc/sys/kernel/rtsig-max}, il valore predefinito è
2348 di 1024.} nella coda dei segnali real-time) esso viene inserito e diventa
2349 pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2350 \struct{siginfo\_t} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2351 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2352 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2353 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2355 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2356 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2357 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2358 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2359 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2360 \begin{prototype}{signal.h}
2361 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2363 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2365 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2366 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2368 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2369 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2372 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2375 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2376 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2377 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2378 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2379 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2380 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2381 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2384 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2385 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2386 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2387 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2388 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2389 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2392 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2393 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2394 relativi prototipi sono:
2398 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2400 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2401 segnale in \param{info}.
2403 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2404 struct timespec *info)}
2406 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2407 timeout in \param{timeout}.
2410 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2411 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2412 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2414 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2420 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2421 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2422 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2423 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2424 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2425 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2427 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2428 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2429 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2430 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2431 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2432 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2434 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2435 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2436 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2437 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2438 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2439 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2440 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2441 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2442 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2445 %%% Local Variables:
2447 %%% TeX-master: "gapil"