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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, ecc.) 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 le 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 di 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 \textit{race condition}\itindex{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 tutti i
129 problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono \textsl{generati}
130 dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che causa il segnale. In
131 genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito campo della
132 \struct{task\_struct} del processo nella \itindex{process~table}
133 \textit{process table} (si veda 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\itindex{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 le condizioni di errore più comuni comportano la restituzione di un
165 codice di errore da parte di una funzione di libreria; sono gli errori che
166 possono avvenire nella esecuzione delle istruzioni di un programma che causano
167 l'emissione di un segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di
170 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
171 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
172 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
174 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
175 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
176 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
177 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
179 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
180 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
181 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
182 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
183 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
184 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
185 possono arrivare dopo qualche istruzione.
187 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
188 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
189 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
190 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
191 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
193 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
194 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
195 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
196 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
197 internamente o esternamente al processo.
200 \subsection{La notifica dei segnali}
201 \label{sec:sig_notification}
203 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
204 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
205 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
206 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
207 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
210 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
211 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
212 scheduler\itindex{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno
213 che il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel
214 qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
215 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
216 notificato. Si tenga presente però che i segnali \textsl{pendenti} non si
217 accodano, alla generazione infatti il kernel marca un flag nella
218 \struct{task\_struct} del processo, per cui se prima della notifica ne vengono
219 generati altri il flag è comunque marcato, ed il gestore viene eseguito sempre
222 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
223 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
224 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché bloccare su un
225 segnale significa bloccarne la notifica). Per questo motivo un segnale,
226 fintanto che viene ignorato, non sarà mai notificato, anche se prima è stato
227 bloccato ed in seguito si è specificata una azione diversa (nel qual caso solo
228 i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati).
230 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
231 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
232 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
233 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
234 una delle tre possibilità seguenti:
237 \item ignorare il segnale;
238 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato;
239 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
242 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
243 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal} e
244 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà quest'ultimo
245 ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema farà si che
246 mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo venga
247 automaticamente bloccato (così si possono evitare \textit{race
248 condition}\itindex{race~condition}).
250 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
251 standard che (come vedremo in sez.~\ref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
252 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
253 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
255 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
256 terminazione esaminando il codice di stato riportato dalle funzioni
257 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}); questo è il modo
258 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
259 un eventuale messaggio di errore.
261 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
262 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
263 \itindex{core~dump}\textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed
264 in particolare della memoria e dello \itindex{stack} stack) prima della
265 terminazione. Questo può essere esaminato in seguito con un debugger per
266 investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso avviene se i suddetti segnali
267 vengono generati con una \func{kill}.
270 \section{La classificazione dei segnali}
271 \label{sec:sig_classification}
273 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
274 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
275 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
278 \subsection{I segnali standard}
279 \label{sec:sig_standard}
281 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
282 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
283 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso di Linux,
284 anche a seconda dell'architettura hardware.
285 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
286 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
287 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
288 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
289 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
291 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
292 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
293 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
294 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
295 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
296 definiti in vari standard.
301 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
303 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
306 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
307 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
308 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
310 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
311 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
312 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
315 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
316 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
317 \label{tab:sig_action_leg}
320 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
321 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
322 tab.~\ref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
323 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
324 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
325 è definito, secondo lo schema di tab.~\ref{tab:sig_standard_leg}.
331 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
333 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
342 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
343 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
344 \label{tab:sig_standard_leg}
347 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
348 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
349 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
350 \itindex{core~dump}\textit{core dump}), che può essere usata da un debugger
351 per esaminare lo stato dello \itindex{stack} stack e delle variabili al
352 momento della ricezione del segnale.
357 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
359 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
362 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
364 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
365 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
366 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
367 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
368 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
369 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
370 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
371 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
372 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
373 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
374 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
375 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
376 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
377 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
378 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
379 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
380 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
382 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
384 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
385 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
386 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
387 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
388 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
389 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
390 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
391 un socket\index{socket}\\
392 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
393 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
394 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
395 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
396 \const{SIGEMT} &L & & \\
397 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
398 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
399 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
400 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
401 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
402 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
403 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
404 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
408 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
409 \label{tab:sig_signal_list}
412 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
413 tipologia, verrà affrontata nei paragrafi successivi.
416 \subsection{Segnali di errore di programma}
417 \label{sec:sig_prog_error}
419 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
420 l'hardware (come per i \itindex{page~fault}\textit{page fault} non validi)
421 rileva un qualche errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale
422 la generazione di questi segnali significa che il programma ha dei gravi
423 problemi (ad esempio ha dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito
424 una operazione aritmetica proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
426 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
427 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
428 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
429 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
430 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
431 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
432 gestore non ci fosse stato.
434 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
435 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
436 la registrazione su disco di un file di \itindex{core~dump}\textit{core dump}
437 che viene scritto in un file \file{core} nella directory corrente del processo
438 al momento dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del
439 programma al momento della terminazione. Questi segnali sono:
440 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
441 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
442 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
443 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow. Se il gestore
444 ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed ignorare questo
445 segnale può condurre ad un ciclo infinito.
447 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
448 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
449 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
450 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
451 % TODO trovare altre info su SIGFPE e trattare la notifica delle eccezioni
453 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
454 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
455 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
456 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
457 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
458 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
459 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
460 una variabile locale, andando a corrompere lo \itindex{stack} stack. Lo
461 stesso segnale viene generato in caso di overflow dello \itindex{stack}
462 stack o di problemi nell'esecuzione di un gestore. Se il gestore ritorna il
463 comportamento del processo è indefinito.
464 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
465 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
466 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
467 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
468 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
469 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
471 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
472 inizializzato leggendo al di là della fine di un vettore.
473 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
474 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
475 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
476 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
477 (tipo fuori dallo heap o dallo \itindex{stack} stack), mentre \const{SIGBUS}
478 indica l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore
480 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
481 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
482 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
483 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
484 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
485 il debugging e un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
486 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
487 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
488 sbagliato per quest'ultima.
492 \subsection{I segnali di terminazione}
493 \label{sec:sig_termination}
495 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
496 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
497 trattarli in maniera differente.
499 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
500 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
501 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
502 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
503 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
506 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
508 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
509 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
510 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
511 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
512 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
514 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
515 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
516 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
517 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
518 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenza che è
519 controllato da un altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
520 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
521 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un
522 \itindex{core~dump}\textit{core dump}.
524 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
525 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
526 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
527 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
528 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
530 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
531 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
532 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
533 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
534 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
535 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
536 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
538 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
539 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
540 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
541 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
542 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
543 per eseguire un gestore.
544 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
545 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
546 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
547 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
548 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
550 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
551 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
552 file di configurazione.
556 \subsection{I segnali di allarme}
557 \label{sec:sig_alarm}
559 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
560 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
561 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
562 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
563 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
564 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
565 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
566 usato dalla funzione \func{alarm}.
567 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
568 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
570 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
571 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
572 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
573 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
574 del tempo di CPU da parte del processo.
578 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
579 \label{sec:sig_asyncio}
581 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
582 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
583 generare questi segnali. L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi
585 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
586 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
587 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
588 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
589 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
591 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
592 urgenti o \textit{out-of-band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
593 dettagli al proposito si veda sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}.
594 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
595 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
599 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
600 \label{sec:sig_job_control}
602 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
603 loro uso è specializzato e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni
604 in cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
605 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
606 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
607 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
608 segnale, la sua gestione è trattata in sez.~\ref{sec:proc_wait}.
609 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
610 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
611 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
612 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
613 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
614 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
615 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
616 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
619 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
620 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
621 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
622 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
623 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
625 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
626 stato di sleep, vedi sez.~\ref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
627 intercettato, né ignorato, né bloccato.
628 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
629 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
630 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
631 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
632 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
633 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
634 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
635 per riabilitarlo prima di fermarsi.
636 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
637 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
638 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
639 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
640 processo. L'argomento è trattato in
641 sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
642 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
643 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
644 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
645 trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
649 \subsection{I segnali di operazioni errate}
650 \label{sec:sig_oper_error}
652 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
653 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
654 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
655 resto del sistema. L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il
656 processo, questi segnali sono:
657 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
658 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe,
659 (o delle FIFO o dei socket) è necessario, prima che un processo inizi a
660 scrivere su una di esse, che un altro l'abbia aperta in lettura (si veda
661 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
662 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
663 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
664 lo ha causato fallisce, restituendo l'errore \errcode{EPIPE}.
665 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Tradizionalmente è il
666 segnale che viene generato quando si perde un advisory lock su un file su
667 NFS perché il server NFS è stato riavviato. Il progetto GNU lo utilizza per
668 indicare ad un client il crollo inaspettato di un server. In Linux è
669 definito come sinonimo di \const{SIGIO}.\footnote{ed è segnalato come BUG
670 nella pagina di manuale.}
671 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
672 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
673 tempo di CPU disponibile, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
674 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
675 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
676 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
677 file, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
681 \subsection{Ulteriori segnali}
682 \label{sec:sig_misc_sig}
684 Raccogliamo qui infine una serie di segnali che hanno scopi differenti non
685 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
686 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
687 \item[\const{SIGUSR1}] Insieme a \const{SIGUSR2} è un segnale a disposizione
688 dell'utente che lo può usare per quello che vuole. Viene generato solo
689 attraverso l'invocazione della funzione \func{kill}. Entrambi i segnali
690 possono essere utili per implementare una comunicazione elementare fra
691 processi diversi, o per eseguire a richiesta una operazione utilizzando un
692 gestore. L'azione predefinita è di terminare il processo.
693 \item[\const{SIGUSR2}] È il secondo segnale a dispozione degli utenti. Vedi
694 quanto appena detto per \const{SIGUSR1}.
695 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
696 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
697 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
698 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
699 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
700 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
701 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
702 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
703 altri processi lo ignorano.
707 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
708 \label{sec:sig_strsignal}
710 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
711 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
712 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
713 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
714 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
715 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
716 veda sez.~\ref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
717 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
718 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
721 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
722 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
723 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
726 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
727 \func{perror} descritta sempre in sez.~\ref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
729 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
730 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
731 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
734 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
735 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di usare la variabile
736 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
737 con la dichiarazione:
738 \includecodesnip{listati/siglist.c}
740 L'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
741 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
742 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
743 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
747 \section{La gestione dei segnali}
748 \label{sec:sig_management}
750 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
751 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
752 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
753 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
754 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
756 In questa sezione vedremo come si effettua la gestione dei segnali, a partire
757 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
758 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un processo
759 alla loro occorrenza.
762 \subsection{Il comportamento generale del sistema}
763 \label{sec:sig_gen_beha}
765 Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
766 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
767 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
768 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
769 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
771 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo
772 processo esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i
773 singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi
774 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi
775 vengono cancellati; essi infatti devono essere recapitati solo al padre, al
776 figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti alle sue azioni.
778 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
779 quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
780 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
781 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
782 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
784 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
785 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
786 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
787 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
788 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
789 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
791 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
792 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano\index{system~call~lente}
793 \textsl{lente} (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
794 parte di esse appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata
795 dall'arrivo di un segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro
796 esecuzione è sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre
797 data dopo che la system call è stata completata, in quanto attendere per
798 eseguire un gestore non comporta nessun inconveniente.
800 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
801 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
802 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
803 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
804 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
805 presenta questa situazione è il seguente:
807 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
808 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di~dispositivo}, i
809 socket\index{socket} o le pipe);
810 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
811 accettati immediatamente (di nuovo comune per i socket);
812 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
813 immediate per una risposta (ad esempio l'apertura di un nastro che deve
815 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
816 eseguite immediatamente;
817 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
819 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
821 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
824 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore sia
825 ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
826 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
827 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
828 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni che eseguono una system
829 call lenta per ripeterne la chiamata qualora l'errore fosse questo.
831 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
832 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
833 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
834 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
835 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
837 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
838 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente una system call
839 interrotta invece di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è bisogno
840 di preoccuparsi di controllare il codice di errore; si perde però la
841 possibilità di eseguire azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare
844 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
845 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
846 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
847 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
848 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
851 \subsection{La funzione \func{signal}}
852 \label{sec:sig_signal}
854 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
855 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C.
856 Quest'ultimo però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è
857 tanto vaga da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo
858 per cui ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
859 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
860 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
861 alcuni argomenti aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
862 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
863 funzione \func{sigaction}.} che è:
864 \begin{prototype}{signal.h}
865 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
867 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
868 segnale \param{signum}.
870 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
871 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
874 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
875 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
876 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
877 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
878 \includecodesnip{listati/signal.c}
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:
883 \includecodesnip{listati/sighandler_t.c}
884 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
885 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
886 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
887 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
888 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
889 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
890 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
893 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
894 direttamente con una delle costanti definite in sez.~\ref{sec:sig_standard}. Il
895 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
896 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
897 \const{SIG\_IGN} con cui si dice di ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
898 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
899 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere né ignorati né
900 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
903 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
904 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
905 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
906 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
907 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
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 gestore viene disinstallato alla sua chiamata, secondo la
914 semantica inaffidabile; anche Linux seguiva questa convenzione con le vecchie
915 librerie del C come le \acr{libc4} e le \acr{libc5}.\footnote{nelle
916 \acr{libc5} esiste però la possibilità di includere \file{bsd/signal.h} al
917 posto di \file{signal.h}, nel qual caso la funzione \func{signal} viene
918 ridefinita per seguire la semantica affidabile usata da BSD.}
920 Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non disinstallando il gestore
921 e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con l'utilizzo delle
922 \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è passato a questo comportamento. Il
923 comportamento della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato
924 per i motivi visti in sez.~\ref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto
925 chiamando \func{sysv\_signal}, una volta che si sia definita la macro
926 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}. In generale, per evitare questi problemi, l'uso di
927 \func{signal} (ed ogni eventuale ridefinizine della stessa) è da evitare;
928 tutti i nuovi programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
930 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
931 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
932 \const{SIGSEGV} (qualora questi non originino da una chiamata ad una
933 \func{kill} o ad una \func{raise}) è indefinito. Un gestore che ritorna da
934 questi segnali può dare luogo ad un ciclo infinito.
937 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
938 \label{sec:sig_kill_raise}
940 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
941 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
942 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
945 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
946 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
947 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
948 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
949 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
951 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
952 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
954 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
955 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
956 specificato un numero di segnale invalido.}
959 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
960 essere specificato con una delle macro definite in
961 sez.~\ref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
962 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
963 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
964 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
965 chiamando \func{raise}.
967 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
968 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
969 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
972 \headdecl{sys/types.h}
974 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
975 processo specificato con \param{pid}.
977 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
978 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
980 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
981 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
982 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
987 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
988 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
989 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
990 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
991 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
992 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
993 sez.~\ref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
994 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
996 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
997 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
998 riportati in tab.~\ref{tab:sig_kill_values}.
1000 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1001 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1002 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1003 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1004 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1006 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1007 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1008 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1009 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1011 Invia il segnale \param{signal} al \itindex{process~group} \textit{process
1012 group} \param{pidgrp}.
1014 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1015 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1017 \noindent e permette di inviare un segnale a tutto un \itindex{process~group}
1018 \textit{process group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}).
1023 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1025 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1028 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1029 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \itindex{process~group}
1030 \textit{process group} del chiamante.\\
1031 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1032 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1033 \itindex{process~group} $|\code{pid}|$.\\
1036 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1038 \label{tab:sig_kill_values}
1041 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1042 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1043 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1044 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1045 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1046 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1047 (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:sig_termination}), non è possibile
1048 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1049 un gestore installato.
1051 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1052 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1053 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1054 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazioni di
1055 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1056 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1059 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1060 \label{sec:sig_alarm_abort}
1062 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1063 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1064 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1065 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1067 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1068 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1070 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1071 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1074 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1075 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1076 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1077 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1080 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1081 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1082 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1084 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1085 dell'allarme programmato in precedenza. In questo modo è possibile controllare
1086 se non si è cancellato un precedente allarme e predisporre eventuali misure
1087 che permettano di gestire il caso in cui servono più interruzioni.
1089 In sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1090 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1091 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1092 processo tre diversi timer:
1094 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1095 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1096 l'emissione di \const{SIGALRM};
1097 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1098 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1099 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM};
1100 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1101 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1102 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1103 sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1104 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1107 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1108 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1109 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1110 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1111 genera il segnale una sola volta.
1113 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1114 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1115 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1117 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1118 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1120 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1121 \param{value} sul timer specificato da \param{which}.
1123 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1124 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1128 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1129 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1130 tab.~\ref{tab:sig_setitimer_values}.
1134 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1136 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1139 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1140 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1141 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1144 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1146 \label{tab:sig_setitimer_values}
1149 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1150 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1151 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1152 struttura \struct{itimerval}, definita in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}.
1154 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1155 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1156 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1157 permette una precisione fino al microsecondo.
1159 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1160 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1161 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1162 è nullo il timer si ferma.
1164 \begin{figure}[!htb]
1165 \footnotesize \centering
1166 \begin{minipage}[c]{15cm}
1167 \includestruct{listati/itimerval.h}
1170 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1172 \label{fig:sig_itimerval}
1175 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1176 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1177 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1178 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1179 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1180 fig.~\ref{fig:sig_alarm_def}.
1182 \begin{figure}[!htb]
1183 \footnotesize \centering
1184 \begin{minipage}[c]{15cm}
1185 \includestruct{listati/alarm_def.c}
1188 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1189 \label{fig:sig_alarm_def}
1192 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1193 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1194 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1195 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1196 effettuato per eccesso).
1198 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1199 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1200 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1201 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1202 seconda del carico del sistema.
1204 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1205 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1206 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1207 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1208 in sez.~\ref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1211 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1212 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1213 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1214 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1217 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \param{which}.
1219 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1220 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1222 \noindent i cui argomenti hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1226 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort},
1227 che, come accennato in sez.~\ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1228 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1230 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1232 Abortisce il processo corrente.
1234 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1235 segnale di \const{SIGABRT}.}
1238 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1239 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1240 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1241 prima della terminazione del processo.
1243 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1244 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1245 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1246 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1247 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1248 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1249 eventuali funzioni registrate con \func{atexit} e \func{on\_exit}.
1252 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1253 \label{sec:sig_pause_sleep}
1255 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1256 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1257 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1258 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1259 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1260 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1261 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1262 sez.~\ref{sec:proc_sched}.}
1264 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1265 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1266 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1268 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1270 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1271 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce $-1$ e
1272 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1275 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1276 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1277 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1278 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1279 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1282 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1283 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1285 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1287 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1289 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1290 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1293 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1294 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1295 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1296 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1297 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1298 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1299 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1300 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1303 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1304 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1305 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1306 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1307 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1308 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1309 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1311 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1312 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1313 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1314 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1315 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1316 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1317 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1319 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1321 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1322 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1327 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1328 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1329 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1330 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1331 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1334 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1335 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1337 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1338 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1340 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1341 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1342 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1346 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1347 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1348 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1349 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come argomenti
1350 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1351 fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1352 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1354 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1355 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1356 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1357 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1359 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1360 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1361 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1362 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1363 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\itindex{scheduler}
1364 e cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ},
1365 (sempre che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso
1366 in esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1367 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1369 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1370 secondo usando politiche di scheduling real-time come \const{SCHED\_FIFO} o
1371 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1372 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1376 \subsection{Un esempio elementare}
1377 \label{sec:sig_sigchld}
1379 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1380 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1381 sez.~\ref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1382 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1383 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1384 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1385 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1386 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1387 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1388 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1389 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1390 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1391 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1392 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1393 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello di chiamare
1394 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1395 la formazione di zombie\index{zombie}.
1397 In fig.~\ref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1398 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1399 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1400 di sez.~\ref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1401 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1402 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1403 di zombie\index{zombie}.
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 6--7}) con il salvare lo stato corrente di
1419 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1420 (\texttt{\small 16--17}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1421 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che altrimenti sarebbe
1422 sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di \func{waitpid}.
1424 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1425 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1426 (\texttt{\small 9--15}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1427 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1428 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1429 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1430 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1431 i segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al processo ne
1432 viene recapitato soltanto uno.
1434 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1435 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1436 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1437 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1438 rimosso verrà recapitato un solo segnale.
1440 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1441 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1442 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1443 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1445 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1446 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1447 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda sez.~\ref{sec:proc_wait} per
1448 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1449 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1450 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1454 \section{Gestione avanzata}
1455 \label{sec:sig_control}
1457 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento alle modalità più elementari
1458 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1459 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie \textit{race
1460 condition}\itindex{race~condition} che i segnali possono generare e alla
1461 natura asincrona degli stessi.
1463 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1464 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1465 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1466 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1467 casistica ordinaria.
1470 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1471 \label{sec:sig_example}
1473 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1474 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1475 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1476 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1477 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1479 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1480 nostra implementazione sarà quello di installare il relativo gestore salvando
1481 il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una chiamata ad
1482 \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del segnale a cui
1483 segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma (\texttt{\small
1484 18-20}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause}, causato dal
1485 ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il gestore originario
1486 (\texttt{\small 21-22}) restituendo l'eventuale tempo rimanente
1487 (\texttt{\small 23-24}) che potrà essere diverso da zero qualora
1488 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1490 \begin{figure}[!htb]
1491 \footnotesize \centering
1492 \begin{minipage}[c]{15cm}
1493 \includecodesample{listati/sleep_danger.c}
1496 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1497 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1500 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1501 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1502 presenta una pericolosa \textit{race condition}\itindex{race~condition}.
1503 Infatti, se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1504 \func{pause}, può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il
1505 tempo di attesa scada prima dell'esecuzione di quest'ultima, cosicché essa
1506 sarebbe eseguita dopo l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si
1507 troverebbe di fronte ad un deadlock\itindex{deadlock}, in quanto \func{pause}
1508 non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1510 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1511 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi sez.~\ref{sec:proc_longjmp}) per
1512 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1513 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1514 codice del tipo di quello riportato in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1516 \begin{figure}[!htb]
1517 \footnotesize \centering
1518 \begin{minipage}[c]{15cm}
1519 \includecodesample{listati/sleep_defect.c}
1522 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1523 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1526 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-27}) non ritorna come in
1527 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 25}) per
1528 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1529 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1530 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1533 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1534 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1535 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1536 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1537 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1538 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1539 timeout su una qualunque system call bloccante.
1541 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1542 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1543 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1544 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1545 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}).
1547 \begin{figure}[!htb]
1548 \footnotesize\centering
1549 \begin{minipage}[c]{15cm}
1550 \includecodesample{listati/sig_alarm.c}
1553 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1554 evento generato da un segnale.}
1555 \label{fig:sig_event_wrong}
1558 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1559 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1560 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1561 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1563 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in
1564 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}, in cui si genera una
1565 \itindex{race~condition}\textit{race condition}; infatti, in una situazione in
1566 cui un segnale è già arrivato (e \var{flag} è già ad 1) se un altro segnale
1567 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1568 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1569 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 \itindbeg{signal~set}
1584 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1585 originarie, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1586 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1587 gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali pendenti.
1588 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1589 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1590 permette di ottenere un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1591 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1592 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1593 viene usualmente chiamato), tale tipo di dato viene usato per gestire il
1596 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1597 dimensione opportuna, di solito pari al numero di bit dell'architettura della
1598 macchina,\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32 segnali
1599 distinti: dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è necessità di
1600 nessuna struttura più complicata.} ciascun bit del quale è associato ad uno
1601 specifico segnale; in questo modo è di solito possibile implementare le
1602 operazioni direttamente con istruzioni elementari del processore. Lo standard
1603 POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione degli insiemi di
1604 segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset}, \funcd{sigaddset},
1605 \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi sono:
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
1646 \itindend{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 sostanzialmente 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 \itindex{stack} stack
1757 alternativo per 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 % TODO con il 2.6 sono stati aggiunti SA_NOCLDWAIT e altro, documentare
1767 Come si può notare in fig.~\ref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction} permette
1768 di utilizzare due forme diverse di gestore,\footnote{La possibilità è prevista
1769 dallo standard POSIX.1b, ed è stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x
1770 con l'introduzione dei segnali real-time (vedi
1771 sez.~\ref{sec:sig_real_time}); in precedenza era possibile ottenere alcune
1772 informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un secondo parametro
1773 addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è deprecato.} da
1774 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1775 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o
1776 \var{sa\_handler},\footnote{i due tipi devono essere usati in maniera
1777 alternativa, in certe implementazioni questi campi vengono addirittura
1778 definiti come \ctyp{union}.} Quest'ultima è quella classica usata anche con
1779 \func{signal}, mentre la prima permette di usare un gestore più complesso, in
1780 grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema, attraverso la
1781 struttura \struct{siginfo\_t}, riportata in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}.
1783 \begin{figure}[!htb]
1784 \footnotesize \centering
1785 \begin{minipage}[c]{15cm}
1786 \includestruct{listati/siginfo_t.h}
1789 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1790 \label{fig:sig_siginfo_t}
1793 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1794 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1795 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1796 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1797 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1798 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1799 causato l'emissione del segnale.
1801 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1802 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1803 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1804 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1805 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1806 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1807 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1808 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1809 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1810 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1811 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1812 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1813 manuale di \func{sigaction}.
1815 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1816 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1817 segnali real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1818 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1819 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1820 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo in
1821 cui è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi
1822 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) avvalora \var{si\_fd} con il numero del
1823 file descriptor e \var{si\_band} per i dati urgenti su un
1824 socket\index{socket}.
1826 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1827 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1828 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1829 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1830 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1831 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1832 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1833 un ripristino corretto dello stesso.
1835 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1836 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1837 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1838 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1839 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1840 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1841 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1843 \begin{figure}[!htb]
1844 \footnotesize \centering
1845 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1846 \includecodesample{listati/Signal.c}
1849 \caption{La funzione \func{Signal}, equivalente a \func{signal}, definita
1850 attraverso \func{sigaction}.}
1851 \label{fig:sig_Signal_code}
1854 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1855 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
1856 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
1857 fig.~\ref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
1858 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
1859 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
1860 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
1861 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
1862 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
1863 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
1864 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
1865 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
1866 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
1867 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
1868 un nuovo frame nello \itindex{stack} stack per chiamare la funzione
1869 costituirebbero una parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il
1870 programma. Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle
1871 macro, ma queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio
1872 degli argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
1877 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1878 \textit{signal mask}}
1879 \label{sec:sig_sigmask}
1881 \itindbeg{signal~mask}
1882 Come spiegato in sez.~\ref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1883 permettono di bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1884 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
1885 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
1886 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
1887 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
1888 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
1889 accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
1890 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
1891 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
1892 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
1894 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}
1895 è che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso
1896 in questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
1897 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
1898 che essi siano eseguite senza interruzioni.
1900 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
1901 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
1902 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
1903 usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
1904 segnali; il suo prototipo è:
1905 \begin{prototype}{signal.h}
1906 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
1908 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
1910 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1911 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1913 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1914 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1918 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
1919 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
1920 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
1921 specificate in tab.~\ref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
1922 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
1928 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1930 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1933 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
1934 quello specificato e quello corrente.\\
1935 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
1936 dalla maschera dei segnali, specificare la
1937 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
1938 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
1939 specificato da \param{set}.\\
1942 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
1943 \func{sigprocmask}.}
1944 \label{tab:sig_procmask_how}
1947 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
1948 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
1949 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
1950 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del
1951 flag e la sua cancellazione.
1953 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
1954 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
1955 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
1956 perduta alla conclusione del terminatore.
1958 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
1959 dei casi di \textit{race condition}\itindex{race~condition} restano aperte
1960 alcune possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello
1961 del problema illustrato nell'esempio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}, e
1962 cioè la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
1963 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
1964 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
1965 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
1966 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
1967 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
1968 \begin{prototype}{signal.h}
1969 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
1971 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
1973 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1974 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1976 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1977 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1981 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
1982 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
1983 sez.~\ref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
1984 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per poter
1985 usare l'implementazione vista in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
1986 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
1987 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
1988 ottenere un'implementazione, riportata in fig.~\ref{fig:sig_sleep_ok} che non
1989 presenta neanche questa necessità.
1991 \begin{figure}[!htb]
1992 \footnotesize \centering
1993 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1994 \includecodesample{listati/sleep.c}
1997 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
1998 \label{fig:sig_sleep_ok}
2001 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2002 non si è usato l'approccio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando
2003 l'uso di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 27-30})
2004 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2005 programma messo in attesa.
2007 La prima parte della funzione (\texttt{\small 6-10}) provvede ad installare
2008 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2009 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 23}); il passo
2010 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 11-14}) per
2011 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2012 \func{alarm} (\texttt{\small 16}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2013 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2014 fine (\texttt{\small 22}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2015 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2018 In questo modo non sono più possibili \textit{race
2019 condition}\itindex{race~condition} dato che \const{SIGALRM} viene
2020 disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla chiamata di \func{sigsuspend}.
2021 Questo metodo è assolutamente generale e può essere applicato a qualunque
2022 altra situazione in cui si deve attendere per un segnale, i passi sono sempre
2025 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2026 con \func{sigprocmask};
2027 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2028 ricezione del segnale voluto;
2029 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2031 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2032 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2033 deadlock\itindex{deadlock} dovuto all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione
2034 di \func{sigsuspend}.
2036 \itindend{signal~mask}
2039 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2040 \label{sec:sig_specific_features}
2042 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2043 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2044 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2046 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2047 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2048 \begin{prototype}{signal.h}
2049 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2051 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2053 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2057 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2058 in corso, cioè i segnali che sono stati inviati dal kernel ma non sono stati
2059 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2060 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2061 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2062 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2063 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2065 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2066 di usare uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali; è cioè possibile
2067 fare usare al sistema un altro \itindex{stack} stack (invece di quello
2068 relativo al processo, vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}) solo durante
2069 l'esecuzione di un gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto
2070 trasparente ai gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2072 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2074 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2075 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo;
2076 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2077 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi tab.~\ref{tab:sig_sa_flag})
2078 per dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2082 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2083 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2084 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2085 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2086 prima delle due è la dimensione canonica per uno \itindex{stack} stack di
2087 segnali e di norma è sufficiente per tutti gli usi normali.
2089 La seconda è lo spazio che occorre al sistema per essere in grado di lanciare
2090 il gestore e la dimensione di uno stack alternativo deve essere sempre
2091 maggiore di questo valore. Quando si conosce esattamente quanto è lo spazio
2092 necessario al gestore gli si può aggiungere questo valore per allocare uno
2093 \itindex{stack} stack di dimensione sufficiente.
2095 Come accennato, per poter essere usato, lo \itindex{stack} stack per i segnali
2096 deve essere indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il
2098 \begin{prototype}{signal.h}
2099 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2101 Installa un nuovo stack per i segnali.
2103 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2104 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2107 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2108 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2109 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2110 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2111 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2112 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2113 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2117 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2118 \var{stack\_t}, definita in fig.~\ref{fig:sig_stack_t}. I due valori
2119 \param{ss} e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo
2120 \itindex{stack} stack da installare e quello corrente (che viene restituito
2121 dalla funzione per un successivo ripristino).
2123 \begin{figure}[!htb]
2124 \footnotesize \centering
2125 \begin{minipage}[c]{15cm}
2126 \includestruct{listati/stack_t.h}
2129 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2130 \label{fig:sig_stack_t}
2133 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello
2134 \itindex{stack} stack, mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo
2135 \var{ss\_flags} invece indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo
2136 stack occorre inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al
2137 puntatore e alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags}
2138 deve essere nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2139 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2142 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2143 dimensione dello \itindex{stack} stack corrente nei relativi campi, mentre
2144 \var{ss\_flags} potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è
2145 in esecuzione sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile
2146 cambiarlo) e \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2148 In genere si installa uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali
2149 quando si teme di avere problemi di esaurimento dello stack standard o di
2150 superamento di un limite (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) imposto con
2151 chiamate del tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}. In tal caso
2152 infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe essere gestito
2153 soltanto avendo abilitato uno \itindex{stack} stack alternativo.
2155 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2156 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2157 avviene per lo \itindex{stack} stack ordinario dei processi, non si accresce
2158 automaticamente (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze
2159 imprevedibili). Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della
2160 famiglia \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2162 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2163 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2164 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2165 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2166 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2168 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2169 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2170 dall'implementazione; in particolare BSD prevede che sia ripristinata la
2171 maschera dei segnali precedente l'invocazione, come per un normale ritorno,
2174 Lo standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2175 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2176 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2177 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2179 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2180 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2181 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2185 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2186 dello stack per un salto non-locale\index{salto~non-locale}.
2188 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2189 non-locale su un precedente contesto.
2191 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2192 \func{longjmp} di sez.~\ref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2193 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2196 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2197 salvato il contesto dello \itindex{stack} stack per permettere il
2198 \index{salto~non-locale}salto non-locale; nel caso specifico essa è di tipo
2199 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2200 sez.~\ref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2201 maschera dei segnali.
2203 Nel caso di \func{sigsetjmp}, se si specifica un valore di \param{savesigs}
2204 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2205 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2206 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2211 \subsection{I segnali real-time}
2212 \label{sec:sig_real_time}
2215 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2216 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2217 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2218 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2219 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2221 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2222 \item[I segnali non sono accumulati]
2223 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2224 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2225 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto;
2226 \item[I segnali non trasportano informazione]
2227 i segnali classici non prevedono altra informazione sull'evento
2228 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2229 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero);
2230 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2231 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2232 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2233 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2237 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2238 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2239 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare le funzionalità
2243 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2244 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2245 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2246 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2247 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2248 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2249 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2250 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al gestore,
2251 attraverso l'uso di un apposito campo \var{si\_value} nella struttura
2252 \struct{siginfo\_t}, accessibile tramite gestori di tipo
2253 \var{sa\_sigaction}.
2256 Queste nuove funzionalità (eccetto l'ultima, che, come vedremo, è parzialmente
2257 disponibile anche con i segnali ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali
2258 real-time; questi ultimi sono accessibili in un range di valori specificati
2259 dalle due macro \const{SIGRTMIN} e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di
2260 solito (cioè sulla piattaforma i386) il primo valore è 33, ed il secondo
2261 \code{\_NSIG-1}, che di norma è 64, per un totale di 32 segnali disponibili,
2262 contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il numero minimo
2263 e massimo associato ad un segnale real-time.
2265 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2266 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2267 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2268 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2269 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2272 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2273 specifico, a meno di non utilizzarli in meccanismi di notifica come quelli per
2274 l'I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o per le code di
2275 messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); pertanto devono essere
2276 inviati esplicitamente.
2278 Inoltre, per poter usufruire della capacità di restituire dei dati, i relativi
2279 gestori devono essere installati con \func{sigaction}, specificando per
2280 \var{sa\_flags} la modalità \const{SA\_SIGINFO} che permette di utilizzare la
2281 forma estesa \var{sa\_sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). In
2282 questo modo tutti i segnali real-time possono restituire al gestore una serie
2283 di informazioni aggiuntive attraverso l'argomento \struct{siginfo\_t}, la cui
2284 definizione è stata già vista in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}, nella
2285 trattazione dei gestori in forma estesa.
2287 In particolare i campi utilizzati dai segnali real-time sono \var{si\_pid} e
2288 \var{si\_uid} in cui vengono memorizzati rispettivamente il \acr{pid} e
2289 l'user-ID effettivo del processo che ha inviato il segnale, mentre per la
2290 restituzione dei dati viene usato il campo \var{si\_value}.
2292 Questo è una \ctyp{union} di tipo \struct{sigval\_t} (la sua definizione è in
2293 fig.~\ref{fig:sig_sigval}) in cui può essere memorizzato o un valore numerico,
2294 se usata nella forma \var{sival\_int}, o un indirizzo, se usata nella forma
2295 \var{sival\_ptr}. L'unione viene usata dai segnali real-time e da vari
2296 meccanismi di notifica\footnote{un campo di tipo \struct{sigval\_t} è presente
2297 anche nella struttura \struct{sigevent} che viene usata dai meccanismi di
2298 notifica come quelli per l'I/O asincrono (vedi
2299 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
2300 sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}).} per restituire dati al gestore del segnale; in
2301 alcune definizioni essa viene identificata anche come \code{union sigval}.
2303 \begin{figure}[!htb]
2304 \footnotesize \centering
2305 \begin{minipage}[c]{15cm}
2306 \includestruct{listati/sigval_t.h}
2309 \caption{La unione \structd{sigval\_t}.}
2310 \label{fig:sig_sigval}
2313 A causa delle loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta ad
2314 inviare segnali real-time, poiché non è in grado di fornire alcun valore
2315 per \struct{sigval\_t}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2316 funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2317 \begin{prototype}{signal.h}
2318 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const sigval\_t value)}
2320 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2321 gestore il valore \param{value}.
2323 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2324 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2326 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2327 segnali in attesa si consegna.
2328 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2329 segnale al processo specificato.
2330 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2331 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2334 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2337 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2338 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2339 stessi; un valore nullo di \param{signo} permette di verificare le condizioni
2340 di errore senza inviare nessun segnale.
2342 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2343 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2344 (vale a dire che c'è posto\footnote{la profondità della coda è indicata dalla
2345 costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di sistema definite
2346 dallo standard POSIX che non abbiamo riportato esplicitamente in
2347 sez.~\ref{sec:sys_limits}; il suo valore minimo secondo lo standard,
2348 \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32. Nel caso di Linux questo è uno
2349 dei parametri del kernel impostabili sia con \func{sysctl}, che scrivendolo
2350 direttamente in \file{/proc/sys/kernel/rtsig-max}, il valore predefinito è
2351 di 1024.} nella coda dei segnali real-time) esso viene inserito e diventa
2352 pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2353 \struct{siginfo\_t} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2354 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2355 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2356 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2358 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2359 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2360 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2361 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2362 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2363 \begin{prototype}{signal.h}
2364 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2366 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2368 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2369 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2371 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2372 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2375 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2378 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2379 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2380 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2381 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2382 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2383 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2384 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2387 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2388 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2389 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2390 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2391 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2392 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2395 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2396 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2397 relativi prototipi sono:
2401 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2403 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2404 segnale in \param{info}.
2406 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2407 struct timespec *info)}
2409 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2410 timeout in \param{timeout}.
2413 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2414 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2415 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2417 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2423 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2424 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2425 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2426 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2427 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2428 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2430 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2431 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2432 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2433 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2434 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2435 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2437 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2438 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2439 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2440 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2441 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2442 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2443 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2444 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2445 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2448 %%% Local Variables:
2450 %%% TeX-master: "gapil"