4 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
5 confronti dei processi. Non portano con sé nessuna informazione che non sia il
6 loro tipo; si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
9 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
10 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
11 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
12 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
13 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
15 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
16 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
17 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
18 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
23 \section{Introduzione}
26 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
27 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
28 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
29 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
32 \subsection{I concetti base}
35 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
36 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
37 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
41 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
42 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
43 \item la terminazione di un processo figlio.
44 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
45 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
47 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
48 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
49 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
50 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
51 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
52 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
53 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
56 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
57 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
58 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
60 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
61 viene eseguita una azione di default o una apposita routine di gestione (il
62 cosiddetto \textit{signal handler} o \textsl{manipolatore}) che può essere
63 stata specificata dall'utente (nel qual caso si dice che si
64 \textsl{intercetta} il segnale).
67 \subsection{Le modalità di funzionamento}
68 \label{sec:sig_semantics}
70 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
71 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
72 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
73 semantiche) che vengono chiamate rispettivamente semantica \textsl{affidabile}
74 (o \textit{reliable}) e semantica \textsl{inaffidabile} (o
77 Nella semantica \textsl{inaffidabile} (quella implementata dalle prime
78 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
79 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
80 stesso ripetere l'installazione della stessa all'interno della routine di
81 gestione, in tutti i casi in cui si vuole che il manipolatore esterno resti
84 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
85 perduti. Si consideri il seguente segmento di codice, in cui la prima
86 operazione del manipolatore è quella di reinstallare se stesso:
89 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
90 int sig_handler(); /* handler function */
92 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
97 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
98 ... /* process signal */
102 se un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo
103 abbia eseguito la reinstallazione di se stesso il segnale può essere perso o
104 causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la
105 terminazione del processo).
107 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
108 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
109 segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni
110 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition (sull'argomento vedi
111 quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
113 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
114 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
115 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
116 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
118 % Un caso classico in cui si incontra questo problema, è quello in cui si usa il
119 % manipolatore per settare un flag che riporta al processo l'occorrenza del
120 % segnale, così che questo possa prendere provvedimenti al di fuori del
121 % manipolatore. Si consideri il seguente segmento di codice il cui scopo sarebbe
122 % quello di fermare il processo fino all'occorrenza di un opportuno segnale:
125 % \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
126 % int signal_flag = 0;
129 % int sig_handler(); /* handler function */
131 % signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
133 % while(signal_flag == 0) { /* while flag is zero */
134 % pause(); /* go to sleep */
140 % signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
141 % signal_flag = 1; /* set flag */
145 % l'idea è che quando il processo trova il flag a zero viene messo in sleep e
146 % verrà risvegliato solo dalla ricezione di un segnale. Il manipolatore si
147 % limita in questo caso a settare il flag a uno; all'uscita dal manipolatore la
148 % chiamata a \func{pause} è interrotta ed il processo viene risvegliato e
149 % riprende l'esecuzione all'istruzione successiva, ma essendo cambiato il flag
150 % la condizione non è più soddisfatta e il programma prosegue.
152 % Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che
153 % il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \code{while} e la
154 % chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato,
155 % il processo resterà in sleep permanentemente.
157 % Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una
158 % modalità semplice per ottenere una operazione di attesa mandando in stato di
159 % sleep (vedi \ref{sec:proc_sched}) un processo fino all'arrivo di un segnale.
161 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
162 moderno) il manipolatore una volta installato resta attivo e non si hanno
163 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
164 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
165 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel settando l'apposito
166 campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
167 \figref{fig:proc_task_struct}).
169 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
170 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
171 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
172 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
173 procedura viene effettuata dallo scheduler quando, riprendendo l'esecuzione
174 del processo in questione, verifica la presenza del segnale nella
175 \var{task\_struct} e mette in esecuzione il manipolatore.
177 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
178 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
179 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
180 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o setta l'azione di default per
183 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
184 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
185 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
186 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi
187 \secref{sec:sig_sigpending}) per determinare quali segnali sono bloccati e
191 \subsection{Tipi di segnali}
192 \label{sec:sig_types}
194 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
195 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
197 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
198 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
199 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
200 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
201 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
202 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
204 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
205 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
206 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
208 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
209 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
210 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
211 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
213 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
214 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
215 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
216 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
217 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
218 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
219 possono arrivare dopo qualche istruzione.
221 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
222 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
223 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
224 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
225 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
227 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
228 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
229 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
230 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
231 internamente o esternamente al processo.
234 \subsection{La notifica dei segnali}
235 \label{sec:sig_notification}
237 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione di default
238 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
239 \var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
240 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
241 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione di default
242 quella di ignorarlo).
244 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
245 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo scheduler che
246 esegue l'azione specificata. Questo a meno che il segnale in questione non sia
247 stato bloccato prima della notifica, nel qual caso l'invio non avviene ed il
248 segnale resta \textsl{pendente} indefinitamente. Quando lo si sblocca il
249 segnale \textsl{pendente} sarà subito notificato.
251 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
252 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
253 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
254 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
255 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
256 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
257 nuova specificazione saranno notificati).
259 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
260 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
261 segnale. Per alcuni segnali (\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP}) questa azione
262 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
263 una delle tre possibilità seguenti:
266 \item ignorare il segnale.
267 \item catturare il segnale, ed utilizzare il manipolatore specificato.
268 \item accettare l'azione di default per quel segnale.
271 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
272 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
273 \secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un manipolatore sarà
274 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
275 farà si che mentre viene eseguito il manipolatore di un segnale, quest'ultimo
276 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race condition).
278 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
279 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
280 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
281 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
283 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
284 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
285 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
286 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
287 un eventuale messaggio di errore.
289 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
290 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
291 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
292 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
293 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
294 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
297 \section{La classificazione dei segnali}
298 \label{sec:sig_classification}
300 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
301 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
302 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
305 \subsection{I segnali standard}
306 \label{sec:sig_standard}
308 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
309 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
310 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
311 anche a seconda dell'architettura hardware.
312 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
313 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
314 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
315 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
316 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
318 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \macro{NSIG}, e dato
319 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
320 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
321 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
322 definiti in Linux (estratto dalle man page), comparati con quelli definiti in
329 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
331 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
334 A & L'azione di default è terminare il processo. \\
335 B & L'azione di default è ignorare il segnale. \\
336 C & L'azione di default è terminare il processo e scrivere un \textit{core
338 D & L'azione di default è fermare il processo. \\
339 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
340 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
343 \caption{Legenda delle azioni di default dei segnali riportate in
344 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
345 \label{tab:sig_action_leg}
348 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni di default
349 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
350 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun manipolatore è installato un
351 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
352 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
353 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
359 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
361 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
370 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
371 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
372 \label{tab:sig_standard_leg}
375 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
376 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
377 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
378 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
379 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
384 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
386 \textbf{Segnale}&\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
389 \macro{SIGHUP} &PL & A & Hangup o fine del processo di controllo \\
390 \macro{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
391 \macro{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
392 \macro{SIGILL} &PL & C & Istruzione illegale \\
393 \macro{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
394 \macro{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
395 \macro{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
396 \macro{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
397 \macro{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
398 \macro{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
399 \macro{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
400 \macro{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
401 \macro{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
402 \macro{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
403 \macro{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
404 \macro{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
405 \macro{SIGTSTP} &PL & D & Stop typed at tty \\
406 \macro{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
408 \macro{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
410 \macro{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
411 \macro{SIGPOLL} &SL & A & Pollable event (Sys V).
412 Sinonimo di \macro{SIGIO} \\
413 \macro{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
414 \macro{SIGSYS} &SL & C & Bad argument to routine (SVID) \\
415 \macro{SIGTRAP} &SL & C & Trace/breakpoint trap \\
416 \macro{SIGURG} &SLB& B & Urgent condition on socket \\
417 \macro{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
418 \macro{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
419 \macro{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
420 \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. A synonym for \macro{SIGABRT} \\
421 \macro{SIGEMT} &L & & \\
422 \macro{SIGSTKFLT}&L & A & Stack fault on coprocessor \\
423 \macro{SIGIO} &LB & A & I/O now possible (4.2 BSD) \\
424 \macro{SIGCLD} &L & & A synonym for \macro{SIGCHLD} \\
425 \macro{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
426 \macro{SIGINFO} &L & & A synonym for \macro{SIGPWR} \\
427 \macro{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
428 \macro{SIGWINCH} &LB & B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\
429 \macro{SIGUNUSED}&L & A & Unused signal (will be SIGSYS) \\
432 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
433 \label{tab:sig_signal_list}
436 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
437 tipologia, verrà affrontate nel seguito.
440 \subsection{Segnali di errore di programma}
441 \label{sec:sig_prog_error}
443 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
444 l'hardware (come per i page fault non validi) rileva un qualche errore
445 insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di questi
446 segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
447 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
448 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
450 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
451 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare i settaggi della
452 console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
453 manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di default e rialzando il
454 segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
455 ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il manipolatore
458 L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
459 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
460 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
461 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
462 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
463 al momento della terminazione.
466 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
467 \item[\macro{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
468 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
469 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
471 Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
472 ignorare questo segnale può condurre ad un loop infinito.
474 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
475 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
476 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
477 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
479 \item[\macro{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
480 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
481 privilegiata o inesistente, in generale del codice illegale. Poiché il
482 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
483 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
484 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
485 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
486 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
487 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
488 manipolatore. Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è
490 \item[\macro{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
491 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
492 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
493 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
494 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il manipolatore
495 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
497 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
498 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
499 \item[\macro{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
500 \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
501 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
502 \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
503 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
504 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
506 \item[\macro{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
507 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
508 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
509 \item[\macro{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
510 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
511 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
512 \item[\macro{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
513 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
514 sbagliato per quest'ultima.
518 \subsection{I segnali di terminazione}
519 \label{sec:sig_termination}
521 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
522 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
523 trattarli in maniera differente.
525 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
526 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
527 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
528 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
529 funzionamento (come il modo del terminale o i settaggi di una qualche
532 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
534 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
535 \item[\macro{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
536 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
537 \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
538 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
539 \item[\macro{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
540 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
541 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
542 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
543 \item[\macro{SIGQUIT}] È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
544 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
545 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione di default,
546 oltre alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core
549 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
550 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
551 fare eseguire al manipolatore di questo segnale le operazioni di pulizia
552 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
553 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
555 \item[\macro{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
556 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
557 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
558 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
559 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
560 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
561 brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
563 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
564 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
565 processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
566 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
567 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
568 per eseguire un manipolatore.
569 \item[\macro{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
570 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
571 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
572 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
573 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
575 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
576 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
577 file di configurazione.
581 \subsection{I segnali di allarme}
582 \label{sec:sig_alarm}
584 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
585 di default è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
586 segnali la scelta di default è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
587 sempre la necessità di un manipolatore. Questi segnali sono:
588 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
589 \item[\macro{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
590 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
591 usato dalla funzione \func{alarm}.
592 \item[\macro{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
593 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
595 \item[\macro{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
596 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
597 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
598 viene usato dai tool che servono a fare il profilo d'uso della CPU da parte
603 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
604 \label{sec:sig_asyncio}
606 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
607 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
608 generare questi segnali.
610 L'azione di default è di essere ignorati. Questi segnali sono:
611 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
612 \item[\macro{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
613 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
614 terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
615 anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
616 \item[\macro{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
617 urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
618 proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
619 \item[\macro{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
620 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
624 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
625 \label{sec:sig_job_control}
627 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
628 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
629 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
630 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
631 \item[\macro{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
632 figlio termina o viene fermato. L'azione di default è di ignorare il
633 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
634 \item[\macro{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
635 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
636 \item[\macro{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
637 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
638 \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
639 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento di default
640 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
641 installare un manipolatore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
644 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
645 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
646 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
647 manipolatori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
648 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
650 \item[\macro{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta in uno stato di
651 sleep); il segnale non può essere né intercettato, né ignorato, né bloccato.
652 \item[\macro{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
653 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
654 (prodotto dalla combinazione \macro{C-z}), ed al contrario di
655 \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
656 installa un manipolatore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
657 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
658 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un manipolatore
659 per riabilitarlo prima di fermarsi.
660 \item[\macro{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
661 sessione di lavoro in background. Quando un processo in background tenta di
662 leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i processi
663 della sessione di lavoro. L'azione di default è di fermare il processo.
664 L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
665 \item[\macro{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \macro{SIGTTIN}, ma
666 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
667 terminale. L'azione di default è di fermare il processo, l'argomento è
668 trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
672 \subsection{I segnali di operazioni errate}
673 \label{sec:sig_oper_error}
675 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
676 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
677 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
680 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
682 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
683 \item[\macro{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
684 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
685 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
686 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
687 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
688 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
689 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
690 \item[\macro{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
691 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
692 situazione precedente.
693 \item[\macro{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
694 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
695 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
696 \item[\macro{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
697 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
698 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
699 file, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
703 \subsection{Ulteriori segnali}
704 \label{sec:sig_misc_sig}
706 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
707 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
708 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
709 \item[\macro{SIGUSR1} e \macro{SIGUSR2}] Sono due segnali a disposizione
710 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
711 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
712 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un manipolatore. L'azione di
713 default è terminare il processo.
714 \item[\macro{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} ed è
715 generato da molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
716 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
717 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
718 dimensione a quest'ultimo. L'azione di default è di essere ignorato.
719 \item[\macro{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
720 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
721 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
722 altri processi lo ignorano.
726 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
727 \label{sec:sig_strsignal}
729 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
730 \func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
731 dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
732 segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
733 manipolatore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
734 GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
735 funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
736 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
737 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
740 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
741 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
742 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
745 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
746 descritta in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
747 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
748 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
749 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
752 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
753 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
754 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
755 con la dichiarazione:
756 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
757 extern const char *const sys_siglist[]
759 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
760 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
761 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
762 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
766 \section{La gestione dei segnali}
767 \label{sec:sig_management}
769 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
770 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
771 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
772 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
773 delegata appunto agli eventuali manipolatori che si sono installati.
775 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
776 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
777 permettono di installare i manipolatori e controllare le reazioni di un
778 processo alla loro occorrenza.
781 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
782 \label{sec:sig_gen_beha}
784 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
785 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
786 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
787 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
788 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
790 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
791 con \func{fork} esso eredita dal padre sia le azioni che sono state settate
792 per i singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (tratteremo
793 quest'ultimo argomento in \ref{sec:sig_sigpending}). Invece tutti i segnali
794 pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti devono essere
795 recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti
798 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
799 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
800 installato un manipolatore vengono resettati a \macro{SIG\_DFL}. Non ha più
801 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
802 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
804 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
805 manipolatore; viene mantenuto invece ogni eventuale settaggio dell'azione a
806 \macro{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di settare ad
807 \macro{SIG\_IGN} le risposte per \macro{SIGINT} e \macro{SIGQUIT} per i
808 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
809 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
811 Per quanto riguarda tutte le altre system call esse vengono tradizionalmente
812 classificate, proprio in base al loro comportamento nei confronti dei segnali,
813 in \textsl{lente} (\textit{slow}) e \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
814 parte appartiene a quest'ultima categoria che non è influenzata dall'arrivo di
815 un segnale. In tal caso un eventuale manipolatore viene sempre eseguito dopo
816 che la system call è stata completata. Esse sono dette \textsl{veloci} proprio
817 in quanto la loro esecuzione è sostanzialmente immediata e attendere per
818 eseguire un manipolatore non comporta nessun inconveniente.
820 Esistono però dei casi in cui questo non è possibile perché renderebbe
821 impossibile una risposta pronta al segnale. In generale questo avviene tutte
822 le volte che si ha a che fare con system call che possono bloccarsi
823 indefinitamente, (quelle che, per questo, vengono chiamate \textsl{lente}). Un
824 elenco dei casi in cui si presenta questa situazione è il seguente:
826 \item lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
827 presenti (come per certi file di dispositivo, la rete o le pipe).
828 \item scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
829 accettati immediatamente.
830 \item apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non immediate
831 per una una risposta.
832 \item operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
833 eseguite immediatamente.
834 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
836 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'-arrivo di un
838 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
841 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il manipolatore
842 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
843 anche la system call restituendo l'errore di \macro{EINTR}. Questa è a
844 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
845 manipolatori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
846 chiamata qualora l'errore fosse questo.
848 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
849 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
850 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
851 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
852 non è diverso dall'uscita con un errore \macro{EINTR}.
854 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
855 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
856 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
857 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
858 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
860 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
861 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
862 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
863 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
864 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
867 \subsection{La funzione \func{signal}}
868 \label{sec:sig_signal}
870 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
871 funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
872 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
873 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
874 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
875 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà
876 alcune vecchie implementazioni (SVR4 e 4.3+BSD) usano parametri aggiuntivi
877 per definire il comportamento della funzione.} che è:
878 \begin{prototype}{signal.h}
879 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
881 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il manipolatore) per il
882 segnale \param{signum}.
884 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente manipolatore in caso di successo
885 o \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.}
888 In questa definizione si è usato il tipo \type{sighandler\_t} che è una
889 estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
890 prototipo in una forma più leggibile dell'originario:
892 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
894 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
895 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
896 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
897 \type{sighandler\_t} che è:
899 typedef void (* sighandler_t)(int)
901 e cioè un puntatore ad una funzione \type{void} (cioè senza valore di ritorno)
902 e che prende un argomento di tipo \type{int}.\footnote{si devono usare le
903 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
904 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
905 un puntatore a \type{void} e non un puntatore ad una funzione \type{void}.}
906 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
907 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il manipolatore del
910 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
911 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
912 manipolatore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da
913 chiamare all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
914 \macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
915 installare l'azione di di default.\footnote{si ricordi però che i due segnali
916 \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
919 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
920 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
921 secondo tempo. Si ricordi che se si setta come azione \macro{SIG\_IGN} (o si
922 setta un \macro{SIG\_DFL} per un segnale il cui default è di essere ignorato),
923 tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno mai notificati.
925 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
926 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
927 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
928 primi Unix in cui il manipolatore viene disinstallato alla sua chiamata,
929 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
930 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non resettando il
931 manipolatore e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con
932 l'utilizzo delle \acr{glibc2} anche Linux è passato a questo comportamento;
933 quello della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato per i
934 motivi visti in \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando
935 \func{sysv\_signal}. In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi
936 programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
938 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
939 processo che ignora i segnali \macro{SIGFPE}, \macro{SIGILL}, o
940 \macro{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
941 è indefinito. Un manipolatore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
945 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
946 \label{sec:sig_kill_raise}
948 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
949 direttamente da un processo. L'invio di un segnale generico può essere
950 effettuato attraverso delle funzioni \func{kill} e \func{raise}. La prima
951 serve per inviare un segnale al processo corrente, ed il suo prototipo è:
952 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
953 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
955 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
956 errore, il solo errore restituito è \macro{EINVAL} qualora si sia
957 specificato un numero di segnale invalido.}
960 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
961 essere specificato con una delle macro definite in
962 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
963 riprodurre il comportamento di default di un segnale che sia stato
964 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
965 manipolatore potrà reinstallare l'azione di default, e attivarla con
968 Se invece si vuole inviare un segnale ad un altro processo occorre utilizzare
969 la funzione \func{kill}; il suo prototipo è:
971 \headdecl{sys/types.h}
973 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
974 processo specificato con \param{pid}.
976 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
977 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
979 \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
980 \item[\macro{EPERM}] Il processo non ha il permesso di inviare il segnale
981 alla destinazione specificata.
982 \item[\macro{ESRCH}] Il \acr{pid} o il process group indicati non
983 esistono. Gli zombie (vedi \ref{sec:proc_termination}) sono considerati come
988 La funzione \code{raise(sig)} è sostanzialmente equivalente ad una
989 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
990 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
991 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
993 Lo standard POSIX poi prevede che il valore 0 sia usato per specificare il
994 segnale nullo. Se le funzioni vengono chiamate con questo valore non viene
995 inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori, in tal
996 caso si otterrà un errore \macro{EPERM} se non si hanno i permessi necessari
997 ed un errore \macro{ESRCH} se il processo specificato non esiste. Si tenga
998 conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
999 \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
1000 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
1002 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
1003 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
1004 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
1007 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1009 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1012 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1013 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1015 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1016 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1020 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1022 \label{tab:sig_kill_values}
1026 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1027 tutti gli altri casi il \textit{real user id} o l'\textit{effective user id}
1028 del processo chiamante devono corrispondere al \textit{real user id} o al
1029 \textit{saved user id} della destinazione. Fa eccezione il caso in cui il
1030 segnale inviato sia \macro{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi
1031 appartengano alla stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che
1032 riveste nel sistema (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}),
1033 non è possibile inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali
1034 esso non abbia un manipolatore installato.
1036 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1037 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1038 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1039 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1040 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1041 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1044 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1045 \label{sec:sig_alarm_abort}
1047 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1048 segnali di temporizzazione e \macro{SIGABORT}, per i quali sono previste
1049 funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La prima di queste è
1050 \func{alarm} il cui prototipo è:
1051 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1052 Predispone l'invio di \macro{SIGALARM} dopo \param{seconds} secondi.
1054 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1055 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1058 La funzione provvede un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1059 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1060 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (in
1061 genere \macro{SIGALARM}) dopo il numero di secondi specificato da
1064 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1065 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1066 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente. La
1067 funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio dell'allarme
1068 precedentemente programmato, in modo che sia eventualmente possibile
1069 effettuare delle scelte in caso di necessità di più interruzioni.
1071 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1072 associati tre tempi diversi: \textit{clock time}, \textit{user time} e
1073 \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1074 processo tre diversi timer:
1076 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1077 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1078 l'emissione di \macro{SIGALARM}.
1079 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1080 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1081 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGVTALRM}.
1082 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1083 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1084 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1085 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1086 di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGPROF}.
1089 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1090 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1091 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1092 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1093 genera il segnale una sola volta.
1095 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \func{setitimer}
1096 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1097 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1099 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1100 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1102 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1103 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1105 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1106 errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \macro{EINVAL} e
1110 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1111 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1112 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1115 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1117 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1120 \macro{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1121 \macro{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1122 \macro{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1125 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1127 \label{tab:sig_setitimer_values}
1130 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per settare il
1131 timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore viene
1132 salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1133 struttura \var{itimerval}, definita in \ref{fig:file_stat_struct}.
1135 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1136 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1137 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \var{timeval} che
1138 permette una precisione fino al microsecondo.
1140 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1141 il segnale e resetta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval},
1142 ripetendo il ciclo; se \var{it\_interval} è nullo il timer si ferma.
1144 \begin{figure}[!htb]
1145 \footnotesize \centering
1146 \begin{minipage}[c]{15cm}
1147 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1149 struct timeval it_interval; /* next value */
1150 struct timeval it_value; /* current value */
1153 long tv_sec; /* seconds */
1154 long tv_usec; /* microseconds */
1159 \caption{La struttura \var{itimerval}, che definisce i valori dei timer di
1161 \label{fig:sig_itimerval}
1164 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1165 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1166 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1167 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1168 \cite{glibc} che ne riporta la definizione in \figref{fig:sig_alarm_def}.
1170 \begin{figure}[!htb]
1171 \footnotesize \centering
1172 \begin{minipage}[c]{15cm}
1173 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1174 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1176 struct itimerval old, new;
1177 new.it_interval.tv_usec = 0;
1178 new.it_interval.tv_sec = 0;
1179 new.it_value.tv_usec = 0;
1180 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1181 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0)
1184 return old.it_value.tv_sec;
1189 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1190 \label{fig:sig_alarm_def}
1193 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1194 limitata da quella del timer di sistema (in genere 10~ms). Il sistema assicura
1195 comunque che il segnale non sarà mai generato prima della scadenza programmata
1196 (l'arrotondamento cioè è sempre effettuato per eccesso). Una seconda causa di
1197 potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla scadenza del timer,
1198 ma poi deve essere consegnato; se il processo è attivo (questo è sempre vero
1199 per \macro{ITIMER\_VIRT}) la consegna è immediata, altrimenti può esserci un
1200 ulteriore ritardo che può variare a seconda del carico del sistema.
1202 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1203 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1204 \func{getitimer}, il cui prototipo è:
1205 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1208 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1210 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1211 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1213 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1217 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \func{abort};
1218 che, come accennato in \ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1219 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \macro{SIGABRT}. Il suo
1221 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1223 Abortisce il processo corrente.
1225 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1226 segnale di \macro{SIGABRT}.}
1229 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1230 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1231 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1232 prima della terminazione del processo.
1234 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il manipolatore ritorna, la
1235 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1236 il processo non viene terminato direttamente dal manipolatore sia la stessa
1237 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1238 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1239 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1240 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1243 \subsection{Le funzioni \func{pause} e \func{sleep}}
1244 \label{sec:sig_pause_sleep}
1246 Il metodo tradizionale per fare attendere\footnote{cioè di porre
1247 temporanemente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1248 \ref{sec:proc_sched}.} ad un processo fino all'arrivo di un segnale è
1249 quello di usare la funzione \func{pause}, il cui prototipo è:
1250 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1252 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un manipolatore.
1254 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1255 il relativo manipolatore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e setta
1256 \var{errno} a \macro{EINTR}.}
1259 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1260 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1261 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1262 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per far reagire
1263 il processo ad un segnale inviato da un altro processo).
1265 Se invece si vuole fare attendere un processo per un determinato intervallo di
1266 tempo nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \func{sleep}, il cui
1268 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1270 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1272 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1273 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1276 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1277 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1278 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1279 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1280 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1281 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1282 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1283 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1286 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1287 con quello di \macro{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1288 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1289 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1290 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \macro{SIGALRM}, può
1291 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1292 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1294 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese in secondi, per
1295 questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1296 \func{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1297 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1298 seguono\footnote{secondo la man page almeno dalla versione 2.2.2.} seguono
1299 quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1300 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1302 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1304 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1305 caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a \macro{EINTR}.}
1309 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1310 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \macro{SIGALRM}. È pertanto
1311 deprecata in favore della funzione \func{nanosleep}, definita dallo standard
1312 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1313 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1316 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1317 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1319 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1320 caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a
1322 \item[\macro{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1323 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1324 \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1328 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1329 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1330 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1331 interferenze con l'uso di \macro{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1332 delle strutture di tipo \var{timespec}, la cui definizione è riportata in
1333 \figref{fig:sig_timespec_def}, che permettono di specificare un tempo con una
1334 precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1336 \begin{figure}[!htb]
1337 \footnotesize \centering
1338 \begin{minipage}[c]{15cm}
1339 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
1342 time_t tv_sec; /* seconds */
1343 long tv_nsec; /* nanoseconds */
1348 \caption{La struttura \var{timespec} di \func{nanosleep}.}
1349 \label{fig:sig_timespec_def}
1352 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1353 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1354 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1355 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1357 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1358 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1359 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1360 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1361 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler e cioè un tempo che
1362 a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\macro{HZ}, (sempre che il sistema
1363 sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in esecuzione); per
1364 questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre arrotondato al
1365 multiplo successivo di 1/\macro{HZ}.
1367 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1368 secondo usando politiche di scheduling real time come \macro{SCHED\_FIFO} o
1369 \macro{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1370 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1374 \subsection{Un esempio elementare}
1375 \label{sec:sig_sigchld}
1377 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un manipolatore di
1378 segnale è quello della gestione di \macro{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1379 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1380 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1381 padre.\footnote{in realtà in SRV4 eredita la semantica di System V, in cui il
1382 segnale si chiama \macro{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1383 System V infatti se si setta esplicitamente l'azione a \macro{SIG\_IGN} il
1384 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie (lo stato di
1385 terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}). L'azione
1386 di default è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva questo
1387 comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica ed usa
1388 il nome di \macro{SIGCLD} come sinonimo di \macro{SIGCHLD}.} In generale
1389 dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un processo, si
1390 può completare la gestione della terminazione installando un manipolatore per
1391 \macro{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare \func{waitpid} per
1392 completare la procedura di terminazione in modo da evitare la formazione di
1395 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice della nostra
1396 implementazione del manipolatore; se aggiungiamo al codice di
1397 \file{ForkTest.c} l'intallazione di questo manipolatore potremo verificare che
1398 ripetendo l'esempio visto in \secref{sec:proc_termination} che non si ha più
1399 la creazione di zombie.
1402 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1403 % terminazione dei processi.
1404 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1405 % manipolatore per che è previsto ritornare,
1408 \begin{figure}[!htb]
1409 \footnotesize \centering
1410 \begin{minipage}[c]{15cm}
1411 \begin{lstlisting}{}
1412 #include <errno.h> /* error simbol definitions */
1413 #include <signal.h> /* signal handling declarations */
1414 #include <sys/types.h>
1415 #include <sys/wait.h>
1418 void Hand_CHLD(int sig)
1423 /* save errno current value */
1428 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1430 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1432 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1433 /* restore errno value */
1441 \caption{Un manipolatore per il segnale \texttt{SIGCHLD}.}
1442 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1445 Il codice del manipolatore è di lettura immediata; come buona norma di
1446 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si comincia
1447 (\texttt{\small 13}) con il salvare lo stato corrente di \var{errno}, in modo
1448 da poterla ripristinare prima del ritorno del manipolatore (\texttt{\small
1449 23}). In questo modo si preserva il valore della variabile visto dal corso
1450 di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti sarebbe
1451 sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di \func{wait}.
1453 Il compito principale del manipolatore è quello di ricevere lo stato di
1454 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1455 (\texttt{\small 15--21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1456 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1457 generazione di un segnale e l'esecuzione del manipolatore possa passare un
1458 certo lasso di tempo; dato che questo lasso di tempo può dipendere da parecchi
1459 fattori esterni, niente ci assicura che il manipolatore venga eseguito prima
1460 della generazione di altri segnali dello stesso tipo. In questo caso
1461 normalmente i segnali vengono ``fusi'' insieme ed al processo ne viene
1462 recapitato soltanto uno.
1464 Questo può essere un caso comune proprio con \macro{SIGCHLD}, quando molti
1465 processi figli terminano in rapida successione. Esso comunque si presenta
1466 tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i segnali
1467 emessi durante il periodo di blocco, una volta che esso viene rimosso ne sarà
1468 recapitato uno solo.
1470 Nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse \func{waitpid}
1471 una sola volta, essa leggerebbe un solo stato di teminazione, anche se i
1472 processi terminati sono più di uno, con relativa possibilità di avere zombie
1473 che non vengono eliminati.
1475 Per questo si esegue un ciclo (\texttt{\small 15--21}) in cui ripete la
1476 lettura fintanto che essa non restituisce un valore nullo (si veda
1477 \secref{sec:proc_wait} per la sintassi della funzione) segno che non resta
1478 nessun processo di cui si debba ancora ricevere lo stato di terminazione. Si
1479 noti come la funzione viene invocata con il parametro \macro{WNOHANG} che
1480 permette di evitare che essa si blocchi quando tutti gli stati di terminazione
1481 sono stati ricevuti.
1485 \section{Gestione avanzata}
1486 \label{sec:sig_control}
1488 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1489 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1490 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race condition
1491 che i segnali possono generare e alla natura asincrona degli stessi.
1493 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1494 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1495 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1496 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1497 casistica ordinaria.
1500 \subsection{Un esempio di problema}
1501 \label{sec:sig_example}
1503 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1504 \func{sleep} a partire da dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima
1505 vista questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una
1506 semplice versione di \func{sleep} potrebbe essere la seguente quella
1507 illustrata in \ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1509 In questo caso si salva il precedente manipolatore in (\texttt{\small 15--21})
1510 per poi chiamare in sequenza \func{alarm} per specificare l'attesa e
1511 \func{pause} per fermare il programma. Al ritorno di pause, causato dal
1512 ritorno del manipolatore (\texttt{\small 15--21}) si ripristina il
1513 manipolatore (\texttt{\small 15--21}) restituendo l'eventuale tempo rimanente
1514 (\texttt{\small 15--21}).
1516 \begin{figure}[!htb]
1517 \footnotesize \centering
1518 \begin{minipage}[c]{15cm}
1519 \begin{lstlisting}{}
1520 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1522 signandler_t prev_handler;
1523 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1524 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1529 /* restore previous signal handler */
1530 signal(SIGALRM, prev_handler);
1531 /* remove alarm, return remaining time */
1534 void alarm_hand(int sig) {
1535 /* check if the signal is the right one */
1536 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1537 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1539 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1546 \caption{Una implementazione pericolosamente sbagliata di \func{sleep}.}
1547 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1550 Ma questo codice, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1551 precedente chiamata a \func{alarm}, presenta una pericolosa race condition.
1552 Infatti se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1553 \func{pause} può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che
1554 quest'ultima possa essere eseguita dopo l'arrivo di \macro{SIGALRM}. In questo
1555 caso ci si troverebbe di fronte ad un deadlock, in cui \func{pause} non
1556 verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1558 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1559 SVr2) usando la funzione \func{longjump} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1560 uscire dal manipolatore, in modo da sfruttare lo stato di uscita di
1561 quest'ultima per evitare la chiamata a \func{pause}, con un codice del tipo:
1563 \begin{figure}[!htb]
1564 \footnotesize \centering
1565 \begin{minipage}[c]{15cm}
1566 \begin{lstlisting}{}
1567 static jmp_buff alarm_return;
1568 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1570 signandler_t prev_handler;
1571 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1572 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1575 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1576 alarm(second); /* call alarm */
1577 pause(); /* then wait */
1579 /* restore previous signal handler */
1580 signal(SIGALRM, prev_handler);
1581 /* remove alarm, return remaining time */
1584 void alarm_hand(int sig) {
1585 /* check if the signal is the right one */
1586 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1587 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1589 } else { /* return in main after the call to pause */
1590 longjump(alarm_return, 1);
1596 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1597 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1600 In questo modo all'uscita dal manipolatore si eviterà comunque la chiamata di
1601 \func{pause}, dato che in questo caso il valore di uscita di \func{setjmp} è
1602 uno ed il condizionale in (\texttt{\small 15--21}) viene evitato.
1605 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1606 non viene gestita correttamente l'interazione con altri segnali; se infatti il
1607 segnale di allarme interrompe un altro manipolatore, in questo caso
1608 l'esecuzione non riprenderà nel manipolatore in questione, ma nel ciclo
1609 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione.
1613 \subsection{Le funzioni \func{sigprocmask} e \func{sigpending}}
1614 \label{sec:sig_sigpending}
1619 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1620 \label{sec:sig_sigaction}
1624 \subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali}
1625 \label{sec:sig_reentrant}
1628 , affrontando inoltre le varie problematiche di programmazione che si devono
1629 tenere presenti quando si ha a che fare con essi.
1633 %%% Local Variables:
1635 %%% TeX-master: "gapil"