4 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
5 confronti dei processi. Non portano con sé nessuna informazione che non sia il
6 loro tipo; si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
9 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
10 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
11 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
12 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
13 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
15 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
16 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
17 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
18 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
23 \section{Introduzione}
26 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
27 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
28 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
29 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
32 \subsection{I concetti base}
35 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
36 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
37 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
41 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
42 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
43 \item la terminazione di un processo figlio.
44 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
45 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
47 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
48 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
49 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
50 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
51 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
52 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
53 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
56 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
57 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
58 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
60 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
61 viene eseguita una azione di default o una apposita routine di gestione (il
62 cosiddetto \textit{signal handler} o \textsl{manipolatore}) che può essere
63 stata specificata dall'utente (nel qual caso si dice che si
64 \textsl{intercetta} il segnale).
67 \subsection{Le modalità di funzionamento}
68 \label{sec:sig_semantics}
70 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
71 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
72 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
73 semantiche) che vengono chiamate rispettivamente semantica \textsl{affidabile}
74 (o \textit{reliable}) e semantica \textsl{inaffidabile} (o
77 Nella semantica \textsl{inaffidabile} (quella implementata dalle prime
78 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
79 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
80 stesso ripetere l'installazione della stessa all'interno della routine di
81 gestione, in tutti i casi in cui si vuole che il manipolatore esterno resti
84 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
85 perduti. Si consideri il seguente segmento di codice, in cui la prima
86 operazione del manipolatore è quella di reinstallare se stesso:
88 e un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo
89 abbia eseguito la reinstallazione di se stesso il segnale può essere perso o
90 causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la
91 terminazione del processo).
93 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
94 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
95 segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni
96 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition (sull'argomento vedi
97 quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
99 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
100 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
101 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
102 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
104 % Un caso classico in cui si incontra questo problema, è quello in cui si usa il
105 % manipolatore per settare un flag che riporta al processo l'occorrenza del
106 % segnale, così che questo possa prendere provvedimenti al di fuori del
107 % manipolatore. Si consideri il seguente segmento di codice il cui scopo sarebbe
108 % quello di fermare il processo fino all'occorrenza di un opportuno segnale:
111 % \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
112 % int signal_flag = 0;
115 % int sig_handler(); /* handler function */
117 % signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
119 % while(signal_flag == 0) { /* while flag is zero */
120 % pause(); /* go to sleep */
126 % signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
127 % signal_flag = 1; /* set flag */
131 % l'idea è che quando il processo trova il flag a zero viene messo in sleep e
132 % verrà risvegliato solo dalla ricezione di un segnale. Il manipolatore si
133 % limita in questo caso a settare il flag a uno; all'uscita dal manipolatore la
134 % chiamata a \func{pause} è interrotta ed il processo viene risvegliato e
135 % riprende l'esecuzione all'istruzione successiva, ma essendo cambiato il flag
136 % la condizione non è più soddisfatta e il programma prosegue.
138 % Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che
139 % il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \code{while} e la
140 % chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato,
141 % il processo resterà in sleep permanentemente.
143 % Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una
144 % modalità semplice per ottenere una operazione di attesa mandando in stato di
145 % sleep (vedi \ref{sec:proc_sched}) un processo fino all'arrivo di un segnale.
147 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
148 moderno) il manipolatore una volta installato resta attivo e non si hanno
149 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
150 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
151 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel settando l'apposito
152 campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
153 \figref{fig:proc_task_struct}).
155 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
156 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
157 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
158 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
159 procedura viene effettuata dallo scheduler quando, riprendendo l'esecuzione
160 del processo in questione, verifica la presenza del segnale nella
161 \var{task\_struct} e mette in esecuzione il manipolatore.
163 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
164 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
165 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
166 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o setta l'azione di default per
169 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
170 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
171 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
172 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi
173 \secref{sec:sig_sigpending}) per determinare quali segnali sono bloccati e
177 \subsection{Tipi di segnali}
178 \label{sec:sig_types}
180 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
181 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
183 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
184 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
185 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
186 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
187 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
188 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
190 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
191 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
192 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
194 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
195 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
196 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
197 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
199 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
200 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
201 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
202 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
203 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
204 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
205 possono arrivare dopo qualche istruzione.
207 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
208 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
209 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
210 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
211 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
213 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
214 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
215 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
216 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
217 internamente o esternamente al processo.
220 \subsection{La notifica dei segnali}
221 \label{sec:sig_notification}
223 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione di default
224 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
225 \var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
226 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
227 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione di default
228 quella di ignorarlo).
230 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
231 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo scheduler che
232 esegue l'azione specificata. Questo a meno che il segnale in questione non sia
233 stato bloccato prima della notifica, nel qual caso l'invio non avviene ed il
234 segnale resta \textsl{pendente} indefinitamente. Quando lo si sblocca il
235 segnale \textsl{pendente} sarà subito notificato.
237 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
238 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
239 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
240 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
241 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
242 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
243 nuova specificazione saranno notificati).
245 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
246 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
247 segnale. Per alcuni segnali (\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP}) questa azione
248 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
249 una delle tre possibilità seguenti:
252 \item ignorare il segnale.
253 \item catturare il segnale, ed utilizzare il manipolatore specificato.
254 \item accettare l'azione di default per quel segnale.
257 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
258 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
259 \secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un manipolatore sarà
260 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
261 farà si che mentre viene eseguito il manipolatore di un segnale, quest'ultimo
262 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race condition).
264 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
265 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
266 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
267 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
269 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
270 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
271 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
272 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
273 un eventuale messaggio di errore.
275 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
276 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
277 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
278 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
279 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
280 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
283 \section{La classificazione dei segnali}
284 \label{sec:sig_classification}
286 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
287 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
288 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
291 \subsection{I segnali standard}
292 \label{sec:sig_standard}
294 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
295 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
296 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
297 anche a seconda dell'architettura hardware.
298 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
299 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
300 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
301 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
302 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
304 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \macro{NSIG}, e dato
305 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
306 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
307 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
308 definiti in Linux (estratto dalle man page), comparati con quelli definiti in
314 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
316 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
319 A & L'azione di default è terminare il processo. \\
320 B & L'azione di default è ignorare il segnale. \\
321 C & L'azione di default è terminare il processo e scrivere un \textit{core
323 D & L'azione di default è fermare il processo. \\
324 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
325 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
328 \caption{Legenda delle azioni di default dei segnali riportate in
329 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
330 \label{tab:sig_action_leg}
333 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni di default
334 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
335 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun manipolatore è installato un
336 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
337 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
338 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
344 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
346 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
355 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
356 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
357 \label{tab:sig_standard_leg}
360 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
361 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
362 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
363 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
364 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
369 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
371 \textbf{Segnale}&\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
374 \macro{SIGHUP} &PL & A & Hangup o fine del processo di controllo \\
375 \macro{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
376 \macro{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
377 \macro{SIGILL} &PL & C & Istruzione illegale \\
378 \macro{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
379 \macro{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
380 \macro{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
381 \macro{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
382 \macro{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
383 \macro{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
384 \macro{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
385 \macro{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
386 \macro{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
387 \macro{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
388 \macro{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
389 \macro{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
390 \macro{SIGTSTP} &PL & D & Stop typed at tty \\
391 \macro{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
393 \macro{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
395 \macro{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
396 \macro{SIGPOLL} &SL & A & Pollable event (Sys V).
397 Sinonimo di \macro{SIGIO} \\
398 \macro{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
399 \macro{SIGSYS} &SL & C & Bad argument to routine (SVID) \\
400 \macro{SIGTRAP} &SL & C & Trace/breakpoint trap \\
401 \macro{SIGURG} &SLB& B & Urgent condition on socket \\
402 \macro{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
403 \macro{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
404 \macro{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
405 \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. A synonym for \macro{SIGABRT} \\
406 \macro{SIGEMT} &L & & \\
407 \macro{SIGSTKFLT}&L & A & Stack fault on coprocessor \\
408 \macro{SIGIO} &LB & A & I/O now possible (4.2 BSD) \\
409 \macro{SIGCLD} &L & & A synonym for \macro{SIGCHLD} \\
410 \macro{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
411 \macro{SIGINFO} &L & & A synonym for \macro{SIGPWR} \\
412 \macro{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
413 \macro{SIGWINCH} &LB & B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\
414 \macro{SIGUNUSED}&L & A & Unused signal (will be SIGSYS) \\
417 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
418 \label{tab:sig_signal_list}
421 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
422 tipologia, verrà affrontate nel seguito.
425 \subsection{Segnali di errore di programma}
426 \label{sec:sig_prog_error}
428 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
429 l'hardware (come per i page fault non validi) rileva un qualche errore
430 insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di questi
431 segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
432 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
433 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
435 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
436 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare i settaggi della
437 console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
438 manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di default e rialzando il
439 segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
440 ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il manipolatore
443 L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
444 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
445 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
446 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
447 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
448 al momento della terminazione.
451 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
452 \item[\macro{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
453 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
454 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
456 Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
457 ignorare questo segnale può condurre ad un loop infinito.
459 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
460 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
461 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
462 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
464 \item[\macro{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
465 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
466 privilegiata o inesistente, in generale del codice illegale. Poiché il
467 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
468 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
469 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
470 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
471 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
472 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
473 manipolatore. Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è
475 \item[\macro{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
476 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
477 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
478 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
479 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il manipolatore
480 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
482 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
483 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
484 \item[\macro{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
485 \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
486 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
487 \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
488 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
489 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
491 \item[\macro{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
492 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
493 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
494 \item[\macro{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
495 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
496 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
497 \item[\macro{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
498 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
499 sbagliato per quest'ultima.
503 \subsection{I segnali di terminazione}
504 \label{sec:sig_termination}
506 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
507 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
508 trattarli in maniera differente.
510 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
511 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
512 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
513 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
514 funzionamento (come il modo del terminale o i settaggi di una qualche
517 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
519 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
520 \item[\macro{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
521 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
522 \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
523 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
524 \item[\macro{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
525 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
526 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
527 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
528 \item[\macro{SIGQUIT}] È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
529 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
530 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione di default,
531 oltre alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core
534 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
535 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
536 fare eseguire al manipolatore di questo segnale le operazioni di pulizia
537 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
538 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
540 \item[\macro{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
541 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
542 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
543 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
544 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
545 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
546 brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
548 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
549 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
550 processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
551 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
552 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
553 per eseguire un manipolatore.
554 \item[\macro{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
555 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
556 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
557 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
558 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
560 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
561 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
562 file di configurazione.
566 \subsection{I segnali di allarme}
567 \label{sec:sig_alarm}
569 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
570 di default è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
571 segnali la scelta di default è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
572 sempre la necessità di un manipolatore. Questi segnali sono:
573 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
574 \item[\macro{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
575 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
576 usato dalla funzione \func{alarm}.
577 \item[\macro{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
578 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
580 \item[\macro{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
581 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
582 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
583 viene usato dai tool che servono a fare il profilo d'uso della CPU da parte
588 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
589 \label{sec:sig_asyncio}
591 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
592 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
593 generare questi segnali.
595 L'azione di default è di essere ignorati. Questi segnali sono:
596 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
597 \item[\macro{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
598 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
599 terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
600 anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
601 \item[\macro{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
602 urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
603 proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
604 \item[\macro{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
605 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
609 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
610 \label{sec:sig_job_control}
612 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
613 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
614 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
615 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
616 \item[\macro{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
617 figlio termina o viene fermato. L'azione di default è di ignorare il
618 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
619 \item[\macro{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
620 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
621 \item[\macro{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
622 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
623 \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
624 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento di default
625 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
626 installare un manipolatore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
629 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
630 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
631 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
632 manipolatori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
633 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
635 \item[\macro{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta in uno stato di
636 sleep); il segnale non può essere né intercettato, né ignorato, né bloccato.
637 \item[\macro{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
638 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
639 (prodotto dalla combinazione \macro{C-z}), ed al contrario di
640 \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
641 installa un manipolatore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
642 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
643 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un manipolatore
644 per riabilitarlo prima di fermarsi.
645 \item[\macro{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
646 sessione di lavoro in background. Quando un processo in background tenta di
647 leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i processi
648 della sessione di lavoro. L'azione di default è di fermare il processo.
649 L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
650 \item[\macro{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \macro{SIGTTIN}, ma
651 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
652 terminale. L'azione di default è di fermare il processo, l'argomento è
653 trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
657 \subsection{I segnali di operazioni errate}
658 \label{sec:sig_oper_error}
660 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
661 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
662 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
665 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
667 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
668 \item[\macro{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
669 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
670 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
671 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
672 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
673 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
674 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
675 \item[\macro{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
676 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
677 situazione precedente.
678 \item[\macro{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
679 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
680 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
681 \item[\macro{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
682 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
683 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
684 file, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
688 \subsection{Ulteriori segnali}
689 \label{sec:sig_misc_sig}
691 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
692 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
693 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
694 \item[\macro{SIGUSR1} e \macro{SIGUSR2}] Sono due segnali a disposizione
695 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
696 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
697 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un manipolatore. L'azione di
698 default è terminare il processo.
699 \item[\macro{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} ed è
700 generato da molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
701 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
702 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
703 dimensione a quest'ultimo. L'azione di default è di essere ignorato.
704 \item[\macro{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
705 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
706 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
707 altri processi lo ignorano.
711 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
712 \label{sec:sig_strsignal}
714 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
715 \func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
716 dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
717 segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
718 manipolatore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
719 GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
720 funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
721 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
722 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
725 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
726 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
727 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
730 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
731 descritta in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
732 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
733 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
734 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
737 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
738 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
739 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
740 con la dichiarazione:
741 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
742 extern const char *const sys_siglist[]
744 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
745 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
746 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
747 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
751 \section{La gestione dei segnali}
752 \label{sec:sig_management}
754 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
755 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
756 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
757 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
758 delegata appunto agli eventuali manipolatori che si sono installati.
760 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
761 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
762 permettono di installare i manipolatori e controllare le reazioni di un
763 processo alla loro occorrenza.
766 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
767 \label{sec:sig_gen_beha}
769 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
770 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
771 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
772 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
773 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
775 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
776 con \func{fork} esso eredita dal padre sia le azioni che sono state settate
777 per i singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (tratteremo
778 quest'ultimo argomento in \ref{sec:sig_sigpending}). Invece tutti i segnali
779 pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti devono essere
780 recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti
783 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
784 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
785 installato un manipolatore vengono resettati a \macro{SIG\_DFL}. Non ha più
786 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
787 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
789 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
790 manipolatore; viene mantenuto invece ogni eventuale settaggio dell'azione a
791 \macro{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di settare ad
792 \macro{SIG\_IGN} le risposte per \macro{SIGINT} e \macro{SIGQUIT} per i
793 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
794 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
796 Per quanto riguarda tutte le altre system call esse vengono tradizionalmente
797 classificate, proprio in base al loro comportamento nei confronti dei segnali,
798 in \textsl{lente} (\textit{slow}) e \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
799 parte appartiene a quest'ultima categoria che non è influenzata dall'arrivo di
800 un segnale. In tal caso un eventuale manipolatore viene sempre eseguito dopo
801 che la system call è stata completata. Esse sono dette \textsl{veloci} proprio
802 in quanto la loro esecuzione è sostanzialmente immediata e attendere per
803 eseguire un manipolatore non comporta nessun inconveniente.
805 Esistono però dei casi in cui questo non è possibile perché renderebbe
806 impossibile una risposta pronta al segnale. In generale questo avviene tutte
807 le volte che si ha a che fare con system call che possono bloccarsi
808 indefinitamente, (quelle che, per questo, vengono chiamate \textsl{lente}). Un
809 elenco dei casi in cui si presenta questa situazione è il seguente:
811 \item lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
812 presenti (come per certi file di dispositivo, la rete o le pipe).
813 \item scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
814 accettati immediatamente.
815 \item apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non immediate
816 per una una risposta.
817 \item operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
818 eseguite immediatamente.
819 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
821 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'-arrivo di un
823 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
826 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il manipolatore
827 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
828 anche la system call restituendo l'errore di \macro{EINTR}. Questa è a
829 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
830 manipolatori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
831 chiamata qualora l'errore fosse questo.
833 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
834 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
835 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
836 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
837 non è diverso dall'uscita con un errore \macro{EINTR}.
839 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
840 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
841 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
842 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
843 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
845 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
846 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
847 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
848 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
849 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
852 \subsection{La funzione \func{signal}}
853 \label{sec:sig_signal}
855 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
856 funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
857 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
858 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
859 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
860 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà
861 alcune vecchie implementazioni (SVR4 e 4.3+BSD) usano parametri aggiuntivi
862 per definire il comportamento della funzione.} che è:
863 \begin{prototype}{signal.h}
864 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
866 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il manipolatore) per il
867 segnale \param{signum}.
869 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente manipolatore in caso di successo
870 o \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.}
873 In questa definizione si è usato il tipo \type{sighandler\_t} che è una
874 estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
875 prototipo in una forma più leggibile dell'originario:
877 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
879 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
880 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
881 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
882 \type{sighandler\_t} che è:
884 typedef void (* sighandler_t)(int)
886 e cioè un puntatore ad una funzione \type{void} (cioè senza valore di ritorno)
887 e che prende un argomento di tipo \type{int}.\footnote{si devono usare le
888 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
889 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
890 un puntatore a \type{void} e non un puntatore ad una funzione \type{void}.}
891 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
892 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il manipolatore del
895 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
896 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
897 manipolatore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da
898 chiamare all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
899 \macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
900 installare l'azione di di default.\footnote{si ricordi però che i due segnali
901 \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
904 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
905 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
906 secondo tempo. Si ricordi che se si setta come azione \macro{SIG\_IGN} (o si
907 setta un \macro{SIG\_DFL} per un segnale il cui default è di essere ignorato),
908 tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno mai notificati.
910 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
911 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
912 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
913 primi Unix in cui il manipolatore viene disinstallato alla sua chiamata,
914 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
915 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non resettando il
916 manipolatore e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con
917 l'utilizzo delle \acr{glibc2} anche Linux è passato a questo comportamento;
918 quello della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato per i
919 motivi visti in \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando
920 \func{sysv\_signal}. In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi
921 programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
923 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
924 processo che ignora i segnali \macro{SIGFPE}, \macro{SIGILL}, o
925 \macro{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
926 è indefinito. Un manipolatore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
930 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
931 \label{sec:sig_kill_raise}
933 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
934 direttamente da un processo. L'invio di un segnale generico può essere
935 effettuato attraverso delle funzioni \func{kill} e \func{raise}. La prima
936 serve per inviare un segnale al processo corrente, ed il suo prototipo è:
937 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
938 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
940 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
941 errore, il solo errore restituito è \macro{EINVAL} qualora si sia
942 specificato un numero di segnale invalido.}
945 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
946 essere specificato con una delle macro definite in
947 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
948 riprodurre il comportamento di default di un segnale che sia stato
949 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
950 manipolatore potrà reinstallare l'azione di default, e attivarla con
953 Se invece si vuole inviare un segnale ad un altro processo occorre utilizzare
954 la funzione \func{kill}; il cui prototipo è:
956 \headdecl{sys/types.h}
958 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
959 processo specificato con \param{pid}.
962 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
963 specificare il segnale nullo. Se le funzioni vengono chiamate con questo
964 valore non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli
965 errori, in tal caso si otterrà un errore \macro{EPERM} se non si hanno i
966 permessi necessari ed un errore \macro{ESRCH} se il processo specificato non
967 esiste. Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato
968 in \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
969 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
971 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
972 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
973 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
977 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
979 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
982 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
983 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
985 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
986 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
990 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
992 \label{tab:sig_kill_values}
996 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
997 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
998 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
999 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1000 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1002 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1003 tutti gli altri casi il \textit{real user id} o l'\textit{effective user id}
1004 del processo chiamante devono corrispondere al \textit{real user id} o al
1005 \textit{saved user id} della destinazione. Fa eccezione il caso in cui il
1006 segnale inviato sia \macro{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi
1007 appartengano alla stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che
1008 riveste nel sistema (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}),
1009 non è possibile inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali
1010 esso non abbia un manipolatore installato.
1012 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1013 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1014 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1015 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1016 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1017 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1020 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1021 \label{sec:sig_alarm_abort}
1023 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1024 vari segnali di temporizzazione e \macro{SIGABORT}, per ciascuno di questi
1025 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1026 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \func{alarm} il cui
1028 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1029 Predispone l'invio di \macro{SIGALARM} dopo \param{seconds} secondi.
1031 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1032 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1035 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1036 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1037 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1038 caso in questione \macro{SIGALARM}) dopo il numero di secondi specificato da
1041 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1042 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1043 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1045 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1046 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1047 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1048 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1051 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1052 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1053 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1054 processo tre diversi timer:
1056 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1057 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1058 l'emissione di \macro{SIGALARM}.
1059 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1060 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1061 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGVTALRM}.
1062 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1063 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1064 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1065 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1066 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGPROF}.
1069 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1070 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1071 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1072 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1073 genera il segnale una sola volta.
1075 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \func{setitimer}
1076 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1077 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1079 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1080 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1082 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1083 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1085 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1086 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \macro{EINVAL} e
1090 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1091 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1092 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1096 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1098 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1101 \macro{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1102 \macro{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1103 \macro{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1106 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1108 \label{tab:sig_setitimer_values}
1111 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per settare il
1112 timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore viene
1113 salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1114 struttura \var{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
1116 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1117 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1118 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \var{timeval} che
1119 permette una precisione fino al microsecondo.
1121 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1122 il segnale e resetta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1123 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1124 è nullo il timer si ferma.
1126 \begin{figure}[!htb]
1127 \footnotesize \centering
1128 \begin{minipage}[c]{15cm}
1129 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1132 struct timeval it_interval; /* next value */
1133 struct timeval it_value; /* current value */
1138 long tv_sec; /* seconds */
1139 long tv_usec; /* microseconds */
1144 \caption{La struttura \var{itimerval}, che definisce i valori dei timer di
1146 \label{fig:sig_itimerval}
1149 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1150 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1151 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1152 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1153 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1154 \figref{fig:sig_alarm_def}.
1156 \begin{figure}[!htb]
1157 \footnotesize \centering
1158 \begin{minipage}[c]{15cm}
1159 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1160 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1162 struct itimerval old, new;
1163 new.it_interval.tv_usec = 0;
1164 new.it_interval.tv_sec = 0;
1165 new.it_value.tv_usec = 0;
1166 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1167 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
1171 return old.it_value.tv_sec;
1177 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1178 \label{fig:sig_alarm_def}
1181 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1182 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1183 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1184 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1185 effettuato per eccesso).
1187 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1188 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1189 è attivo (questo è sempre vero per \macro{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1190 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1191 seconda del carico del sistema.
1193 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1194 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1195 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1196 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1197 in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1200 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1201 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1202 \func{getitimer}, il cui prototipo è:
1203 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1206 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1208 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1209 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1211 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1215 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \func{abort};
1216 che, come accennato in \ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1217 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \macro{SIGABRT}. Il suo
1219 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1221 Abortisce il processo corrente.
1223 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1224 segnale di \macro{SIGABRT}.}
1227 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1228 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1229 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1230 prima della terminazione del processo.
1232 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il manipolatore ritorna, la
1233 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1234 il processo non viene terminato direttamente dal manipolatore sia la stessa
1235 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1236 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1237 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1238 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1241 \subsection{Le funzioni \func{pause} e \func{sleep}}
1242 \label{sec:sig_pause_sleep}
1244 Il metodo tradizionale per fare attendere\footnote{cioè di porre
1245 temporanemente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1246 \ref{sec:proc_sched}.} ad un processo fino all'arrivo di un segnale è
1247 quello di usare la funzione \func{pause}, il cui prototipo è:
1248 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1250 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un manipolatore.
1252 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1253 il relativo manipolatore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e setta
1254 \var{errno} a \macro{EINTR}.}
1257 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1258 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1259 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1260 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per far reagire
1261 il processo ad un segnale inviato da un altro processo).
1263 Se invece si vuole fare attendere un processo per un determinato intervallo di
1264 tempo nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \func{sleep}, il cui
1266 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1268 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1270 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1271 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1274 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1275 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1276 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1277 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1278 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1279 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1280 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1281 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1284 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1285 con quello di \macro{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1286 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1287 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1288 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \macro{SIGALRM}, può
1289 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1290 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1292 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese in secondi, per
1293 questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1294 \func{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1295 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1296 seguono\footnote{secondo la man page almeno dalla versione 2.2.2.} seguono
1297 quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1298 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1300 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1302 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1303 caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a \macro{EINTR}.}
1307 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1308 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \macro{SIGALRM}. È pertanto
1309 deprecata in favore della funzione \func{nanosleep}, definita dallo standard
1310 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1311 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1314 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1315 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1317 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1318 caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a
1320 \item[\macro{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1321 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1322 \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1326 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1327 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1328 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1329 interferenze con l'uso di \macro{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1330 delle strutture di tipo \var{timespec}, la cui definizione è riportata in
1331 \figref{fig:sig_timespec_def}, che permettono di specificare un tempo con una
1332 precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1334 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1335 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1336 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1337 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1339 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1340 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1341 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1342 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1343 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler e cioè un tempo che
1344 a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\macro{HZ}, (sempre che il sistema
1345 sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in esecuzione); per
1346 questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre arrotondato al
1347 multiplo successivo di 1/\macro{HZ}.
1349 \begin{figure}[!htb]
1350 \footnotesize \centering
1351 \begin{minipage}[c]{15cm}
1352 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1354 time_t tv_sec; /* seconds */
1355 long tv_nsec; /* nanoseconds */
1360 \caption{La struttura \var{timespec} di \func{nanosleep}.}
1361 \label{fig:sig_timespec_def}
1364 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1365 secondo usando politiche di scheduling real time come \macro{SCHED\_FIFO} o
1366 \macro{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1367 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1371 \subsection{Un esempio elementare}
1372 \label{sec:sig_sigchld}
1374 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un manipolatore di
1375 segnale è quello della gestione di \macro{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1376 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1377 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1378 padre.\footnote{in realtà in SRV4 eredita la semantica di System V, in cui il
1379 segnale si chiama \macro{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1380 System V infatti se si setta esplicitamente l'azione a \macro{SIG\_IGN} il
1381 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie (lo stato di
1382 terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}). L'azione
1383 di default è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva questo
1384 comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica ed usa
1385 il nome di \macro{SIGCLD} come sinonimo di \macro{SIGCHLD}.} In generale
1386 dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un processo, si
1387 può completare la gestione della terminazione installando un manipolatore per
1388 \macro{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare \func{waitpid} per
1389 completare la procedura di terminazione in modo da evitare la formazione di
1392 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice della nostra
1393 implementazione del manipolatore; se aggiungiamo al codice di
1394 \file{ForkTest.c} l'intallazione di questo manipolatore potremo verificare che
1395 ripetendo l'esempio visto in \secref{sec:proc_termination} che non si ha più
1396 la creazione di zombie.
1399 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1400 % terminazione dei processi.
1401 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1402 % manipolatore per che è previsto ritornare,
1405 \begin{figure}[!htb]
1406 \footnotesize \centering
1407 \begin{minipage}[c]{15cm}
1408 \begin{lstlisting}{}
1409 #include <errno.h> /* error simbol definitions */
1410 #include <signal.h> /* signal handling declarations */
1411 #include <sys/types.h>
1412 #include <sys/wait.h>
1415 void Hand_CHLD(int sig)
1420 /* save errno current value */
1425 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1427 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1429 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1430 /* restore errno value */
1438 \caption{Un manipolatore per il segnale \texttt{SIGCHLD}.}
1439 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1442 Il codice del manipolatore è di lettura immediata; come buona norma di
1443 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
1444 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1445 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del
1446 manipolatore (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore
1447 della variabile visto dal corso di esecuzione principale del processo, che
1448 sarebbe altrimenti sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva
1449 chiamata di \func{wait}.
1451 Il compito principale del manipolatore è quello di ricevere lo stato di
1452 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1453 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1454 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1455 generazione di un segnale e l'esecuzione del manipolatore possa passare un
1456 certo lasso di tempo e niente ci assicura che il manipolatore venga eseguito
1457 prima della generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso
1458 normalmente i segnali segnali successivi vengono ``fusi'' col primo ed al
1459 processo ne viene recapitato soltanto uno.
1461 Questo può essere un caso comune proprio con \macro{SIGCHLD}, qualora capiti
1462 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1463 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1464 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1465 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1467 Allora nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1468 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di teminazione per un
1469 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1470 resterebbero in stato di zombie per un tempo indefinito.
1472 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1473 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1474 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
1475 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1476 il parametro \macro{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1477 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1481 \section{Gestione avanzata}
1482 \label{sec:sig_control}
1484 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1485 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1486 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race condition
1487 che i segnali possono generare e alla natura asincrona degli stessi.
1489 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1490 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1491 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1492 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1493 casistica ordinaria.
1496 \subsection{Un esempio di problema}
1497 \label{sec:sig_example}
1499 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1500 \func{sleep} a partire da dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima
1501 vista questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una
1502 semplice versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1503 \figref{fig:sig_sleep_wrong}.
1506 Dato che è nostra intenzione utilizzare \macro{SIGALARM} il primo passo della
1507 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo manipolatore
1508 salvando il precedente (\texttt{\small 4-7}). Si effettuerà poi una chiamata
1509 ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del segnale a
1510 cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma (\texttt{\small
1511 8-9}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause}, causato dal
1512 ritorno del manipolatore (\texttt{\small 15-23}), si ripristina il
1513 manipolatore originario (\texttt{\small 10-11}) restituendo l'eventuale tempo
1514 rimanente (\texttt{\small 12-13}) che potrà essere diverso da zero qualora
1515 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1517 \begin{figure}[!htb]
1518 \footnotesize \centering
1519 \begin{minipage}[c]{15cm}
1520 \begin{lstlisting}{}
1521 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1523 signandler_t prev_handler;
1524 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1525 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1530 /* restore previous signal handler */
1531 signal(SIGALRM, prev_handler);
1532 /* remove alarm, return remaining time */
1535 void alarm_hand(int sig) {
1536 /* check if the signal is the right one */
1537 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1538 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1540 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1547 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1548 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1551 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1552 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1553 presenta una pericolosa race condition. Infatti se il processo viene
1554 interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può capitare (ad
1555 esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa scada prima
1556 dell'esecuzione quest'ultima, cosicchè essa sarebbe eseguita dopo l'arrivo di
1557 \macro{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un deadlock, in
1558 quanto \func{pause} non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un
1561 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1562 SVr2) usando la funzione \func{longjump} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1563 uscire dal manipolatore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1564 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1565 codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1567 \begin{figure}[!htb]
1568 \footnotesize \centering
1569 \begin{minipage}[c]{15cm}
1570 \begin{lstlisting}{}
1571 static jmp_buff alarm_return;
1572 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1574 signandler_t prev_handler;
1575 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1576 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1579 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1580 alarm(second); /* call alarm */
1581 pause(); /* then wait */
1583 /* restore previous signal handler */
1584 signal(SIGALRM, prev_handler);
1585 /* remove alarm, return remaining time */
1588 void alarm_hand(int sig) {
1589 /* check if the signal is the right one */
1590 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1591 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1593 } else { /* return in main after the call to pause */
1594 longjump(alarm_return, 1);
1600 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1601 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1604 In questo caso il manipolatore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1605 \figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1606 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1607 valore di uscita di \func{setjmp} è 1 grazie alla condizione in
1608 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1611 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1612 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1613 infatti il segnale di allarme interrompe un altro manipolatore, in questo caso
1614 l'esecuzione non riprenderà nel manipolatore in questione, ma nel ciclo
1615 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. È per questo
1616 motivo che occorrono funzioni più sofisticate della semplice \func{signal} che
1617 permettano di gestire i segnali in maniera più completa.
1621 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1622 \label{sec:sig_sigaction}
1624 Per i limiti che hanno le funzioni originarie dei primi Unix nella gestione
1625 dei segnali, evidenziati al paragrafo precedente, lo standard POSIX ha
1626 introdotto una interfaccia di gestione completamente diversa, che prevede
1627 tutta una serie di nuove funzioni la principale delle quali è
1628 \func{sigaction}, che lo standard raccomanda come sostituta di \func{signal}
1629 (che da essa infatti può essere ottenuta); il suo prototipo è:
1631 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1632 *act, struct sigaction *oldact)}
1634 Installa un nuovo manipolatore per il segnale \param{signum}.
1636 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1637 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1639 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1640 cercato di installare il manipolatore per \macro{SIGKILL} o \macro{SIGSTOP}.
1641 \item[\macro{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1645 La struttura \var{sigaction} è anch'essa definita dallo standard POSIX, che
1646 prevede abbia la forma:
1647 \begin{figure}[!htb]
1648 \footnotesize \centering
1649 \begin{minipage}[c]{15cm}
1650 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1652 void (*sa_handler)(int);
1653 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
1656 void (*sa_restorer)(void);
1661 \caption{La struttura \var{sigaction}.}
1662 \label{fig:sig_sigaction}
1667 \subsection{Le funzioni \func{sigprocmask} e \func{sigpending}}
1668 \label{sec:sig_sigpending}
1674 \subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali}
1675 \label{sec:sig_reentrant}
1678 , affrontando inoltre le varie problematiche di programmazione che si devono
1679 tenere presenti quando si ha a che fare con essi.
1683 %%% Local Variables:
1685 %%% TeX-master: "gapil"