4 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
5 confronti dei processi. Non portano con se nessuna informazione che non sia il
6 loro tipo, si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
9 In genere i segnali vengono usati dal kernel per riportare 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), etc.
15 \section{I concetti base}
18 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
19 l'occorrenza di un evento eccezionale. Gli eventi che possono generare un
20 segnale sono vari; un breve elenco di possibile cause è il seguente:
23 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
24 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
25 \item la terminazione di un processo figlio.
26 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
27 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
29 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
30 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
31 della pressione di tasti del terminale come 'ctrl-c' o 'ctrl-z'.
32 \item l'esecuzione di una \texttt{kill} o di una \texttt{raise} da parte del
33 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \texttt{kill}).
36 Ciascuno di questi eventi (tranne gli ultimi due che sono controllati
37 dall'utente) comporta l'intervento diretto da parte del kernel che causa la
38 generazione un particolare tipo di segnale.
41 \subsection{Le modalità di funzionamento}
42 \label{sec:sig_semantics}
44 Quando un processo riceve un segnale il kernel esegue una azione di default o
45 una apposita routine di gestione (il cosiddetto \textit{signal handler} o
46 \textsl{manipolatore}) che può essere specificata dall'utente (nel qual caso
47 si dice che si \textsl{intercetta} il segnale). Negli anni il comportamento
48 del sistema in risposta ai segnali è stato modificato in vari modi nelle
49 differenti implementazioni di unix. Si possono individuare due tipologie
50 fondamentali di comportamento dei segnali (dette semantiche) che vengono
51 chiamate rispettivamente \textit{reliable} e \textit{unreliable}.
53 Nella semantica \textit{unreliable} (quella implementata dalle prime versioni
54 di unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente non resta
55 installata una volta chiamata; è perciò a carico dell'utente stesso ripetere
56 l'installazione all'interno della routine di gestione stessa in tutti i casi
57 in cui si vuole che il signal handler esterno resti attivo.
59 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
60 perduti; si consideri il seguente segmento di codice in cui la prima
61 operazione del manipolatore è quella di reinstallare se stesso:
63 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
64 int sig_handler(); /* handler function */
66 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
71 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
72 ... /* process signal */
76 se un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo
77 abbia eseguito la re-installazione di se stesso il segnale può essere perso o
78 causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la
79 terminazione del processo).
81 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
82 semantica viene chiamata \textit{inaffidabile}, in quanto la ricezione del
83 segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni
86 Un'altro problema è che in questa semantica è che non esiste un modo per
87 bloccare i segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono si
88 ignorare il segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla
89 in occasione di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
91 Un caso classico, riportato da Stevens, in cui si incontra questo problema, è
92 quello in cui si usa il manipolatore per settare un flag che riporta al
93 processo l'occorrenza del segnale. Si consideri il seguente segmento di
94 codice il cui scopo sarebbe quello di fermare il processo fino all'occorrenza
95 di un opportuno segnale:
97 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
101 int sig_handler(); /* handler function */
103 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
105 while(signal_flag == 0) { /* while flag is zero */
106 pause(); /* go to sleep */
112 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
113 signal_flag = 1; /* set flag */
117 l'idea è che quando il processo trova il flag a zero viene messo in sleep e
118 verrà risvegliato solo dalla ricezione di un segnale. Il manipolatore si
119 limita in questo caso a settare il flag a uno; all'uscita dal manipolatore la
120 chiamata a \func{pause} è interrotta ed il processo viene risvegliato e
121 riprende l'esecuzione all'istruzione successiva, ma essendo cambiato il flag
122 la condizione non è più soddisfatta e il programma prosegue.
124 Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che
125 il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \func{while} e la
126 chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato,
127 il processo resterà in sleep permanentemente.
129 % Un'altra caratteristica della implementazione inaffidabile è che le chiamate
130 % di sistema non sono fatte ripartire automaticamente quando sono interrotte da
131 % un segnale, per questo un programma deve controllare lo stato di uscita della
132 % chiamata al sistema e riperterla nel caso l'errore riportato da \texttt{errno}
133 % sia \texttt{EINTR}.
135 Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una
136 modalità semplice per ottenere una operazione di pausa atomica (cioè mandare
137 in sleep un processo fino all'arrivo di un segnale).
139 Nella semantica \textit{reliable} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
140 moderno) invece il signal handler una volta installato resta attivo e non si
141 hanno tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
142 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
143 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel settando un flag
144 nella process table del processo.
146 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
147 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
148 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
149 esso è detto \textsl{pendente}. In genere questa procedura viene effettuata
150 dal kernel quando, riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica
151 la presenza del flag del segnale nella process table.
153 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
154 segnali, in questo caso se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
155 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
156 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o setta l'azione di default per
159 Si tenga presente kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è stato
160 bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo consente
161 di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato, e si può
162 usare la funzione \func{sigpending} (vedi \secref{sec:sig_sigpending}) per
163 determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
167 \subsection{Tipi di segnali}
168 \label{sec:sig_types}
170 In generale gli eventi che generano i segnali si possono dividere in tre
171 categorie principali: errori, eventi e richieste esplicite.
173 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
174 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
175 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
176 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
177 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
178 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
180 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
181 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
182 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
184 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
185 \texttt{kill} o \texttt{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
186 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
187 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
189 Si dice poi che i segnali possono essere \textit{asincroni} o
190 \textit{sincroni}. Un segnale sincrono è legato ad una azione specifica di un
191 programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante tale azione;
192 molti errori generano segnali sincroni, così come la richiesta esplicita da
193 parte del processo tramite le chiamate al sistema. Alcuni errori come la
194 divisione per zero non sono completamente sincroni e possono arrivare dopo
197 I segnali asincroni sono generati da eventi fuori dal controllo del processo
198 che li riceve e arrivano in tempi impredicibili nel corso dell'esecuzione del
199 programma. Eventi esterni come la terminazione di un processo figlio generano
200 segnali asincroni, così come le richieste di generazione di un segnale
201 effettuate da altri processi.
203 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
204 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
205 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
206 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
207 internamente o esternamente al processo.
209 \subsection{La notifica dei segnali}
210 \label{sec:sig_notification}
212 Quando un segnale viene generato il kernel prende nota del fatto; si dice così
213 che diventa \textit{pending} (sospeso), e rimarrà tale fino al momento in cui
214 verrà notificato al processo a cui deve essere inviato.
216 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato, a
217 meno che il segnale in questione non sia stato bloccato (\textit{blocked}) nel
218 qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta sospeso indefinitamente. Una
219 volta però che esso venga sbloccato il segnale sarà subito notificato.
221 Una volta che il segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
222 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per detto
223 segnale. Per alcuni segnali (\texttt{SIGKILL} e \texttt{SIGSTOP}) questa azione
224 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri il programma può
225 specificare una scelta fra le tre seguenti:
228 \item ignorare il segnale
229 \item utilizzare il manipolatore (\textit{signal handler}) specificato
230 \item accettare l'azione di default per quel segnale.
233 Il programma può specificare queste scelte usano le due routine
234 \texttt{signal} e \texttt{sigaction}; se si è installato un manipolatore sarà
235 quest'ultimo a intercettare il segnale ed ad essere eseguito, e mentre viene
236 eseguito (onde evitare race conditions) il segnale viene bloccato.
238 Se l'azione specificata per un certo tipo di segnale è quella di ignorarlo
239 questo sarà scartato immediatamente ogni volta che verrà generato, e questo
240 avverrà anche se in quel momento il segnale è bloccato. Per questo un segnale
241 ignorato non sarà mai notificato, anche se in seguito si sarà specificata una
242 diversa azione per lo stesso segnale.
244 Se arriva un segnale per il quale non è stato specificata un'azione viene
245 utilizzata l'azione standard. Questa è diversa da segnale a segnale (come
246 vedremo in \secref{sec:sig_standard}) ma per la maggior parte essa comporta la
247 terminazione del processo, per alcuni che invece rappresentano eventi innocui
248 l'azione standard è di non fare nulla.
250 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
251 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
252 \texttt{wait} e \texttt{waitpid} in cui è riportato anche se la causa è un
253 segnale e nel caso quale; questo è il modo in cui la shell determina i motivi
254 della terminazione di un programma e scrive un eventuale messaggio di errore.
256 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
257 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file
258 \textit{core dump} che registra lo stato del processo prima della terminazione
259 e può essere esaminato da un debugger per investigare sulla causa dell'errore.
260 Lo stesso avviene se i suddetti segnale vengono generati artificialmente con
265 \section{I segnali standard}
266 \label{sec:sig_standard}
268 Esaminiamo ora i vari segnali disponibili e le loro caratteristiche.
269 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
270 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
271 può variare a seconda dell'implementazione del sistema.
273 Per questo ad ogni tipo di segnale viene associato un nome, che corrisponde,
274 tramite una macro di preprocessore, al suddetto numero. Sono questi nomi, che
275 sono standardizzati e uniformi rispetto alle varie implementazioni, che si
276 devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni che concernono i
277 segnali sono definiti nell'header di sistema \texttt{signal.h}.
279 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \macro{NSIG}, e dato
280 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
281 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
282 In \ntab\ si è riportato l'elenco completo dei segnali definiti in Linux
283 (estratto dalle man page), comparati con quelli definiti in vari standard.
287 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c||c|p{6cm}|}
289 Segnale & POSIX.1 & SUSv2 & Linux &Azione & Descrizione \\
292 SIGHUP &$\bullet$&&$\bullet$& A & Hangup o
293 fine del processo di controllo \\
294 SIGINT &$\bullet$&&$\bullet$& A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c})\\
295 SIGQUIT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
296 SIGILL &$\bullet$&&$\bullet$& C & Istruzione illegale\\
297 SIGABRT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Segnale di Abort da \func{abort} \\
298 SIGFPE &$\bullet$&&$\bullet$& C & Errore aritmetico\\
299 SIGKILL &$\bullet$&&$\bullet$& AEF & Segnale di terminazione forzata \\
300 SIGSEGV &$\bullet$&&$\bullet$& C & Errore di accesso in memoria\\
301 SIGPIPE &$\bullet$&&$\bullet$& A & Pipe spezzata\\
302 SIGALRM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
303 SIGTERM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Segnale di terminazione \verb|C-\|\\
304 SIGUSR1 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 1\\
305 SIGUSR2 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 2\\
306 SIGCHLD &$\bullet$&&$\bullet$& B & Child stopped or terminated\\
307 SIGCONT &$\bullet$&&$\bullet$& & Continue if stopped\\
308 SIGSTOP &$\bullet$&&$\bullet$& DEF & Stop process\\
309 SIGTSTP &$\bullet$&&$\bullet$& D & Stop typed at tty \\
310 SIGTTIN &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty input for background process \\
311 SIGTTOU &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty output for background process \\
312 SIGBUS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bus error (bad memory access) \\
313 SIGPOLL &&$\bullet$&$\bullet$& A & Pollable event (Sys V). Synonym of SIGIO\\
314 SIGPROF &&$\bullet$&$\bullet$& A & Profiling timer expired \\
315 SIGSYS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bad argument to routine (SVID)\\
316 SIGTRAP &&$\bullet$&$\bullet$& C & Trace/breakpoint trap \\
317 SIGURG &&$\bullet$&$\bullet$& B & Urgent condition on socket (4.2 BSD)\\
318 SIGVTALRM &&$\bullet$&$\bullet$& A & Virtual alarm clock (4.2 BSD) \\
319 SIGXCPU &&$\bullet$&$\bullet$& C & CPU time limit exceeded (4.2 BSD) \\
320 SIGXFSZ &&$\bullet$&$\bullet$& C & File size limit exceeded (4.2 BSD)\\
321 SIGIOT &&&$\bullet$& C & IOT trap. A synonym for SIGABRT \\
322 SIGEMT &&&$\bullet$& & \\
323 SIGSTKFLT &&&$\bullet$& A & Stack fault on coprocessor \\
324 SIGIO &&&$\bullet$& A & I/O now possible (4.2 BSD) \\
325 SIGCLD &&&$\bullet$& & A synonym for SIGCHLD \\
326 SIGPWR &&&$\bullet$& A & Power failure (System V) \\
327 SIGINFO &&&$\bullet$& & A synonym for SIGPWR \\
328 SIGLOST &&&$\bullet$& A & File lock lost \\
329 SIGWINCH &&&$\bullet$& B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\
330 SIGUNUSED &&&$\bullet$& A & Unused signal (will be SIGSYS) \\
333 \caption{Lista dei segnali in Linux}
334 \label{tab:sig_signal_list}
336 in \curtab\ si sono riportate le azioni di default di ciascun segnale
337 (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in \ntab), quando
338 nessun manipolatore è installato un segnale può essere ignorato o causare la
339 terminazione del processo.
341 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
342 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
343 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
344 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
345 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
349 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
351 Sigla & Significato \\
354 A & L'azione di default è terminare il processo. \\
355 B & L'azione di default è ignorare il segnale. \\
356 C & L'azione di default è terminare il processo e scrivere un \textit{core
358 D & L'azione di default è fermare il processo. \\
359 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
360 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
363 \caption{Legenda delle caratteristiche dei segnali riportate in
364 \tabref{tab:sig_signal_list}. }
365 \label{tab:sig_action_leg}
368 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
369 tipologia, verrà affrontate nel seguito.
371 \subsection{Segnali di errore di programma}
372 \label{sec:sig_prog_error}
374 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
375 l'hardware (come per i page fault non validi) rileva un qualche errore
376 insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di questi
377 segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
378 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
379 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
381 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
382 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare i settaggi della
383 console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
384 manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di default e rialzando il
385 segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
386 ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il manipolatore
389 L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
390 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
391 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
392 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
393 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
394 al momento della terminazione.
398 \item \macro{SIGFPE} Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
399 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
400 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
402 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
403 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
404 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce vaire eccezioni
405 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
407 \item \macro{SIGILL} Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
408 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
409 privilegiata o inesistente, in generale del codice illegale. Poiché il
410 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
411 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
412 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
413 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
414 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
415 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di di
417 \item \macro{SIGSEGV} Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
418 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
419 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
420 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
421 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale.
423 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
424 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
425 \item \macro{SIGBUS} Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
426 \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
427 dereferenzia un puntatore non inzializzato, la differenza è che
428 \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
429 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
430 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
432 \item \macro{SIGABRT} Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
433 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
434 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
435 \item \macro{SIGTRAP} È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
436 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
437 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
438 \item \macro{SIGSYS} Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
439 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
440 sbagliato per quest'ultima.
444 \subsection{I segnali di terminazione}
445 \label{sec:sig_termination}
447 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
448 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
449 trattarli in maniera differente.
451 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
452 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
453 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
454 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
455 funzionamento (tipi il modo del terminale o i settaggi di una qualche
458 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
461 \item \macro{SIGTERM} Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
462 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
463 \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
464 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
465 \item \macro{SIGINT} Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
466 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
467 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
468 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
469 \item \macro{SIGQUIT} È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
470 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
471 sequenza \macro{C-\\}. A differenza del precedente l'azione di default,
472 oltre alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core
475 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
476 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
477 fare eseguire al manipolatore di questo segnale le operazioni di pulizia
478 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
479 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
481 \item \macro{SIGKILL} Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
482 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
483 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
484 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
485 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
486 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
487 brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
489 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
490 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
491 processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un funzionamento del
492 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
493 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
494 per eseguire il manipolatore.
495 \item \macro{SIGHUP} Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
496 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
497 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
498 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
499 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
501 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
502 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
503 file di configurazione.
506 \subsection{I segnali di allarme}
507 \label{sec:sig_alarm}
509 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
510 di default è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
511 segnali la scelta di default è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
512 sempre la necessità di un manipolatore. Questi segnali sono:
514 \item \macro{SIGALRM} Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
515 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
516 usato dalla funzione \func{alarm}.
517 \item \macro{SIGVTALRM} Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
518 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
520 \item \macro{SIGPROF} Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
521 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
522 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
523 viene usato dai tool che servono a fare il profilo d'uso della CPU da parte
528 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
529 \label{sec:sig_asyncio}
531 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
532 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
533 generare questi segnali.
535 L'azione di default è di essere ignorati. Questi segnali sono:
537 \item \macro{SIGIO} Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
538 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
539 terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
540 anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
541 \item \macro{SIGURG} Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
542 urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
543 proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
544 \item \macro{SIGPOLL} Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
545 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
548 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
549 \label{sec:sig_job_control}
551 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
552 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
553 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
555 \item \macro{SIGCHLD} Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
556 figlio termina o viene fermato. L'azione di default è di ignorare il
557 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
558 \item \macro{SIGCLD} Per Linux questo è solo un segnale identico al
559 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
560 \item \macro{SIGCONT} Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
561 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
562 \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
563 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento di default
564 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
565 installare un manipolatore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
568 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
569 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
570 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
571 manipolatori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
572 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
574 \item \macro{SIGSTOP} Il segnale ferma un processo (lo porta in uno stato di
575 sleep); il segnale non può essere né intercettato, né ignorato, né bloccato.
576 \item \macro{SIGTSTP} Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
577 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
578 (prodotto dalla combinazione \macro{C-z}), ed al contrario di
579 \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
580 installa un manipolatore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
581 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
582 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un manipolatore
583 per riabilitarlo prima di fermarsi.
584 \item \macro{SIGTTIN}
585 \item \macro{SIGTTOU}
588 \subsection{I segnali di operazioni errate}
589 \label{sec:sig_oper_error}
591 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
592 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
593 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
596 L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
599 \item \macro{SIGPIPE} Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
600 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
601 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
602 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
603 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
604 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
605 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
606 \item \macro{SIGLOST} Sta per \textit{Resource lost}.
607 \item \macro{SIGXCPU} Sta per \textit{CPU time limit exceeded}.
608 \item \macro{SIGXFSZ} Sta per \textit{File size limit exceeded}.
612 \subsection{Ulteriori segnali}
613 \label{sec:sig_misc_sig}
615 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
616 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
618 \item \macro{SIGUSR1} e \macro{SIGUSR2} Sono due segnali a disposizione
619 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
620 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
621 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un manipolatore. L'azione di
622 default è terminare il processo.
623 \item \macro{SIGWINCH} Il nome sta per \textit{window (size) change} ed è
624 generato da molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
625 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
626 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
627 dimensione a quest'ultimo. L'azione di default è di essere ignorato.
628 \item \macro{SIGINFO} Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
629 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
630 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
631 altri processi lo ignorano.
635 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
636 \label{sec:sig_strsignal}
638 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
639 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
640 quando si vuole notificare all'utente il segnale avvenuto (nel caso di
641 terminazione di un processo figlio o di un manipolatore che gestisce più
642 segnali); la prima funzione è una estensione GNU ed è analoga alla funzione
643 \func{strerr} per gli errori:
644 \begin{prototype}{string.h}{char * strsignal (int signum)}
645 Ritorna il puntatore ad una stringa allocata staticamente che contiene la
646 descrizione del segnale \var{signum}.
649 Dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve modificare il
650 contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata di
651 \func{strsignal}; nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
654 La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
655 descritta in \secref{sec:intro_strerror}.
658 \section{La gestione dei segnali}
659 \label{sec:sig_handlers}
661 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, che
662 possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un programma.
663 Non essendo sotto il controllo del programma la gestione dei segnali non potrà
664 essere controllata all'interno del flusso di esecuzione di quest'ultimo, ma
665 tutto quello che si potrà fare è di specificare (al kernel, che li genera)
666 quale azione andrà intrapresa quando essi si verificano.
668 In questa sezione vedremo allora come si gestiscono i segnali, esaminando le
669 funzioni che si usano per effettuare la gestione dei segnali ed analizzando le
670 problematiche relative alla gestione di eventi asincroni di questo tipo.
673 \subsection{La funzione \func{signal}}
674 \label{sec:sig_signal}
676 L'interfaccia più semplice alla manipolazione dei segnali è costituita dalla
677 funzione \func{signal}; questa funzione è definita fin dallo standard ANSI C
678 che però non considera sistemi multitasking, per cui la sua definizione in
679 tale standard è tanto vaga da essere del tutto inutile in un sistema unix, per
680 questo ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
681 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà
682 alcune vecchie implementazioni (SVR4 e 4.3+BSD) usano parametri aggiuntivi
683 per definire il comportamento della funzione} che è:
684 \begin{prototype}{signal.h}
685 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
687 Installa una nuova funzione di gestione (manipolatore) per il segnale
688 \param{signum}, usando il manipolatore \param{handler}.
690 La funzione ritorna il precedente manipolatore in caso di successo o
691 \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.
694 In questa definizione si è usato il tipo \type{sighandler\_t} che è una
695 estensione GNU definita in Linux che permette di riscrivere il prototipo in
696 forma più leggibile dell'originario \func{void (*signal(int signum, void
697 (*handler)(int)))int)}, e che è sostanzialmente equivalente alla
700 typedef void (* sighandler_t)(int)
702 cioè un puntatore ad una funzione di tipo \type{void} con un parametro di tipo
703 \type{int}\footnote{si devono usare le parentesi intorno al nome della
704 funzione per via delle precedenze degli operatori del C, senza di esse si
705 sarebbe definita una funzione che ritorna un puntatore a \type{void} e non
706 un puntatore ad una funzione \type{void}}.
708 Il numero di segnale passato in \param{signum} segnale può essere indicato
709 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}, il
710 manipolatore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da
711 chiamare all'occorrenza del segnale, può assumere anche i valori costanti
712 \macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
713 installare l'azione di di default (si ricordi però che i due segnali
714 \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
718 \subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali}
719 \label{sec:sig_reentrant}