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15 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
16 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
17 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
18 un'interruzione software portata ad un processo.
20 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
21 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, ecc.) ma possono
22 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
23 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
24 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
26 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
27 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
28 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
29 di generazione fino ad esaminare in dettaglio le funzioni e le metodologie di
30 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
31 versioni dello standard POSIX.
34 \section{Introduzione}
37 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
38 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
39 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
40 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
43 \subsection{I concetti base}
46 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
47 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
48 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
52 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
53 accesso alla memoria fuori dai limiti validi;
54 \item la terminazione di un processo figlio;
55 \item la scadenza di un timer o di un allarme;
56 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
58 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
59 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
60 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
61 \code{C-z};\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
62 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
63 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
64 processo stesso o di un altro (solo nel caso della \func{kill}).
67 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
68 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
69 kernel che causa la generazione di un particolare tipo di segnale.
71 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
72 viene eseguita una azione predefinita o una apposita funzione di gestione
73 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
74 dall'inglese \textit{signal handler}) che può essere stata specificata
75 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
78 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
79 \label{sec:sig_semantics}
81 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
82 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
83 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
84 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
85 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
88 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
89 versioni di Unix) la funzione di gestione del segnale specificata dall'utente
90 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
91 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
92 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
94 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
95 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
96 fig.~\ref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
97 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
98 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
99 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
100 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
101 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
102 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
103 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
107 \footnotesize \centering
108 \begin{minipage}[c]{15cm}
109 \includecodesample{listati/unreliable_sig.c}
112 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
114 \label{fig:sig_old_handler}
117 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
118 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
119 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni atomiche, e
120 sono sempre possibili delle \itindex{race~condition} \textit{race condition}
121 (sull'argomento vedi quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_multi_prog}).
123 Un altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
124 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
125 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
126 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
128 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
129 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno tutti i
130 problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono \textsl{generati}
131 dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che causa il segnale. In
132 genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito campo della
133 \struct{task\_struct} del processo nella \itindex{process~table}
134 \textit{process table} (si veda fig.~\ref{fig:proc_task_struct}).
136 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
137 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
138 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
139 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
140 procedura viene effettuata dallo \itindex{scheduler} scheduler quando,
141 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
142 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
144 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
145 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
146 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
147 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
150 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
151 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
152 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
153 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask})
154 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
157 \subsection{Tipi di segnali}
158 \label{sec:sig_types}
160 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
161 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
163 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
164 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
165 genere le condizioni di errore più comuni comportano la restituzione di un
166 codice di errore da parte di una funzione di libreria; sono gli errori che
167 possono avvenire nella esecuzione delle istruzioni di un programma che causano
168 l'emissione di un segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di
171 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
172 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
173 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
175 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
176 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
177 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
178 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
180 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
181 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
182 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
183 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
184 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
185 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
186 possono arrivare dopo qualche istruzione.
188 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
189 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
190 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
191 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
192 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
194 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
195 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
196 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
197 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
198 internamente o esternamente al processo.
201 \subsection{La notifica dei segnali}
202 \label{sec:sig_notification}
204 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
205 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
206 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
207 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
208 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
211 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
212 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
213 \itindex{scheduler} scheduler che esegue l'azione specificata. Questo a meno
214 che il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel
215 qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
216 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
217 notificato. Si tenga presente però che i segnali \textsl{pendenti} non si
218 accodano, alla generazione infatti il kernel marca un flag nella
219 \struct{task\_struct} del processo, per cui se prima della notifica ne vengono
220 generati altri il flag è comunque marcato, ed il gestore viene eseguito sempre
223 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
224 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
225 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché bloccare su un
226 segnale significa bloccarne la notifica). Per questo motivo un segnale,
227 fintanto che viene ignorato, non sarà mai notificato, anche se prima è stato
228 bloccato ed in seguito si è specificata una azione diversa (nel qual caso solo
229 i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati).
231 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
232 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
233 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
234 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
235 una delle tre possibilità seguenti:
238 \item ignorare il segnale;
239 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato;
240 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
243 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
244 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_signal} e
245 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà quest'ultimo
246 ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema farà si che
247 mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo venga
248 automaticamente bloccato (così si possono evitare \itindex{race~condition}
249 \textit{race condition}).
251 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
252 standard che (come vedremo in sez.~\ref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
253 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
254 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
256 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
257 terminazione esaminando il codice di stato riportato dalle funzioni
258 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi sez.~\ref{sec:proc_wait}); questo è il modo
259 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
260 un eventuale messaggio di errore.
262 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
263 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
264 \itindex{core~dump} \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed
265 in particolare della memoria e dello \itindex{stack} stack) prima della
266 terminazione. Questo può essere esaminato in seguito con un debugger per
267 investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso avviene se i suddetti segnali
268 vengono generati con una \func{kill}.
271 \section{La classificazione dei segnali}
272 \label{sec:sig_classification}
274 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
275 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
276 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
279 \subsection{I segnali standard}
280 \label{sec:sig_standard}
282 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
283 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
284 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso di Linux,
285 anche a seconda dell'architettura hardware.
286 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
287 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
288 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
289 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
290 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
292 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
293 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
294 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
295 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
296 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
297 definiti in vari standard.
302 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
304 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
307 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
308 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
309 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un
310 \itindex{core~dump} \textit{core dump}. \\
311 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
312 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
313 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
316 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
317 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
318 \label{tab:sig_action_leg}
321 In tab.~\ref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
322 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
323 tab.~\ref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
324 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
325 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
326 è definito, secondo lo schema di tab.~\ref{tab:sig_standard_leg}.
332 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
334 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
343 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
344 tab.~\ref{tab:sig_signal_list}.}
345 \label{tab:sig_standard_leg}
348 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
349 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
350 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
351 \itindex{core~dump} \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger
352 per esaminare lo stato dello \itindex{stack} stack e delle variabili al
353 momento della ricezione del segnale.
358 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
360 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
363 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
365 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}). \\
366 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}). \\
367 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita. \\
368 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort}. \\
369 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico. \\
370 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata. \\
371 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria. \\
372 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata. \\
373 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm}. \\
374 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \texttt{C-\bslash}. \\
375 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1. \\
376 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2. \\
377 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato. \\
378 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato. \\
379 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo. \\
380 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale. \\
381 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
383 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
385 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access). \\
386 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V);
387 Sinonimo di \const{SIGIO}. \\
388 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto. \\
389 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID).\\
390 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint. \\
391 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
393 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock. \\
394 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul tempo di CPU. \\
395 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file. \\
396 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT}. \\
397 \const{SIGEMT} &L & & \\
398 % TODO che roba e` SIGEMT
399 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore. \\
400 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD). \\
401 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD}. \\
402 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione. \\
403 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR}. \\
404 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS). \\
405 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun). \\
406 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
410 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
411 \label{tab:sig_signal_list}
414 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
415 tipologia, verrà affrontata nei paragrafi successivi.
418 \subsection{Segnali di errore di programma}
419 \label{sec:sig_prog_error}
421 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
422 l'hardware (come per i \itindex{page~fault} \textit{page fault} non validi)
423 rileva un qualche errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale
424 la generazione di questi segnali significa che il programma ha dei gravi
425 problemi (ad esempio ha dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito
426 una operazione aritmetica proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
428 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
429 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
430 console o eliminare i \index{file!di lock} file di lock prima dell'uscita. In
431 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
432 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
433 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
434 gestore non ci fosse stato.
436 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
437 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
438 la registrazione su disco di un file di \itindex{core~dump} \textit{core dump}
439 che viene scritto in un file \file{core} nella directory corrente del processo
440 al momento dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del
441 programma al momento della terminazione. Questi segnali sono:
442 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
443 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
444 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
445 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow. Se il gestore
446 ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed ignorare questo
447 segnale può condurre ad un ciclo infinito.
449 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
450 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
451 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
452 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
453 % TODO trovare altre info su SIGFPE e trattare la notifica delle eccezioni
455 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
456 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
457 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
458 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
459 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
460 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
461 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
462 una variabile locale, andando a corrompere lo \itindex{stack} stack. Lo
463 stesso segnale viene generato in caso di overflow dello \itindex{stack}
464 stack o di problemi nell'esecuzione di un gestore. Se il gestore ritorna il
465 comportamento del processo è indefinito.
466 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
467 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
468 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
469 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
470 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
471 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
473 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
474 inizializzato leggendo al di là della fine di un vettore.
475 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
476 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
477 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
478 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
479 (tipo fuori dallo heap o dallo \itindex{stack} stack), mentre \const{SIGBUS}
480 indica l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore
482 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
483 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
484 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
485 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
486 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
487 il debugging e un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
488 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
489 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
490 sbagliato per quest'ultima.
494 \subsection{I segnali di terminazione}
495 \label{sec:sig_termination}
497 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
498 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
499 trattarli in maniera differente.
501 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
502 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
503 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
504 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
505 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
508 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
510 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
511 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
512 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
513 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
514 usa per chiedere in maniera ``\textsl{educata}'' ad un processo di
517 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
518 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
519 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
520 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
522 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenza che è
523 controllato da un altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
524 sequenza \texttt{C-\bslash}. A differenza del precedente l'azione
525 predefinita, oltre alla terminazione del processo, comporta anche la
526 creazione di un \itindex{core~dump} \textit{core dump}.
528 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di errore
529 del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno fare
530 eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia normalmente
531 previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in certi casi
532 esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei \itindex{core~dump}
536 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
537 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
538 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
539 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
540 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
541 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
542 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
544 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
545 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
546 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
547 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
548 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
549 per eseguire un gestore.
551 \item[\const{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
552 terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
553 rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
554 controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
555 essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
557 Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
558 terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
559 file di configurazione.
563 \subsection{I segnali di allarme}
564 \label{sec:sig_alarm}
566 Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
567 predefinito è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
568 segnali la scelta predefinita è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
569 sempre la necessità di un gestore. Questi segnali sono:
570 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
571 \item[\const{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
572 un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
573 usato dalla funzione \func{alarm}.
575 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
576 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
579 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
580 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
581 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
582 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
583 del tempo di CPU da parte del processo.
587 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
588 \label{sec:sig_asyncio}
590 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
591 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
592 generare questi segnali. L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi
594 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
595 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
596 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
597 socket e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
598 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
601 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
602 urgenti o \itindex{out-of-band} \textit{out-of-band} su di un
603 socket; per maggiori dettagli al proposito si veda
604 sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}.
606 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
607 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
611 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
612 \label{sec:sig_job_control}
614 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
615 loro uso è specializzato e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni
616 in cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
617 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
618 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
619 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
620 segnale, la sua gestione è trattata in sez.~\ref{sec:proc_wait}.
622 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
623 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
625 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
626 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
627 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
628 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
629 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
630 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
633 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
634 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
635 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
636 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
637 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
639 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
640 stato di sleep, vedi sez.~\ref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
641 intercettato, né ignorato, né bloccato.
643 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
644 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
645 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
646 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
647 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
648 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
649 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
650 per riabilitarlo prima di fermarsi.
652 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
653 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
654 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
655 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
656 processo. L'argomento è trattato in
657 sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
659 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
660 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
661 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
662 trattato in sez.~\ref{sec:sess_job_control_overview}.
666 \subsection{I segnali di operazioni errate}
667 \label{sec:sig_oper_error}
669 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
670 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
671 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
672 resto del sistema. L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il
673 processo, questi segnali sono:
674 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
675 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe,
676 (o delle FIFO o dei socket) è necessario, prima che un processo inizi a
677 scrivere su una di esse, che un altro l'abbia aperta in lettura (si veda
678 sez.~\ref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
679 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
680 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
681 lo ha causato fallisce, restituendo l'errore \errcode{EPIPE}.
682 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Tradizionalmente è il
683 segnale che viene generato quando si perde un advisory lock su un file su
684 NFS perché il server NFS è stato riavviato. Il progetto GNU lo utilizza per
685 indicare ad un client il crollo inaspettato di un server. In Linux è
686 definito come sinonimo di \const{SIGIO}.\footnote{ed è segnalato come BUG
687 nella pagina di manuale.}
688 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
689 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
690 tempo di CPU disponibile, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
691 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
692 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
693 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
694 file, vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}.
698 \subsection{Ulteriori segnali}
699 \label{sec:sig_misc_sig}
701 Raccogliamo qui infine una serie di segnali che hanno scopi differenti non
702 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
703 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
704 \item[\const{SIGUSR1}] Insieme a \const{SIGUSR2} è un segnale a disposizione
705 dell'utente che lo può usare per quello che vuole. Viene generato solo
706 attraverso l'invocazione della funzione \func{kill}. Entrambi i segnali
707 possono essere utili per implementare una comunicazione elementare fra
708 processi diversi, o per eseguire a richiesta una operazione utilizzando un
709 gestore. L'azione predefinita è di terminare il processo.
710 \item[\const{SIGUSR2}] È il secondo segnale a disposizione degli utenti. Vedi
711 quanto appena detto per \const{SIGUSR1}.
712 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
713 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
714 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
715 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
716 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
717 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
718 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
719 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
720 altri processi lo ignorano.
724 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
725 \label{sec:sig_strsignal}
727 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
728 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
729 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
730 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
731 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
732 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
733 veda sez.~\ref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
734 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
735 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
738 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
739 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
740 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
743 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
744 \func{perror} descritta sempre in sez.~\ref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
746 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
747 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
748 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
751 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
752 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di usare la variabile
753 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
754 con la dichiarazione:
755 \includecodesnip{listati/siglist.c}
757 L'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
758 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
759 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
760 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
764 \section{La gestione dei segnali}
765 \label{sec:sig_management}
767 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
768 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
769 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
770 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
771 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
773 In questa sezione vedremo come si effettua la gestione dei segnali, a partire
774 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
775 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un processo
776 alla loro occorrenza.
779 \subsection{Il comportamento generale del sistema}
780 \label{sec:sig_gen_beha}
782 Abbiamo già trattato in sez.~\ref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
783 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
784 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
785 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
786 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
788 Come accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo
789 processo esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i
790 singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi
791 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi
792 vengono cancellati; essi infatti devono essere recapitati solo al padre, al
793 figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti alle sue azioni.
795 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
796 quanto detto in sez.~\ref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
797 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
798 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
799 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
801 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
802 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
803 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
804 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
805 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
806 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
808 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
809 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano \index{system~call~lente}
810 \textsl{lente} (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
811 parte di esse appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata
812 dall'arrivo di un segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro
813 esecuzione è sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre
814 data dopo che la system call è stata completata, in quanto attendere per
815 eseguire un gestore non comporta nessun inconveniente.
817 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
818 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
819 attendere la conclusione della system call, perché questo renderebbe
820 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
821 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
822 presenta questa situazione è il seguente:
824 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
825 presenti (come per certi \index{file!di~dispositivo} file di dispositivo, i
827 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
828 accettati immediatamente (di nuovo comune per i socket);
829 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
830 immediate per una risposta (ad esempio l'apertura di un nastro che deve
832 \item le 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 gestore sia
842 ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
843 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
844 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
845 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni che eseguono una system
846 call lenta per ripeterne la 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 \errcode{EINTR}.
854 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
855 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente una system call
856 interrotta invece di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è bisogno
857 di preoccuparsi di controllare il codice di errore; si perde però la
858 possibilità di eseguire azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare
861 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
862 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
863 sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
864 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
865 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
868 \subsection{La funzione \func{signal}}
869 \label{sec:sig_signal}
871 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
872 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C.
873 Quest'ultimo però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è
874 tanto vaga da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo
875 per cui ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
876 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
877 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
878 alcuni argomenti aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
879 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
880 funzione \func{sigaction}.} che è:
881 \begin{prototype}{signal.h}
882 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
884 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
885 segnale \param{signum}.
887 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
888 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
891 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
892 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
893 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
894 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
895 \includecodesnip{listati/signal.c}
896 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
897 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
898 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
899 \type{sighandler\_t} che è:
900 \includecodesnip{listati/sighandler_t.c}
901 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
902 e che prende un argomento di tipo \ctyp{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 \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{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 gestore del
910 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
911 direttamente con una delle costanti definite in sez.~\ref{sec:sig_standard}. Il
912 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
913 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
914 \const{SIG\_IGN} con cui si dice di ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
915 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
916 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere né ignorati né
917 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
920 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
921 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
922 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
923 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
924 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
927 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
928 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
929 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
930 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata, secondo la
931 semantica inaffidabile; anche Linux seguiva questa convenzione con le vecchie
932 librerie del C come le \acr{libc4} e le \acr{libc5}.\footnote{nelle
933 \acr{libc5} esiste però la possibilità di includere \file{bsd/signal.h} al
934 posto di \file{signal.h}, nel qual caso la funzione \func{signal} viene
935 ridefinita per seguire la semantica affidabile usata da BSD.}
937 Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non disinstallando il gestore
938 e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con l'utilizzo delle
939 \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è passato a questo comportamento. Il
940 comportamento della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato
941 per i motivi visti in sez.~\ref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto
942 chiamando \func{sysv\_signal}, una volta che si sia definita la macro
943 \macro{\_XOPEN\_SOURCE}. In generale, per evitare questi problemi, l'uso di
944 \func{signal} (ed ogni eventuale ridefinizione della stessa) è da evitare;
945 tutti i nuovi programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
947 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
948 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
949 \const{SIGSEGV} (qualora questi non originino da una chiamata ad una
950 \func{kill} o ad una \func{raise}) è indefinito. Un gestore che ritorna da
951 questi segnali può dare luogo ad un ciclo infinito.
954 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
955 \label{sec:sig_kill_raise}
957 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
958 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
959 che si usano di solito per inviare un segnale generico sono due, \func{raise} e
962 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
963 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
964 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
965 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
966 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
968 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
969 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
971 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
972 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
973 specificato un numero di segnale invalido.}
976 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
977 essere specificato con una delle macro definite in
978 sez.~\ref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
979 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
980 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
981 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
982 chiamando \func{raise}.
984 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
985 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
986 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
989 \headdecl{sys/types.h}
991 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
992 processo specificato con \param{pid}.
994 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
995 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
997 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
998 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
999 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
1004 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
1005 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
1006 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
1007 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
1008 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
1009 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
1010 sez.~\ref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
1011 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
1013 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
1014 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
1015 riportati in tab.~\ref{tab:sig_kill_values}.
1017 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1018 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1019 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1020 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1021 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1023 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1024 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1025 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1026 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1028 Invia il segnale \param{signal} al \itindex{process~group} \textit{process
1029 group} \param{pidgrp}.
1031 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1032 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1034 \noindent e permette di inviare un segnale a tutto un \itindex{process~group}
1035 \textit{process group} (vedi sez.~\ref{sec:sess_proc_group}).
1040 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1042 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1045 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1046 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \itindex{process~group}
1047 \textit{process group} del chiamante.\\
1048 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1049 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1050 \itindex{process~group} $|\code{pid}|$.\\
1053 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1055 \label{tab:sig_kill_values}
1058 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1059 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1060 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1061 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1062 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1063 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1064 (si ricordi quanto visto in sez.~\ref{sec:sig_termination}), non è possibile
1065 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1066 un gestore installato.
1068 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1069 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1070 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1071 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazioni di
1072 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1073 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1076 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1077 \label{sec:sig_alarm_abort}
1079 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1080 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1081 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1082 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1084 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1085 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1087 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1088 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1091 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1092 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1093 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1094 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1097 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1098 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1099 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1101 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1102 dell'allarme programmato in precedenza. In questo modo è possibile controllare
1103 se non si è cancellato un precedente allarme e predisporre eventuali misure
1104 che permettano di gestire il caso in cui servono più interruzioni.
1106 In sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1107 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1108 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1109 processo tre diversi timer:
1111 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1112 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1113 l'emissione di \const{SIGALRM};
1114 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1115 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1116 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM};
1117 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1118 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1119 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1120 sez.~\ref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1121 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1124 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1125 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1126 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1127 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1128 genera il segnale una sola volta.
1130 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1131 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1132 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1134 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1135 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1137 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1138 \param{value} sul timer specificato da \param{which}.
1140 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1141 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1145 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1146 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1147 tab.~\ref{tab:sig_setitimer_values}.
1151 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1153 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1156 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1157 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1158 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1161 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1163 \label{tab:sig_setitimer_values}
1166 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1167 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1168 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1169 struttura \struct{itimerval}, definita in fig.~\ref{fig:file_stat_struct}.
1171 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1172 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1173 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1174 permette una precisione fino al microsecondo.
1176 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1177 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1178 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1179 è nullo il timer si ferma.
1181 \begin{figure}[!htb]
1182 \footnotesize \centering
1183 \begin{minipage}[c]{15cm}
1184 \includestruct{listati/itimerval.h}
1187 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1189 \label{fig:sig_itimerval}
1192 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1193 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1194 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1195 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1196 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1197 fig.~\ref{fig:sig_alarm_def}.
1199 \begin{figure}[!htb]
1200 \footnotesize \centering
1201 \begin{minipage}[c]{15cm}
1202 \includestruct{listati/alarm_def.c}
1205 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1206 \label{fig:sig_alarm_def}
1209 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1210 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1211 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1212 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1213 effettuato per eccesso).
1215 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1216 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1217 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1218 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1219 seconda del carico del sistema.
1221 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1222 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1223 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1224 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1225 in sez.~\ref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1228 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1229 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1230 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1231 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1234 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \param{which}.
1236 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
1237 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1239 \noindent i cui argomenti hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1243 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort},
1244 che, come accennato in sez.~\ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1245 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1247 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1249 Abortisce il processo corrente.
1251 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1252 segnale di \const{SIGABRT}.}
1255 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1256 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1257 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1258 prima della terminazione del processo.
1260 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1261 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1262 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1263 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1264 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1265 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1266 eventuali funzioni registrate con \func{atexit} e \func{on\_exit}.
1269 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1270 \label{sec:sig_pause_sleep}
1272 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1273 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1274 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1275 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1276 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1277 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1278 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1279 sez.~\ref{sec:proc_sched}.}
1281 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1282 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1283 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1285 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1287 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1288 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce $-1$ e
1289 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1292 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1293 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1294 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1295 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1296 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1299 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1300 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1302 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1304 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1306 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1307 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1310 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1311 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1312 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1313 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1314 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1315 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1316 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1317 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1320 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1321 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1322 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1323 vedremo in sez.~\ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1324 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1325 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1326 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1328 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1329 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1330 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1331 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1332 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1333 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1334 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1336 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1338 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1339 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1344 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1345 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1346 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1347 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1348 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1351 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1352 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1354 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o $-1$
1355 in caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1357 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1358 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1359 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1363 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1364 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1365 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1366 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come argomenti
1367 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1368 fig.~\ref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1369 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1371 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1372 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1373 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1374 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1376 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1377 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1378 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1379 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1380 occorrerà almeno attendere il successivo giro di \itindex{scheduler} scheduler
1381 e cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ},
1382 (sempre che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso
1383 in esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1384 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1386 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1387 secondo usando politiche di \itindex{scheduler} scheduling real-time come
1388 \const{SCHED\_FIFO} o \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di
1389 \itindex{scheduler} scheduling ordinario viene evitato, e si raggiungono pause
1390 fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1394 \subsection{Un esempio elementare}
1395 \label{sec:sig_sigchld}
1397 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1398 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1399 sez.~\ref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1400 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1401 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1402 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1403 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1404 segnale non viene generato ed il sistema non genera \index{zombie} zombie
1405 (lo stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una
1406 \func{wait}). L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale,
1407 ma non attiva questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta
1408 questa semantica ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di
1409 \const{SIGCHLD}.} In generale dunque, quando non interessa elaborare lo
1410 stato di uscita di un processo, si può completare la gestione della
1411 terminazione installando un gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito
1412 sia quello di chiamare \func{waitpid} per completare la procedura di
1413 terminazione in modo da evitare la formazione di \index{zombie} zombie.
1415 In fig.~\ref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1416 implementazione generica di una funzione di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1417 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1418 di sez.~\ref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1419 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1420 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1421 di \index{zombie} zombie.
1423 \begin{figure}[!htb]
1424 \footnotesize \centering
1425 \begin{minipage}[c]{15cm}
1426 \includecodesample{listati/hand_sigchild.c}
1429 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1431 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1434 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1435 programmazione (si ricordi quanto accennato sez.~\ref{sec:sys_errno}) si
1436 comincia (\texttt{\small 6--7}) con il salvare lo stato corrente di
1437 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1438 (\texttt{\small 16--17}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1439 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che altrimenti sarebbe
1440 sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di \func{waitpid}.
1442 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1443 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1444 (\texttt{\small 9--15}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1445 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1446 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un certo
1447 lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito prima della
1448 generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso normalmente
1449 i segnali successivi vengono ``\textsl{fusi}'' col primo ed al processo ne
1450 viene recapitato soltanto uno.
1452 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1453 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1454 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1455 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1456 rimosso verrà recapitato un solo segnale.
1458 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1459 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1460 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1461 resterebbero in stato di \index{zombie} zombie per un tempo indefinito.
1463 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1464 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1465 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda sez.~\ref{sec:proc_wait} per
1466 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1467 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1468 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1472 \section{Gestione avanzata}
1473 \label{sec:sig_control}
1475 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento alle modalità più elementari
1476 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1477 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie
1478 \itindex{race~condition} \textit{race condition} che i segnali possono
1479 generare e alla natura asincrona degli stessi.
1481 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1482 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1483 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1484 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1485 casistica ordinaria.
1488 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1489 \label{sec:sig_example}
1491 Come accennato in sez.~\ref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1492 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1493 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1494 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1495 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}.
1497 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1498 nostra implementazione sarà quello di installare il relativo gestore salvando
1499 il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una chiamata ad
1500 \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del segnale a cui
1501 segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma (\texttt{\small
1502 18-20}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause}, causato dal
1503 ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il gestore originario
1504 (\texttt{\small 21-22}) restituendo l'eventuale tempo rimanente
1505 (\texttt{\small 23-24}) che potrà essere diverso da zero qualora
1506 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1508 \begin{figure}[!htb]
1509 \footnotesize \centering
1510 \begin{minipage}[c]{15cm}
1511 \includecodesample{listati/sleep_danger.c}
1514 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1515 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1518 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1519 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1520 presenta una pericolosa \itindex{race~condition} \textit{race condition}.
1521 Infatti, se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
1522 \func{pause}, può capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il
1523 tempo di attesa scada prima dell'esecuzione di quest'ultima, cosicché essa
1524 sarebbe eseguita dopo l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si
1525 troverebbe di fronte ad un \itindex{deadlock} deadlock, in quanto \func{pause}
1526 non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1528 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1529 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi sez.~\ref{sec:proc_longjmp}) per
1530 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1531 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1532 codice del tipo di quello riportato in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1534 \begin{figure}[!htb]
1535 \footnotesize \centering
1536 \begin{minipage}[c]{15cm}
1537 \includecodesample{listati/sleep_defect.c}
1540 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1541 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1544 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-27}) non ritorna come in
1545 fig.~\ref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 25}) per
1546 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1547 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1548 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1551 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1552 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1553 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1554 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1555 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1556 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1557 timeout su una qualunque system call bloccante.
1559 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1560 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1561 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1562 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1563 fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}).
1565 \begin{figure}[!htb]
1566 \footnotesize\centering
1567 \begin{minipage}[c]{15cm}
1568 \includecodesample{listati/sig_alarm.c}
1571 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1572 evento generato da un segnale.}
1573 \label{fig:sig_event_wrong}
1576 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1577 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1578 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1579 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1581 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in
1582 sez.~\ref{sec:proc_race_cond}, in cui si genera una \itindex{race~condition}
1583 \textit{race condition}; infatti, in una situazione in cui un segnale è già
1584 arrivato (e \var{flag} è già ad 1) se un altro segnale segnale arriva
1585 immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small 6}) ma prima
1586 della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua occorrenza sarà
1589 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1590 delle funzioni più sofisticate di quelle finora illustrate, queste hanno la
1591 loro origine nella semplice interfaccia dei primi sistemi Unix, ma con esse
1592 non è possibile gestire in maniera adeguata di tutti i possibili aspetti con
1593 cui un processo deve reagire alla ricezione di un segnale.
1597 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1598 \label{sec:sig_sigset}
1600 \itindbeg{signal~set}
1602 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1603 originarie, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1604 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1605 gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali pendenti.
1606 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1607 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1608 permette di ottenere un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1609 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1610 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1611 viene usualmente chiamato), tale tipo di dato viene usato per gestire il
1614 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1615 dimensione opportuna, di solito pari al numero di bit dell'architettura della
1616 macchina,\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32 segnali
1617 distinti: dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è necessità di
1618 nessuna struttura più complicata.} ciascun bit del quale è associato ad uno
1619 specifico segnale; in questo modo è di solito possibile implementare le
1620 operazioni direttamente con istruzioni elementari del processore. Lo standard
1621 POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione degli insiemi di
1622 segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset}, \funcd{sigaddset},
1623 \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi sono:
1627 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1628 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1630 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1631 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1633 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1634 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1636 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1637 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1639 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1640 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1642 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1643 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1644 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano $-1$, con \var{errno}
1645 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1646 non sia un segnale valido).}
1649 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1650 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1651 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1652 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1653 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1655 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1656 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1657 segnali attivi (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1658 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1659 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1660 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1661 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1664 \itindend{signal~set}
1667 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1668 \label{sec:sig_sigaction}
1670 Abbiamo già accennato in sez.~\ref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1671 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1672 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1673 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1675 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1676 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialmente lo stesso uso di \func{signal},
1677 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1678 da un processo. Il suo prototipo è:
1679 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1680 *act, struct sigaction *oldact)}
1682 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1684 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1685 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1687 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1688 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1690 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1694 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1695 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1696 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1697 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1698 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1699 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1700 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1701 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1704 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1705 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1706 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1707 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1708 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1710 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1711 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1712 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1713 definita secondo quanto riportato in fig.~\ref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1714 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1717 \begin{figure}[!htb]
1718 \footnotesize \centering
1719 \begin{minipage}[c]{15cm}
1720 \includestruct{listati/sigaction.h}
1723 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1724 \label{fig:sig_sigaction}
1727 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1728 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1729 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1730 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1731 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1732 sez.~\ref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1735 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1736 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1737 fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1738 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1739 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1740 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1741 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1742 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1743 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1744 in tab.~\ref{tab:sig_sa_flag}.
1749 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1751 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1754 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1755 essere notificato quando il processo figlio viene
1756 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1757 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1759 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1760 predefinito una volta che il gestore è stato
1761 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1762 semantica inaffidabile.\\
1763 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1764 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1765 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1766 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1767 di BSD.\index{system~call~lente}\\
1768 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1769 l'esecuzione del gestore.\\
1770 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1771 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1772 gestore in forma estesa usando
1773 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1774 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno \itindex{stack} stack
1775 alternativo per l'esecuzione del gestore (vedi
1776 sez.~\ref{sec:sig_specific_features}).\\
1779 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1780 \label{tab:sig_sa_flag}
1783 % TODO con il 2.6 sono stati aggiunti SA_NOCLDWAIT e altro, documentare
1785 Come si può notare in fig.~\ref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction} permette
1786 di utilizzare due forme diverse di gestore,\footnote{La possibilità è prevista
1787 dallo standard POSIX.1b, ed è stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x
1788 con l'introduzione dei segnali real-time (vedi
1789 sez.~\ref{sec:sig_real_time}); in precedenza era possibile ottenere alcune
1790 informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un secondo parametro
1791 addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è deprecato.} da
1792 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1793 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o
1794 \var{sa\_handler},\footnote{i due tipi devono essere usati in maniera
1795 alternativa, in certe implementazioni questi campi vengono addirittura
1796 definiti come \ctyp{union}.} Quest'ultima è quella classica usata anche con
1797 \func{signal}, mentre la prima permette di usare un gestore più complesso, in
1798 grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema, attraverso la
1799 struttura \struct{siginfo\_t}, riportata in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}.
1801 \begin{figure}[!htb]
1802 \footnotesize \centering
1803 \begin{minipage}[c]{15cm}
1804 \includestruct{listati/siginfo_t.h}
1807 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1808 \label{fig:sig_siginfo_t}
1811 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1812 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1813 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1814 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1815 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1816 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1817 causato l'emissione del segnale.
1819 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1820 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1821 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1822 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1823 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1824 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1825 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1826 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1827 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1828 altre informazioni specifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1829 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1830 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1831 manuale di \func{sigaction}.
1833 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1834 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1835 segnali real-time (vedi sez.~\ref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1836 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1837 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1838 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo in
1839 cui è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi
1840 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) avvalora \var{si\_fd} con il numero del
1841 file descriptor e \var{si\_band} per i \itindex{out-of-band} dati urgenti (vedi
1842 sez.~\ref{sec:TCP_urgent_data}) su un socket.
1844 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1845 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1846 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1847 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1848 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1849 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1850 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1851 un ripristino corretto dello stesso.
1853 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1854 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1855 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1856 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1857 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1858 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1859 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1861 \begin{figure}[!htb]
1862 \footnotesize \centering
1863 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
1864 \includecodesample{listati/Signal.c}
1867 \caption{La funzione \func{Signal}, equivalente a \func{signal}, definita
1868 attraverso \func{sigaction}.}
1869 \label{fig:sig_Signal_code}
1872 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
1873 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
1874 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
1875 fig.~\ref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
1876 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
1877 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
1878 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
1879 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
1880 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
1881 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
1882 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
1883 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
1884 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
1885 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
1886 un nuovo frame nello \itindex{stack} stack per chiamare la funzione
1887 costituirebbero una parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il
1888 programma. Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle
1889 macro, ma queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio
1890 degli argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
1895 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
1896 \textit{signal mask}}
1897 \label{sec:sig_sigmask}
1899 \itindbeg{signal~mask}
1900 Come spiegato in sez.~\ref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
1901 permettono di bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
1902 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
1903 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
1904 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
1905 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
1906 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
1907 accennato in sez.~\ref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
1908 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
1909 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
1910 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
1912 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}
1913 è che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso
1914 in questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
1915 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
1916 che essi siano eseguite senza interruzioni.
1918 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
1919 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
1920 norma sono atomiche; quando si devono eseguire operazioni più complesse si può
1921 invece usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o
1922 più segnali; il suo prototipo è:
1923 \begin{prototype}{signal.h}
1924 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
1926 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
1928 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1929 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1931 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1932 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1936 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
1937 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
1938 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
1939 specificate in tab.~\ref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
1940 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
1946 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1948 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1951 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
1952 quello specificato e quello corrente.\\
1953 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
1954 dalla maschera dei segnali, specificare la
1955 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
1956 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
1957 specificato da \param{set}.\\
1960 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
1961 \func{sigprocmask}.}
1962 \label{tab:sig_procmask_how}
1965 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
1966 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della
1967 \index{sezione~critica} sezione critica. La funzione permette di risolvere
1968 problemi come quelli mostrati in fig.~\ref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo
1969 la sezione fra il controllo del flag e la sua cancellazione.
1971 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
1972 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
1973 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
1974 perduta alla conclusione del terminatore.
1976 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
1977 dei casi di \itindex{race~condition} \textit{race condition} restano aperte
1978 alcune possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello
1979 del problema illustrato nell'esempio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete}, e
1980 cioè la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
1981 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
1982 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
1983 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
1984 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
1985 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
1986 \begin{prototype}{signal.h}
1987 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
1989 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
1991 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
1992 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1994 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
1995 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1999 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
2000 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
2001 sez.~\ref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
2002 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per poter
2003 usare l'implementazione vista in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2004 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2005 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2006 ottenere un'implementazione, riportata in fig.~\ref{fig:sig_sleep_ok} che non
2007 presenta neanche questa necessità.
2009 \begin{figure}[!htb]
2010 \footnotesize \centering
2011 \begin{minipage}[c]{15.6cm}
2012 \includecodesample{listati/sleep.c}
2015 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2016 \label{fig:sig_sleep_ok}
2019 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2020 non si è usato l'approccio di fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando
2021 l'uso di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 27-30})
2022 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2023 programma messo in attesa.
2025 La prima parte della funzione (\texttt{\small 6-10}) provvede ad installare
2026 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2027 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 23}); il passo
2028 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 11-14}) per
2029 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2030 \func{alarm} (\texttt{\small 16}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2031 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2032 fine (\texttt{\small 22}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2033 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2036 In questo modo non sono più possibili \itindex{race~condition} \textit{race
2037 condition} dato che \const{SIGALRM} viene disabilitato con
2038 \func{sigprocmask} fino alla chiamata di \func{sigsuspend}. Questo metodo è
2039 assolutamente generale e può essere applicato a qualunque altra situazione in
2040 cui si deve attendere per un segnale, i passi sono sempre i seguenti:
2042 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2043 con \func{sigprocmask};
2044 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2045 ricezione del segnale voluto;
2046 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2048 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2049 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2050 \itindex{deadlock} deadlock dovuto all'arrivo del segnale prima
2051 dell'esecuzione di \func{sigsuspend}.
2053 \itindend{signal~mask}
2056 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2057 \label{sec:sig_specific_features}
2059 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2060 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2061 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2063 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2064 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2065 \begin{prototype}{signal.h}
2066 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2068 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2070 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2074 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2075 in corso, cioè i segnali che sono stati inviati dal kernel ma non sono stati
2076 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2077 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2078 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2079 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2080 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2082 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2083 di usare uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali; è cioè possibile
2084 fare usare al sistema un altro \itindex{stack} stack (invece di quello
2085 relativo al processo, vedi sez.~\ref{sec:proc_mem_layout}) solo durante
2086 l'esecuzione di un gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto
2087 trasparente ai gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2089 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2091 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2092 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo;
2093 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2094 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi tab.~\ref{tab:sig_sa_flag})
2095 per dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2099 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2100 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2101 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2102 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2103 prima delle due è la dimensione canonica per uno \itindex{stack} stack di
2104 segnali e di norma è sufficiente per tutti gli usi normali.
2106 La seconda è lo spazio che occorre al sistema per essere in grado di lanciare
2107 il gestore e la dimensione di uno stack alternativo deve essere sempre
2108 maggiore di questo valore. Quando si conosce esattamente quanto è lo spazio
2109 necessario al gestore gli si può aggiungere questo valore per allocare uno
2110 \itindex{stack} stack di dimensione sufficiente.
2112 Come accennato, per poter essere usato, lo \itindex{stack} stack per i segnali
2113 deve essere indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il
2115 \begin{prototype}{signal.h}
2116 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2118 Installa un nuovo stack per i segnali.
2120 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e $-1$ per un
2121 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2124 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2125 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2126 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2127 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2128 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2129 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2130 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2134 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2135 \var{stack\_t}, definita in fig.~\ref{fig:sig_stack_t}. I due valori
2136 \param{ss} e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo
2137 \itindex{stack} stack da installare e quello corrente (che viene restituito
2138 dalla funzione per un successivo ripristino).
2140 \begin{figure}[!htb]
2141 \footnotesize \centering
2142 \begin{minipage}[c]{15cm}
2143 \includestruct{listati/stack_t.h}
2146 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2147 \label{fig:sig_stack_t}
2150 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello
2151 \itindex{stack} stack, mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo
2152 \var{ss\_flags} invece indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo
2153 stack occorre inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al
2154 puntatore e alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags}
2155 deve essere nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2156 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2159 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2160 dimensione dello \itindex{stack} stack corrente nei relativi campi, mentre
2161 \var{ss\_flags} potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è
2162 in esecuzione sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile
2163 cambiarlo) e \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2165 In genere si installa uno \itindex{stack} stack alternativo per i segnali
2166 quando si teme di avere problemi di esaurimento dello stack standard o di
2167 superamento di un limite (vedi sez.~\ref{sec:sys_resource_limit}) imposto con
2168 chiamate del tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}. In tal caso
2169 infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe essere gestito
2170 soltanto avendo abilitato uno \itindex{stack} stack alternativo.
2172 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2173 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2174 avviene per lo \itindex{stack} stack ordinario dei processi, non si accresce
2175 automaticamente (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze
2176 imprevedibili). Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della
2177 famiglia \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2179 Abbiamo visto in fig.~\ref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2180 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2181 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2182 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2183 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2185 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2186 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2187 dall'implementazione; in particolare BSD prevede che sia ripristinata la
2188 maschera dei segnali precedente l'invocazione, come per un normale ritorno,
2191 Lo standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2192 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2193 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2194 sez.~\ref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2196 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2197 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2198 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2202 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2203 dello stack per un \index{salto~non-locale} salto non-locale.
2205 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2206 non-locale su un precedente contesto.
2208 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2209 \func{longjmp} di sez.~\ref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2210 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2213 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2214 salvato il contesto dello \itindex{stack} stack per permettere il
2215 \index{salto~non-locale} salto non-locale; nel caso specifico essa è di tipo
2216 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2217 sez.~\ref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2218 maschera dei segnali.
2220 Nel caso di \func{sigsetjmp}, se si specifica un valore di \param{savesigs}
2221 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2222 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2223 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2228 \subsection{I segnali real-time}
2229 \label{sec:sig_real_time}
2232 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2233 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2234 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2235 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2236 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2238 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{1cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}}
2239 \item[I segnali non sono accumulati]
2240 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2241 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2242 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto;
2243 \item[I segnali non trasportano informazione]
2244 i segnali classici non prevedono altra informazione sull'evento
2245 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2246 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero);
2247 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2248 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2249 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2250 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2254 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2255 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2256 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare le funzionalità
2260 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2261 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2262 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2263 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2264 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2265 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2266 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2267 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al gestore,
2268 attraverso l'uso di un apposito campo \var{si\_value} nella struttura
2269 \struct{siginfo\_t}, accessibile tramite gestori di tipo
2270 \var{sa\_sigaction}.
2273 Queste nuove funzionalità (eccetto l'ultima, che, come vedremo, è parzialmente
2274 disponibile anche con i segnali ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali
2275 real-time; questi ultimi sono accessibili in un range di valori specificati
2276 dalle due macro \const{SIGRTMIN} e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di
2277 solito (cioè sulla piattaforma i386) il primo valore è 33, ed il secondo
2278 \code{\_NSIG-1}, che di norma è 64, per un totale di 32 segnali disponibili,
2279 contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il numero minimo
2280 e massimo associato ad un segnale real-time.
2282 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2283 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2284 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2285 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2286 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2289 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2290 specifico, a meno di non utilizzarli in meccanismi di notifica come quelli per
2291 l'I/O asincrono (vedi sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o per le code di
2292 messaggi POSIX (vedi sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}); pertanto devono essere
2293 inviati esplicitamente.
2295 Inoltre, per poter usufruire della capacità di restituire dei dati, i relativi
2296 gestori devono essere installati con \func{sigaction}, specificando per
2297 \var{sa\_flags} la modalità \const{SA\_SIGINFO} che permette di utilizzare la
2298 forma estesa \var{sa\_sigaction} (vedi sez.~\ref{sec:sig_sigaction}). In
2299 questo modo tutti i segnali real-time possono restituire al gestore una serie
2300 di informazioni aggiuntive attraverso l'argomento \struct{siginfo\_t}, la cui
2301 definizione è stata già vista in fig.~\ref{fig:sig_siginfo_t}, nella
2302 trattazione dei gestori in forma estesa.
2304 In particolare i campi utilizzati dai segnali real-time sono \var{si\_pid} e
2305 \var{si\_uid} in cui vengono memorizzati rispettivamente il \acr{pid} e
2306 l'user-ID effettivo del processo che ha inviato il segnale, mentre per la
2307 restituzione dei dati viene usato il campo \var{si\_value}.
2309 Questo è una \ctyp{union} di tipo \struct{sigval\_t} (la sua definizione è in
2310 fig.~\ref{fig:sig_sigval}) in cui può essere memorizzato o un valore numerico,
2311 se usata nella forma \var{sival\_int}, o un indirizzo, se usata nella forma
2312 \var{sival\_ptr}. L'unione viene usata dai segnali real-time e da vari
2313 meccanismi di notifica\footnote{un campo di tipo \struct{sigval\_t} è presente
2314 anche nella struttura \struct{sigevent} che viene usata dai meccanismi di
2315 notifica come quelli per l'I/O asincrono (vedi
2316 sez.~\ref{sec:file_asyncronous_io}) o le code di messaggi POSIX (vedi
2317 sez.~\ref{sec:ipc_posix_mq}).} per restituire dati al gestore del segnale; in
2318 alcune definizioni essa viene identificata anche come \code{union sigval}.
2320 \begin{figure}[!htb]
2321 \footnotesize \centering
2322 \begin{minipage}[c]{15cm}
2323 \includestruct{listati/sigval_t.h}
2326 \caption{La unione \structd{sigval\_t}.}
2327 \label{fig:sig_sigval}
2330 A causa delle loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta ad
2331 inviare segnali real-time, poiché non è in grado di fornire alcun valore
2332 per \struct{sigval\_t}; per questo motivo lo standard ha previsto una nuova
2333 funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2334 \begin{prototype}{signal.h}
2335 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const sigval\_t value)}
2337 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2338 gestore il valore \param{value}.
2340 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2341 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2343 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esaurita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2344 segnali in attesa si consegna.
2345 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2346 segnale al processo specificato.
2347 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2348 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2351 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2354 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2355 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2356 stessi; un valore nullo di \param{signo} permette di verificare le condizioni
2357 di errore senza inviare nessun segnale.
2359 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2360 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2361 (vale a dire che c'è posto\footnote{la profondità della coda è indicata dalla
2362 costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di sistema definite
2363 dallo standard POSIX che non abbiamo riportato esplicitamente in
2364 sez.~\ref{sec:sys_limits}; il suo valore minimo secondo lo standard,
2365 \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32. Nel caso di Linux questo è uno
2366 dei parametri del kernel impostabili sia con \func{sysctl}, che scrivendolo
2367 direttamente in \file{/proc/sys/kernel/rtsig-max}, il valore predefinito è
2368 di 1024.} nella coda dei segnali real-time) esso viene inserito e diventa
2369 pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2370 \struct{siginfo\_t} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2371 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2372 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2373 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2375 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2376 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2377 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2378 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2379 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2380 \begin{prototype}{signal.h}
2381 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2383 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2385 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2386 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2388 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2389 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2392 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2395 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2396 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2397 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2398 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2399 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2400 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2401 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2404 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2405 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2406 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2407 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2408 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2409 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2412 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2413 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2414 relativi prototipi sono:
2418 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2420 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2421 segnale in \param{info}.
2423 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2424 struct timespec *info)}
2426 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2427 timeout in \param{timeout}.
2430 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e $-1$ in caso di
2431 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2432 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2434 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2440 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2441 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2442 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2443 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2444 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2445 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2447 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2448 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2449 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2450 di timeout nullo, e non ci sono segnali pendenti la funzione ritornerà
2451 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2452 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2454 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2455 con i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2456 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2457 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2458 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2459 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2460 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2461 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2462 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2465 %%% Local Variables:
2467 %%% TeX-master: "gapil"
2470 % LocalWords: kernel POSIX timer shell control ctrl kill raise signal handler
2471 % LocalWords: reliable unreliable fig race condition sez struct process table
2472 % LocalWords: delivered pending scheduler sigpending l'I suspend SIGKILL wait
2473 % LocalWords: SIGSTOP sigaction waitpid dump stack debugger nell'header NSIG
2474 % LocalWords: tab BSD SUSv SIGHUP PL Hangup SIGINT Interrupt SIGQUIT Quit AEF
2475 % LocalWords: SIGILL SIGABRT abort SIGFPE SIGSEGV SIGPIPE SIGALRM alarm SIGUSR
2476 % LocalWords: SIGTERM SIGCHLD SIGCONT SIGTSTP SIGTTIN SIGTTOU SIGBUS bad SL of
2477 % LocalWords: memory access SIGPOLL Pollable event Sys SIGIO SIGPROF profiling
2478 % LocalWords: SIGSYS SVID SIGTRAP breakpoint SIGURG urgent socket Virtual IOT
2479 % LocalWords: clock SIGXCPU SIGXFSZ SIGIOT trap SIGEMT SIGSTKFLT SIGCLD SIGPWR
2480 % LocalWords: SIGINFO SIGLOST lock NFS SIGWINCH Sun SIGUNUSED fault point heap
2481 % LocalWords: exception l'overflow illegal instruction overflow segment error
2482 % LocalWords: violation system call interrupt INTR hang SIGVTALRM virtual SUSP
2483 % LocalWords: profilazione fcntl descriptor sleep interactive Broken FIFO lost
2484 % LocalWords: EPIPE Resource advisory client limit exceeded size window change
2485 % LocalWords: strsignal psignal SOURCE strerror string char int signum perror
2486 % LocalWords: void sig const sys siglist L'array decr fork exec DFL IGN ioctl
2487 % LocalWords: EINTR glibc TEMP FAILURE RETRY expr multitasking SVr sighandler
2488 % LocalWords: ERR libc bsd sysv XOPEN EINVAL pid errno ESRCH EPERM getpid init
2489 % LocalWords: killpg pidgrp group unistd unsigned seconds all' setitimer which
2490 % LocalWords: itimerval value ovalue EFAULT ITIMER it interval timeval ms VIRT
2491 % LocalWords: getitimer stdlib stream atexit exit usleep long usec nanosleep
2492 % LocalWords: timespec req rem HZ scheduling SCHED RR SigHand forktest WNOHANG
2493 % LocalWords: deadlock longjmp setjmp sigset sigemptyset sigfillset sigaddset
2494 % LocalWords: sigdelset sigismember act oldact restorer mask NOCLDSTOP ONESHOT
2495 % LocalWords: RESETHAND RESTART NOMASK NODEFER ONSTACK sigcontext union signo
2496 % LocalWords: siginfo bits uid addr fd inline like blocked atomic sigprocmask
2497 % LocalWords: how oldset BLOCK UNBLOCK SETMASK sigsuspend sigaltstack malloc
2498 % LocalWords: SIGSTKSZ MINSIGSTKSZ ss oss ENOMEM flags DISABLE sp setrlimit LB
2499 % LocalWords: RLIMIT rlim sigsetjmp siglongjmp sigjmp buf env savesigs jmp ptr
2500 % LocalWords: SIGRTMIN SIGRTMAX sigval sival sigevent sigqueue EAGAIN sysctl
2501 % LocalWords: QUEUE thread sigwait sigwaitinfo sigtimedwait info DEF SLB