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14 I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
15 confronti dei processi. Nella loro versione originale essi portano con sé
16 nessuna informazione che non sia il loro tipo; si tratta in sostanza di
17 un'interruzione software portata ad un processo.
19 In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
20 eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
21 anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
22 esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
23 (come la terminazione di un processo figlio), ecc.
25 In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
26 partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
27 realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
28 di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
29 gestione avanzate e le estensioni fatte all'interfaccia classica nelle nuovi
30 versioni dello standard POSIX.
33 \section{Introduzione}
36 In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
37 le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
38 all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
39 sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
42 \subsection{I concetti base}
45 Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
46 l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
47 sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
51 \item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
52 accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
53 \item la terminazione di un processo figlio.
54 \item la scadenza di un timer o di un allarme.
55 \item il tentativo di effettuare un'operazione di input/output che non può
57 \item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
58 si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
59 della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
60 \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
61 tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
62 \item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
63 processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
66 Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
67 dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
68 kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
70 Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
71 viene eseguita una azione predefinita o una apposita routine di gestione
72 (quello che da qui in avanti chiameremo il \textsl{gestore} del segnale,
73 dall'inglese\textit{signal handler}) che può essere stata specificata
74 dall'utente (nel qual caso si dice che si \textsl{intercetta} il segnale).
77 \subsection{Le \textsl{semantiche} del funzionamento dei segnali}
78 \label{sec:sig_semantics}
80 Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
81 modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
82 individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
83 \textsl{semantiche}) che vengono chiamate rispettivamente \textsl{semantica
84 affidabile} (o \textit{reliable}) e \textsl{semantica inaffidabile} (o
87 Nella \textsl{semantica inaffidabile} (quella implementata dalle prime
88 versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
89 non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
90 stesso ripetere l'installazione all'interno del \textsl{gestore} del segnale,
91 in tutti quei casi in cui si vuole che esso resti attivo.
93 In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
94 perduti. Si consideri il segmento di codice riportato in
95 \secref{fig:sig_old_handler}, nel programma principale viene installato un
96 gestore (\texttt{\small 5}), ed in quest'ultimo la prima operazione
97 (\texttt{\small 11}) è quella di reinstallare se stesso. Se nell'esecuzione
98 del gestore un secondo segnale arriva prima che esso abbia potuto eseguire la
99 reinstallazione, verrà eseguito il comportamento predefinito assegnato al
100 segnale stesso, il che può comportare, a seconda dei casi, che il segnale
101 viene perso (se l'impostazione predefinita era quello di ignorarlo) o la
102 terminazione immediata del processo; in entrambi i casi l'azione prevista non
106 \footnotesize \centering
107 \begin{minipage}[c]{15cm}
109 int sig_handler(); /* handler function */
113 signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
119 signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
120 ... /* process signal */
125 \caption{Esempio di codice di un gestore di segnale per la semantica
127 \label{fig:sig_old_handler}
130 Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
131 semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
132 segnale e la reinstallazione del suo gestore non sono operazioni
133 atomiche, e sono sempre possibili delle race condition\index{race condition}
134 (sull'argomento vedi quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
136 Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
137 segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
138 segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
139 di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
141 Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
142 moderno) il gestore una volta installato resta attivo e non si hanno
143 tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
144 \textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
145 causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel impostando l'apposito
146 campo della \struct{task\_struct} del processo nella process table (si veda
147 \figref{fig:proc_task_struct}).
149 Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
150 \textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
151 per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
152 esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
153 procedura viene effettuata dallo scheduler\index{scheduler} quando,
154 riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica la presenza del
155 segnale nella \struct{task\_struct} e mette in esecuzione il gestore.
157 In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
158 segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
159 ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
160 sblocca (nel qual caso viene consegnato) o imposta l'azione corrispondente per
163 Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
164 stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
165 consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
166 e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi \secref{sec:sig_sigmask})
167 per determinare quali segnali sono bloccati e quali sono pendenti.
170 \subsection{Tipi di segnali}
171 \label{sec:sig_types}
173 In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
174 categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
176 Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
177 continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
178 genere la condizione di errore più comune comporta la restituzione di un
179 codice di errore da parte di una funzione di libreria, sono gli errori che
180 possono avvenire ovunque in un programma che causano l'emissione di un
181 segnale, come le divisioni per zero o l'uso di indirizzi di memoria non validi.
183 Un evento esterno ha in genere a che fare con l'I/O o con altri processi;
184 esempi di segnali di questo tipo sono quelli legati all'arrivo di dati di
185 input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
187 Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
188 \func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
189 viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
190 di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
192 Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
193 \textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
194 specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
195 tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
196 richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
197 Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
198 possono arrivare dopo qualche istruzione.
200 I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
201 processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
202 dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
203 processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
204 generazione di un segnale effettuate da altri processi.
206 In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
207 cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
208 sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella
209 chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
210 internamente o esternamente al processo.
213 \subsection{La notifica dei segnali}
214 \label{sec:sig_notification}
216 Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione predefinita
217 non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
218 \struct{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
219 \textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
220 verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione quella di
223 Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
224 avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo
225 scheduler\index{scheduler} che esegue l'azione specificata. Questo a meno che
226 il segnale in questione non sia stato bloccato prima della notifica, nel qual
227 caso l'invio non avviene ed il segnale resta \textsl{pendente}
228 indefinitamente. Quando lo si sblocca il segnale \textsl{pendente} sarà subito
231 Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
232 ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
233 e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
234 bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
235 ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
236 è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
237 nuova specificazione saranno notificati).
239 Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
240 una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
241 segnale. Per alcuni segnali (\const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP}) questa azione
242 è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
243 una delle tre possibilità seguenti:
246 \item ignorare il segnale.
247 \item catturare il segnale, ed utilizzare il gestore specificato.
248 \item accettare l'azione predefinita per quel segnale.
251 Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
252 \func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
253 \secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un gestore sarà
254 quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
255 farà si che mentre viene eseguito il gestore di un segnale, quest'ultimo
256 venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race
257 condition\index{race condition}).
259 Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
260 standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
261 segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
262 processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
264 Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
265 terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
266 \func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
267 in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
268 un eventuale messaggio di errore.
270 I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
271 violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
272 \textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
273 memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
274 in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
275 avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
278 \section{La classificazione dei segnali}
279 \label{sec:sig_classification}
281 Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
282 le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
283 di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
286 \subsection{I segnali standard}
287 \label{sec:sig_standard}
289 Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
290 diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
291 può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
292 anche a seconda dell'architettura hardware.
293 Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
294 macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
295 nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
296 implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
297 che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
299 Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \const{NSIG}, e dato
300 che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
301 anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
302 In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
303 definiti in Linux (estratto dalle pagine di manuale), comparati con quelli
304 definiti in vari standard.
309 \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
311 \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
314 A & L'azione predefinita è terminare il processo. \\
315 B & L'azione predefinita è ignorare il segnale. \\
316 C & L'azione predefinita è terminare il processo e scrivere un \textit{core
318 D & L'azione predefinita è fermare il processo. \\
319 E & Il segnale non può essere intercettato. \\
320 F & Il segnale non può essere ignorato.\\
323 \caption{Legenda delle azioni predefinite dei segnali riportate in
324 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
325 \label{tab:sig_action_leg}
328 In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni predefinite
329 di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
330 \tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun gestore è installato un
331 segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
332 colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
333 è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
339 \begin{tabular}[c]{|c|l|}
341 \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
350 \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
351 \tabref{tab:sig_signal_list}.}
352 \label{tab:sig_standard_leg}
355 In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
356 file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
357 cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
358 \textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
359 stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
364 \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
366 \textbf{Segnale} &\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
369 \const{SIGHUP} &PL & A & Hangup o terminazione del processo di
371 \const{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
372 \const{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
373 \const{SIGILL} &PL & C & Istruzione illecita \\
374 \const{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
375 \const{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
376 \const{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
377 \const{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
378 \const{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
379 \const{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
380 \const{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
381 \const{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
382 \const{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
383 \const{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
384 \const{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
385 \const{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
386 \const{SIGTSTP} &PL & D & Pressione del tasto di stop sul terminale \\
387 \const{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
389 \const{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
391 \const{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
392 \const{SIGPOLL} &SL & A & \textit{Pollable event} (Sys V).
393 Sinonimo di \const{SIGIO} \\
394 \const{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
395 \const{SIGSYS} &SL & C & Argomento sbagliato per una subroutine (SVID) \\
396 \const{SIGTRAP} &SL & C & Trappole per un Trace/breakpoint \\
397 \const{SIGURG} &SLB& B & Ricezione di una \textit{urgent condition} su
398 un socket\index{socket}\\
399 \const{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
400 \const{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
401 \const{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
402 \const{SIGIOT} &L & C & IOT trap. Sinonimo di \const{SIGABRT} \\
403 \const{SIGEMT} &L & & \\
404 \const{SIGSTKFLT}&L & A & Errore sullo stack del coprocessore \\
405 \const{SIGIO} &LB & A & L'I/O è possibile (4.2 BSD) \\
406 \const{SIGCLD} &L & & Sinonimo di \const{SIGCHLD} \\
407 \const{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
408 \const{SIGINFO} &L & & Sinonimo di \const{SIGPWR} \\
409 \const{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
410 \const{SIGWINCH} &LB & B & Finestra ridimensionata (4.3 BSD, Sun) \\
411 \const{SIGUNUSED}&L & A & Segnale inutilizzato (diventerà
415 \caption{Lista dei segnali in Linux.}
416 \label{tab:sig_signal_list}
419 La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
420 tipologia, verrà affrontate nei paragrafi successivi.
423 \subsection{Segnali di errore di programma}
424 \label{sec:sig_prog_error}
426 Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
427 l'hardware (come per i \textit{page fault} non validi) rileva un qualche
428 errore insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di
429 questi segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
430 dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
431 proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
433 In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
434 terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare le impostazioni della
435 console o eliminare i file di lock\index{file!di lock} prima dell'uscita. In
436 questo caso il gestore deve concludersi ripristinando l'azione predefinita e
437 rialzando il segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti
438 spiacevoli, ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il
439 gestore non ci fosse stato.
441 L'azione predefinita per tutti questi segnali è causare la terminazione del
442 processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
443 la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
444 in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
445 dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
446 al momento della terminazione.
449 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
450 \item[\const{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
451 derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
452 aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
454 Se il gestore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
455 ignorare questo segnale può condurre ad un ciclo infinito.
457 % Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
458 % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
459 % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
460 % aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
462 \item[\const{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
463 significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
464 privilegiata o inesistente, in generale del codice illecito. Poiché il
465 compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
466 file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
467 Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
468 posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
469 una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
470 generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
471 gestore. Se il gestore ritorna il comportamento del processo è
473 \item[\const{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
474 significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
475 memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
476 sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
477 accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il gestore
478 ritorna il comportamento del processo è indefinito.
480 È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
481 inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
482 \item[\const{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
483 \const{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
484 dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
485 \const{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
486 (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \const{SIGBUS} indica
487 l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
489 \item[\const{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
490 il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
491 funzione \func{abort} che genera questo segnale.
492 \item[\const{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
493 dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
494 il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
495 \item[\const{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
496 richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
497 sbagliato per quest'ultima.
501 \subsection{I segnali di terminazione}
502 \label{sec:sig_termination}
504 Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
505 causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
506 trattarli in maniera differente.
508 La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
509 programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
510 terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
511 file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
512 funzionamento (come il modo del terminale o le impostazioni di una qualche
515 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
517 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
518 \item[\const{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
519 generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
520 \const{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
521 usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
522 \item[\const{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
523 interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
524 comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
525 INTR (interrupt, generato dalla sequenza \cmd{C-c}).
526 \item[\const{SIGQUIT}] È analogo a \const{SIGINT} con la differenze che è
527 controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
528 sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione predefinita, oltre
529 alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core dump.
531 In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
532 errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
533 fare eseguire al gestore di questo segnale le operazioni di pulizia
534 normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
535 certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
537 \item[\const{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
538 qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
539 ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
540 In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
541 comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
542 intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
543 brutali, come \const{SIGTERM} o \cmd{C-c} non funzionano.
545 Se un processo non risponde a nessun altro segnale \const{SIGKILL} ne causa
546 sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
547 processo da parte di \const{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
548 kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
549 per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
550 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}.
574 \item[\const{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
575 precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
577 \item[\const{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
578 di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
579 che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
580 viene usato dagli strumenti che servono a fare la profilazione dell'utilizzo
581 del tempo di CPU da parte del processo.
585 \subsection{I segnali di I/O asincrono}
586 \label{sec:sig_asyncio}
588 Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
589 questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
590 generare questi segnali.
592 L'azione predefinita è di essere ignorati. Questi segnali sono:
593 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
594 \item[\const{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
595 pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i
596 socket\index{socket} e i terminali possono generare questo segnale, in Linux
597 questo può essere usato anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia
599 \item[\const{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
600 urgenti o \textit{out of band} su di un socket\index{socket}; per maggiori
601 dettagli al proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
602 \item[\const{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \const{SIGIO}, è
603 definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
607 \subsection{I segnali per il controllo di sessione}
608 \label{sec:sig_job_control}
610 Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
611 loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
612 cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
613 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
614 \item[\const{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
615 figlio termina o viene fermato. L'azione predefinita è di ignorare il
616 segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
617 \item[\const{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
618 precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
619 \item[\const{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
620 usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
621 \const{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
622 ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento predefinito
623 è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
624 installare un gestore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
627 La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
628 segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
629 che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
630 gestori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
631 se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
633 \item[\const{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta cioè in uno
634 stato di sleep, vedi \secref{sec:proc_sched}); il segnale non può essere né
635 intercettato, né ignorato, né bloccato.
636 \item[\const{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
637 ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
638 (prodotto dalla combinazione \cmd{C-z}), ed al contrario di
639 \const{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
640 installa un gestore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
641 o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
642 programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un gestore
643 per riabilitarlo prima di fermarsi.
644 \item[\const{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
645 sessione di lavoro in \textit{background}. Quando un processo in background
646 tenta di leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i
647 processi della sessione di lavoro. L'azione predefinita è di fermare il
648 processo. L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
649 \item[\const{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \const{SIGTTIN}, ma
650 generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
651 terminale. L'azione predefinita è di fermare il processo, l'argomento è
652 trattato in \secref{sec:sess_job_control_overview}.
656 \subsection{I segnali di operazioni errate}
657 \label{sec:sig_oper_error}
659 Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
660 operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
661 che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
664 L'azione predefinita di questi segnali è di terminare il processo, questi
666 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
667 \item[\const{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
668 delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
669 essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
670 \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
671 terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
672 segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
673 lo ha causato fallisce restituendo l'errore \errcode{EPIPE}
674 \item[\const{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
675 c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
676 situazione precedente.
677 \item[\const{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
678 segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
679 tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
680 \item[\const{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
681 segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
682 dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
683 file, vedi \secref{sec:sys_resource_limit}.
687 \subsection{Ulteriori segnali}
688 \label{sec:sig_misc_sig}
690 Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
691 classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
692 \begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
693 \item[\const{SIGUSR1}] Vedi \const{SIGUSR2}.
694 \item[\const{SIGUSR2}] Insieme a \const{SIGUSR1} è un segnale a disposizione
695 dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
696 implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
697 eseguire a richiesta una operazione utilizzando un gestore. L'azione
698 predefinita è di terminare il processo.
699 \item[\const{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} e viene
700 generato in molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
701 righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
702 programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
703 dimensione a quest'ultimo. L'azione predefinita è di essere ignorato.
704 \item[\const{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
705 usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
706 del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
707 altri processi lo ignorano.
711 \subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
712 \label{sec:sig_strsignal}
714 Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni
715 che stampano un messaggio di descrizione dato il numero. In genere si usano
716 quando si vuole notificare all'utente il segnale ricevuto (nel caso di
717 terminazione di un processo figlio o di un gestore che gestisce più segnali);
718 la prima funzione, \funcd{strsignal}, è una estensione GNU, accessibile avendo
719 definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla funzione \func{strerror} (si
720 veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
721 \begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
722 Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
725 \noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
726 modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
727 di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
730 La seconda funzione, \funcd{psignal}, deriva da BSD ed è analoga alla funzione
731 \func{perror} descritta sempre in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo
733 \begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
734 Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
735 seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
738 Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
739 \func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
740 \var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
741 con la dichiarazione:
742 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
743 extern const char *const sys_siglist[]
745 l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
746 indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
747 *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
748 *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
752 \section{La gestione dei segnali}
753 \label{sec:sig_management}
755 I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
756 eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
757 programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
758 effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
759 delegata appunto agli eventuali gestori che si sono installati.
761 In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
762 dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
763 permettono di installare i gestori e controllare le reazioni di un
764 processo alla loro occorrenza.
767 \subsection{Il comportamento generale del sistema.}
768 \label{sec:sig_gen_beha}
770 Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
771 gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
772 comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
773 \func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
774 loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
776 Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
777 esso eredita dal padre sia le azioni che sono state impostate per i singoli
778 segnali, che la maschera dei segnali bloccati (vedi \secref{sec:sig_sigmask}).
779 Invece tutti i segnali pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti
780 devono essere recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i
781 segnali dovuti alle sue azioni.
783 Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
784 quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
785 installato un gestore vengono reimpostati a \const{SIG\_DFL}. Non ha più
786 senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
787 che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
789 Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
790 gestore; viene mantenuto invece ogni eventuale impostazione dell'azione a
791 \const{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di impostare ad
792 \const{SIG\_IGN} le risposte per \const{SIGINT} e \const{SIGQUIT} per i
793 programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
794 successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
796 Per quanto riguarda il comportamento di tutte le altre system call si danno
797 sostanzialmente due casi, a seconda che esse siano \textsl{lente}
798 (\textit{slow}) o \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran parte di esse
799 appartiene a quest'ultima categoria, che non è influenzata dall'arrivo di un
800 segnale. Esse sono dette \textsl{veloci} in quanto la loro esecuzione è
801 sostanzialmente immediata; la risposta al segnale viene sempre data dopo che
802 la system call è stata completata, in quanto attendere per eseguire un
803 gestore non comporta nessun inconveniente.
805 In alcuni casi però alcune system call (che per questo motivo vengono chiamate
806 \textsl{lente}) possono bloccarsi indefinitamente. In questo caso non si può
807 attendere la conclusione della sistem call, perché questo renderebbe
808 impossibile una risposta pronta al segnale, per cui il gestore viene
809 eseguito prima che la system call sia ritornata. Un elenco dei casi in cui si
810 presenta questa situazione è il seguente:
812 \item la lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
813 presenti (come per certi file di dispositivo\index{file!di dispositivo}, i
814 socket\index{socket} o le pipe).
815 \item la scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
816 accettati immediatamente.
817 \item l'apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non
818 immediate per una una risposta.
819 \item le operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
820 eseguite immediatamente.
821 \item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
823 \item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'arrivo di un
825 \item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
828 In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il gestore
829 sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
830 anche la system call restituendo l'errore di \errcode{EINTR}. Questa è a
831 tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
832 gestori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
833 chiamata qualora l'errore fosse questo.
835 Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
836 errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
837 \code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
838 ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
839 non è diverso dall'uscita con un errore \errcode{EINTR}.
841 La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
842 diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
843 di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
844 controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
845 azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
847 Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
848 attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
849 \secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
850 interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
851 ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
854 \subsection{La funzione \func{signal}}
855 \label{sec:sig_signal}
857 L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
858 funzione \funcd{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
859 però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
860 da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
861 ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
862 comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà in
863 alcune vecchie implementazioni (SVr4 e 4.3+BSD in particolare) vengono usati
864 alcuni parametri aggiuntivi per definire il comportamento della funzione,
865 vedremo in \secref{sec:sig_sigaction} che questo è possibile usando la
866 funzione \func{sigaction}.} che è:
867 \begin{prototype}{signal.h}
868 {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
870 Installa la funzione di gestione \param{handler} (il gestore) per il
871 segnale \param{signum}.
873 \bodydesc{La funzione ritorna il precedente gestore in caso di successo
874 o \const{SIG\_ERR} in caso di errore.}
877 In questa definizione si è usato un tipo di dato, \type{sighandler\_t}, che è
878 una estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
879 prototipo di \func{signal} nella forma appena vista, molto più leggibile di
880 quanto non sia la versione originaria, che di norma è definita come:
881 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
882 void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
884 questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
885 trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
886 con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
887 \type{sighandler\_t} che è:
888 \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
889 typedef void (* sighandler_t)(int)
891 e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno)
892 e che prende un argomento di tipo \ctyp{int}.\footnote{si devono usare le
893 parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
894 operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
895 un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{void}.}
896 La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
897 un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il gestore del
900 Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
901 direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
902 gestore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da chiamare
903 all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
904 \const{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \const{SIG\_DFL} per
905 reinstallare l'azione predefinita.\footnote{si ricordi però che i due segnali
906 \const{SIGKILL} e \const{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
907 intercettati; l'uso di \const{SIG\_IGN} per questi segnali non ha alcun
910 La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
911 salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
912 secondo tempo. Si ricordi che se si imposta come azione \const{SIG\_IGN} (o si
913 imposta un \const{SIG\_DFL} per un segnale la cui azione predefinita è di
914 essere ignorato), tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno
917 L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
918 si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
919 questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
920 primi Unix in cui il gestore viene disinstallato alla sua chiamata,
921 secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
922 \acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non
923 disinstallando il gestore e bloccando il segnale durante l'esecuzione
924 dello stesso. Con l'utilizzo delle \acr{glibc} dalla versione 2 anche Linux è
925 passato a questo comportamento; quello della versione originale della
926 funzione, il cui uso è deprecato per i motivi visti in
927 \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando \func{sysv\_signal}.
928 In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi programmi dovrebbero
929 usare \func{sigaction}.
931 È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
932 processo che ignora i segnali \const{SIGFPE}, \const{SIGILL}, o
933 \const{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
934 è indefinito. Un gestore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
938 \subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
939 \label{sec:sig_kill_raise}
941 Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
942 direttamente da un processo attraverso una opportuna system call. Le funzioni
943 che si usano di solito per invare un segnale generico sono due, \func{raise} e
946 La prima funzione è \funcd{raise}, che è definita dallo standard ANSI C, e
947 serve per inviare un segnale al processo corrente,\footnote{non prevedendo la
948 presenza di un sistema multiutente lo standard ANSI C non poteva che
949 definire una funzione che invia il segnale al programma in esecuzione. Nel
950 caso di Linux questa viene implementata come funzione di compatibilità.} il
952 \begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
953 Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
955 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
956 errore, il solo errore restituito è \errval{EINVAL} qualora si sia
957 specificato un numero di segnale invalido.}
960 Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
961 essere specificato con una delle macro definite in
962 \secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
963 riprodurre il comportamento predefinito di un segnale che sia stato
964 intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
965 gestore dovrà prima reinstallare l'azione predefinita, per poi attivarla
966 chiamando \func{raise}.
968 Mentre \func{raise} è una funzione di libreria, quando si vuole inviare un
969 segnale generico ad un processo occorre utilizzare la apposita system call,
970 questa può essere chiamata attraverso la funzione \funcd{kill}, il cui
973 \headdecl{sys/types.h}
975 \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
976 processo specificato con \param{pid}.
978 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
979 errore nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
981 \item[\errcode{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste.
982 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste.
983 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il
988 Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
989 specificare il segnale nullo. Se la funzione viene chiamata con questo valore
990 non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli errori,
991 in tal caso si otterrà un errore \errcode{EPERM} se non si hanno i permessi
992 necessari ed un errore \errcode{ESRCH} se il processo specificato non esiste.
993 Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato in
994 \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
995 esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
997 Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
998 destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
999 riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
1003 \begin{tabular}[c]{|r|l|}
1005 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1008 $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
1009 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
1011 $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
1012 $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
1016 \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
1018 \label{tab:sig_kill_values}
1021 Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
1022 termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
1023 \code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
1024 standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
1025 l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
1027 Una seconda funzione che può essere definita in termini di \func{kill} è
1028 \funcd{killpg}, che è sostanzialmente equivalente a
1029 \code{kill(-pidgrp, signal)}; il suo prototipo è:
1030 \begin{prototype}{signal.h}{int killpg(pid\_t pidgrp, int signal)}
1032 Invia il segnale \param{signal} al process group \param{pidgrp}.
1033 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1034 errore, gli errori sono gli stessi di \func{kill}.}
1036 e che permette di inviare un segnale a tutto un \textit{process group} (vedi
1037 \secref{sec:sess_proc_group}).
1039 Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
1040 tutti gli altri casi l'user-ID reale o l'user-ID effettivo del processo
1041 chiamante devono corrispondere all'user-ID reale o all'user-ID salvato della
1042 destinazione. Fa eccezione il caso in cui il segnale inviato sia
1043 \const{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi appartengano alla
1044 stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che riveste nel sistema
1045 (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}), non è possibile
1046 inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali esso non abbia
1047 un gestore installato.
1049 Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
1050 \code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
1051 eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
1052 consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
1053 escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
1054 segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
1057 \subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
1058 \label{sec:sig_alarm_abort}
1060 Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
1061 vari segnali di temporizzazione e \const{SIGABRT}, per ciascuno di questi
1062 segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
1063 comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \funcd{alarm} il cui
1065 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
1066 Predispone l'invio di \const{SIGALRM} dopo \param{seconds} secondi.
1068 \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
1069 precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
1072 La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
1073 un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
1074 dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
1075 caso in questione \const{SIGALRM}) dopo il numero di secondi specificato da
1078 Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
1079 segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
1080 questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
1082 La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
1083 dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
1084 controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
1085 predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
1088 In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
1089 associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
1090 il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
1091 processo tre diversi timer:
1093 \item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
1094 corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
1095 l'emissione di \const{SIGALRM}.
1096 \item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
1097 processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
1098 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGVTALRM}.
1099 \item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
1100 utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
1101 system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
1102 \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
1103 di questo timer provoca l'emissione di \const{SIGPROF}.
1106 Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
1107 tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
1108 questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
1109 può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
1110 genera il segnale una sola volta.
1112 Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \funcd{setitimer}
1113 che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
1114 costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
1116 \begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
1117 itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
1119 Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
1120 \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
1122 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1123 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori \errval{EINVAL} o
1127 Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
1128 illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
1129 \tabref{tab:sig_setitimer_values}.
1133 \begin{tabular}[c]{|l|l|}
1135 \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
1138 \const{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
1139 \const{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
1140 \const{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
1143 \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
1145 \label{tab:sig_setitimer_values}
1148 Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per impostare
1149 il timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore
1150 viene salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
1151 struttura \struct{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
1153 La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
1154 il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
1155 scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \struct{timeval} che
1156 permette una precisione fino al microsecondo.
1158 Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
1159 il segnale e reimposta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
1160 questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
1161 è nullo il timer si ferma.
1163 \begin{figure}[!htb]
1164 \footnotesize \centering
1165 \begin{minipage}[c]{15cm}
1166 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1169 struct timeval it_interval; /* next value */
1170 struct timeval it_value; /* current value */
1175 \caption{La struttura \structd{itimerval}, che definisce i valori dei timer
1177 \label{fig:sig_itimerval}
1180 L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
1181 caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
1182 definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
1183 in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
1184 \cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
1185 \figref{fig:sig_alarm_def}.
1187 \begin{figure}[!htb]
1188 \footnotesize \centering
1189 \begin{minipage}[c]{15cm}
1190 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1191 unsigned int alarm(unsigned int seconds)
1193 struct itimerval old, new;
1194 new.it_interval.tv_usec = 0;
1195 new.it_interval.tv_sec = 0;
1196 new.it_value.tv_usec = 0;
1197 new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
1198 if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
1202 return old.it_value.tv_sec;
1208 \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
1209 \label{fig:sig_alarm_def}
1212 Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
1213 limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
1214 significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
1215 mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
1216 effettuato per eccesso).
1218 Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
1219 scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
1220 è attivo (questo è sempre vero per \const{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
1221 immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
1222 seconda del carico del sistema.
1224 Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
1225 conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
1226 in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
1227 stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
1228 in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
1231 Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
1232 valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
1233 \funcd{getitimer}, il cui prototipo è:
1234 \begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
1237 Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
1239 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
1240 errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
1242 \noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
1246 L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \funcd{abort};
1247 che, come accennato in \secref{sec:proc_termination}, permette di abortire
1248 l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \const{SIGABRT}. Il suo
1250 \begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
1252 Abortisce il processo corrente.
1254 \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
1255 segnale di \const{SIGABRT}.}
1258 La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
1259 segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
1260 può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
1261 prima della terminazione del processo.
1263 Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il gestore ritorna, la
1264 funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
1265 il processo non viene terminato direttamente dal gestore sia la stessa
1266 \func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
1267 standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
1268 saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
1269 eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
1272 \subsection{Le funzioni di pausa e attesa}
1273 \label{sec:sig_pause_sleep}
1275 Sono parecchie le occasioni in cui si può avere necessità di sospendere
1276 temporaneamente l'esecuzione di un processo. Nei sistemi più elementari in
1277 genere questo veniva fatto con un opportuno loop di attesa, ma in un sistema
1278 multitasking un loop di attesa è solo un inutile spreco di CPU, per questo ci
1279 sono apposite funzioni che permettono di mettere un processo in stato di
1280 attesa.\footnote{si tratta in sostanza di funzioni che permettono di portare
1281 esplicitamente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
1282 \secref{sec:proc_sched}.}
1284 Il metodo tradizionale per fare attendere ad un processo fino all'arrivo di un
1285 segnale è quello di usare la funzione \funcd{pause}, il cui prototipo è:
1286 \begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
1288 Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un gestore.
1290 \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
1291 il relativo gestore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e
1292 \var{errno} assumerà il valore \errval{EINTR}.}
1295 La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
1296 quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
1297 si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
1298 è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per interrompere
1299 l'esecuzione del processo fino all'arrivo di un segnale inviato da un altro
1302 Quando invece si vuole fare attendere un processo per un intervallo di tempo
1303 già noto nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \funcd{sleep}, il
1305 \begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
1307 Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
1309 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
1310 numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
1313 La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
1314 da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
1315 tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
1316 qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
1317 con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
1318 sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
1319 parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
1320 termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
1323 In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
1324 con quello di \const{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
1325 l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
1326 vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
1327 \func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \const{SIGALRM}, può
1328 causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
1329 implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
1331 La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese soltanto in
1332 secondi, per questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
1333 \funcd{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
1334 standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
1335 seguono\footnote{secondo la pagina di manuale almeno dalla versione 2.2.2.}
1336 seguono quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
1337 \begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
1339 Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
1341 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1342 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà il valore
1347 Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
1348 problemi nell'interazione con \func{alarm} e \const{SIGALRM}. È pertanto
1349 deprecata in favore della funzione \funcd{nanosleep}, definita dallo standard
1350 POSIX1.b, il cui prototipo è:
1351 \begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
1354 Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
1355 In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
1357 \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
1358 caso di errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
1360 \item[\errcode{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
1361 numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
1362 \item[\errcode{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
1366 Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
1367 indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
1368 utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
1369 interferenze con l'uso di \const{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
1370 delle strutture di tipo \struct{timespec}, la cui definizione è riportata in
1371 \figref{fig:sys_timeval_struct}, che permettono di specificare un tempo con
1372 una precisione (teorica) fino al nanosecondo.
1374 La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
1375 l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
1376 restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
1377 basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
1379 Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
1380 nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
1381 temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
1382 specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
1383 occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler\index{scheduler} e
1384 cioè un tempo che a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\const{HZ}, (sempre
1385 che il sistema sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in
1386 esecuzione); per questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre
1387 arrotondato al multiplo successivo di 1/\const{HZ}.
1389 In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
1390 secondo usando politiche di scheduling real time come \const{SCHED\_FIFO} o
1391 \const{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
1392 viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
1396 \subsection{Un esempio elementare}
1397 \label{sec:sig_sigchld}
1399 Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un gestore di segnale è
1400 quello della gestione di \const{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
1401 \secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
1402 conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
1403 padre.\footnote{in realtà in SVr4 eredita la semantica di System V, in cui il
1404 segnale si chiama \const{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
1405 System V infatti se si imposta esplicitamente l'azione a \const{SIG\_IGN} il
1406 segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie\index{zombie} (lo
1407 stato di terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}).
1408 L'azione predefinita è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva
1409 questo comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica
1410 ed usa il nome di \const{SIGCLD} come sinonimo di \const{SIGCHLD}.} In
1411 generale dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un
1412 processo, si può completare la gestione della terminazione installando un
1413 gestore per \const{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare
1414 \func{waitpid} per completare la procedura di terminazione in modo da evitare
1415 la formazione di zombie\index{zombie}.
1417 In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice contenente una
1418 implementazione generica di una routine di gestione per \const{SIGCHLD}, (che
1419 si trova nei sorgenti allegati nel file \file{SigHand.c}); se ripetiamo i test
1420 di \secref{sec:proc_termination}, invocando \cmd{forktest} con l'opzione
1421 \cmd{-s} (che si limita ad effettuare l'installazione di questa funzione come
1422 gestore di \const{SIGCHLD}) potremo verificare che non si ha più la creazione
1423 di zombie\index{zombie}.
1426 % naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
1427 % terminazione dei processi.
1428 % In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
1429 % gestore per che è previsto ritornare,
1431 \begin{figure}[!htb]
1433 \begin{lstlisting}{}
1434 void HandSigCHLD(int sig)
1439 /* save errno current value */
1444 pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
1446 debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
1448 } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
1449 /* restore errno value */
1456 \caption{Codice di una funzione generica di gestione per il segnale
1458 \label{fig:sig_sigchld_handl}
1461 Il codice del gestore è di lettura immediata; come buona norma di
1462 programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
1463 comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
1464 \var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del gestore
1465 (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore della variabile
1466 visto dal corso di esecuzione principale del processo, che sarebbe altrimenti
1467 sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva chiamata di
1470 Il compito principale del gestore è quello di ricevere lo stato di
1471 terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
1472 (\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
1473 fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
1474 generazione di un segnale e l'esecuzione del gestore possa passare un
1475 certo lasso di tempo e niente ci assicura che il gestore venga eseguito
1476 prima della generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso
1477 normalmente i segnali segnali successivi vengono ``fusi'' col primo ed al
1478 processo ne viene recapitato soltanto uno.
1480 Questo può essere un caso comune proprio con \const{SIGCHLD}, qualora capiti
1481 che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
1482 presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
1483 segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
1484 rimosso sarà recapitato un solo segnale.
1486 Allora, nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
1487 \func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di terminazione per un
1488 solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
1489 resterebbero in stato di zombie\index{zombie} per un tempo indefinito.
1491 Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
1492 ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
1493 ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
1494 la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
1495 il parametro \const{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
1496 tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
1500 \section{Gestione avanzata}
1501 \label{sec:sig_control}
1503 Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
1504 della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
1505 considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race
1506 condition\index{race condition} che i segnali possono generare e alla natura
1507 asincrona degli stessi.
1509 Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
1510 che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
1511 risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
1512 fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
1513 casistica ordinaria.
1516 \subsection{Alcune problematiche aperte}
1517 \label{sec:sig_example}
1519 Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
1520 \func{sleep} a partire dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima vista
1521 questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una semplice
1522 versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
1523 \figref{fig:sig_sleep_wrong}.
1525 Dato che è nostra intenzione utilizzare \const{SIGALRM} il primo passo della
1526 nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo gestore
1527 salvando il precedente (\texttt{\small 14-17}). Si effettuerà poi una
1528 chiamata ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del
1529 segnale a cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma
1530 (\texttt{\small 17-19}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause},
1531 causato dal ritorno del gestore (\texttt{\small 1-9}), si ripristina il
1532 gestore originario (\texttt{\small 20-21}) restituendo l'eventuale tempo
1533 rimanente (\texttt{\small 22-23}) che potrà essere diverso da zero qualora
1534 l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
1536 \begin{figure}[!htb]
1538 \begin{lstlisting}{}
1539 void alarm_hand(int sig) {
1540 /* check if the signal is the right one */
1541 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1542 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1544 } else { /* do nothing, just interrupt pause */
1548 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1550 sighandler_t prev_handler;
1551 /* install and check new handler */
1552 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1553 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1556 /* set alarm and go to sleep */
1559 /* restore previous signal handler */
1560 signal(SIGALRM, prev_handler);
1561 /* return remaining time */
1566 \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
1567 \label{fig:sig_sleep_wrong}
1570 Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
1571 precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
1572 presenta una pericolosa race condition\index{race condition}. Infatti se il
1573 processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può
1574 capitare (ad esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa
1575 scada prima dell'esecuzione quest'ultima, cosicché essa sarebbe eseguita dopo
1576 l'arrivo di \const{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un
1577 deadlock\index{deadlock}, in quanto \func{pause} non verrebbe mai più
1578 interrotta (se non in caso di un altro segnale).
1580 Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
1581 SVr2) usando la funzione \func{longjmp} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
1582 uscire dal gestore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
1583 uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
1584 codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
1586 \begin{figure}[!htb]
1588 \begin{lstlisting}{}
1589 static jmp_buff alarm_return;
1590 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
1592 signandler_t prev_handler;
1593 if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
1594 printf("Cannot set handler for alarm\n");
1597 if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
1598 alarm(second); /* call alarm */
1599 pause(); /* then wait */
1601 /* restore previous signal handler */
1602 signal(SIGALRM, prev_handler);
1603 /* remove alarm, return remaining time */
1606 void alarm_hand(int sig)
1608 /* check if the signal is the right one */
1609 if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
1610 printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
1612 } else { /* return in main after the call to pause */
1613 longjump(alarm_return, 1);
1618 \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
1619 \label{fig:sig_sleep_incomplete}
1622 In questo caso il gestore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
1623 \figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
1624 rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
1625 valore di uscita di \func{setjmp} è 1, grazie alla condizione in
1626 (\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
1629 Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
1630 non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
1631 infatti il segnale di allarme interrompe un altro gestore, in questo caso
1632 l'esecuzione non riprenderà nel gestore in questione, ma nel ciclo
1633 principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. Lo stesso tipo di
1634 problemi si presenterebbero se si volesse usare \func{alarm} per stabilire un
1635 timeout su una qualunque system call bloccante.
1637 Un secondo esempio è quello in cui si usa il segnale per notificare una
1638 qualche forma di evento; in genere quello che si fa in questo caso è impostare
1639 nel gestore un opportuno flag da controllare nel corpo principale del
1640 programma (con un codice del tipo di quello riportato in
1641 \figref{fig:sig_event_wrong}).
1643 \begin{figure}[!htb]
1645 \begin{lstlisting}{}
1651 if (flag) { /* test if signal occurred */
1652 flag = 0; /* reset flag */
1653 do_response(); /* do things */
1655 do_other(); /* do other things */
1659 void alarm_hand(int sig)
1667 \caption{Un esempio non funzionante del codice per il controllo di un
1668 evento generato da un segnale.}
1669 \label{fig:sig_event_wrong}
1672 La logica è quella di far impostare al gestore (\texttt{\small 14-19}) una
1673 variabile globale preventivamente inizializzata nel programma principale, il
1674 quale potrà determinare, osservandone il contenuto, l'occorrenza o meno del
1675 segnale, e prendere le relative azioni conseguenti (\texttt{\small 6-11}).
1677 Questo è il tipico esempio di caso, già citato in \secref{sec:proc_race_cond},
1678 in cui si genera una race condition\index{race condition}; se infatti il
1679 segnale arriva immediatamente dopo l'esecuzione del controllo (\texttt{\small
1680 6}) ma prima della cancellazione del flag (\texttt{\small 7}), la sua
1681 occorrenza sarà perduta.
1683 Questi esempi ci mostrano che per una gestione effettiva dei segnali occorrono
1684 funzioni più sofisticate di quelle illustrate finora, che hanno origine dalla
1685 interfaccia semplice, ma poco sofisticata, dei primi sistemi Unix, in modo da
1686 consentire la gestione di tutti i possibili aspetti con cui un processo deve
1687 reagire alla ricezione di un segnale.
1691 \subsection{Gli \textsl{insiemi di segnali} o \textit{signal set}}
1692 \label{sec:sig_sigset}
1694 Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali
1695 dei primi Unix, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non
1696 superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di
1697 gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali
1700 Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei
1701 segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che
1702 permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo
1703 standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di
1704 rappresentare un \textsl{insieme di segnali} (un \textit{signal set}, come
1705 viene usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire
1706 il blocco dei segnali.
1708 In genere un \textsl{insieme di segnali} è rappresentato da un intero di
1709 dimensione opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura
1710 della macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32
1711 segnali distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è
1712 necessità di nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è
1713 associato ad uno specifico segnale; in questo modo è di solito possibile
1714 implementare le operazioni direttamente con istruzioni elementari del
1715 processore; lo standard POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione
1716 degli insiemi di segnali: \funcd{sigemptyset}, \funcd{sigfillset},
1717 \funcd{sigaddset}, \funcd{sigdelset} e \funcd{sigismember}, i cui prototipi
1722 \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1723 vuoto (in cui non c'è nessun segnale).
1725 \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un insieme di segnali
1726 pieno (in cui ci sono tutti i segnali).
1728 \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale
1729 \param{signum} all'insieme di segnali \param{set}.
1731 \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale
1732 \param{signum} dall'insieme di segnali \param{set}.
1734 \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il
1735 segnale \param{signum} è nell'insieme di segnali \param{set}.
1737 \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre
1738 \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0
1739 altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno}
1740 impostata a \errval{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum}
1741 non sia un segnale valido).}
1744 Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una
1745 implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti
1746 per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere
1747 immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere
1748 comunque eseguite attraverso queste funzioni.
1750 In genere si usa un insieme di segnali per specificare quali segnali si vuole
1751 bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei
1752 segnali attivi (vedi \secref{sec:sig_sigmask}). Essi possono essere definiti
1753 in due diverse maniere, aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto
1754 ottenuto con \func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un
1755 insieme completo ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember}
1756 permette di verificare la presenza di uno specifico segnale in un
1760 \subsection{La funzione \func{sigaction}}
1761 \label{sec:sig_sigaction}
1763 Abbiamo già accennato in \secref{sec:sig_signal} i problemi di compatibilità
1764 relativi all'uso di \func{signal}. Per ovviare a tutto questo lo standard
1765 POSIX.1 ha ridefinito completamente l'interfaccia per la gestione dei segnali,
1766 rendendola molto più flessibile e robusta, anche se leggermente più complessa.
1768 La funzione principale dell'interfaccia POSIX.1 per i segnali è
1769 \funcd{sigaction}. Essa ha sostanzialemente lo stesso uso di \func{signal},
1770 permette cioè di specificare le modalità con cui un segnale può essere gestito
1771 da un processo. Il suo prototipo è:
1772 \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
1773 *act, struct sigaction *oldact)}
1775 Installa una nuova azione per il segnale \param{signum}.
1777 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
1778 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
1780 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
1781 cercato di installare il gestore per \const{SIGKILL} o
1783 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
1787 La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale
1788 \param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{gestore}
1789 come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare
1790 le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione che
1791 verrà eseguita alla sua occorrenza. Per questo lo standard raccomanda di
1792 usare sempre questa funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene
1793 definita tramite essa), in quanto permette un controllo completo su tutti gli
1794 aspetti della gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore
1797 Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione
1798 da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione
1799 corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act}
1800 nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal},
1801 che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova.
1803 Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \struct{sigaction},
1804 tramite la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata
1805 ad un segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è
1806 definita secondo quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction}. Il campo
1807 \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere
1810 \begin{figure}[!htb]
1811 \footnotesize \centering
1812 \begin{minipage}[c]{15cm}
1813 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1816 void (*sa_handler)(int);
1817 void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
1820 void (*sa_restorer)(void);
1825 \caption{La struttura \structd{sigaction}.}
1826 \label{fig:sig_sigaction}
1829 Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono
1830 essere bloccati durante l'esecuzione del gestore, ad essi viene comunque
1831 sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si
1832 sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. Quando il
1833 gestore ritorna comunque la maschera dei segnali bloccati (vedi
1834 \secref{sec:sig_sigmask}) viene ripristinata al valore precedente
1837 L'uso di questo campo permette ad esempio di risolvere il problema residuo
1838 dell'implementazione di \code{sleep} mostrata in
1839 \secref{fig:sig_sleep_incomplete}. In quel caso infatti se il segnale di
1840 allarme avesse interrotto un altro gestore questo non sarebbe stato
1841 eseguito correttamente; la cosa poteva essere prevenuta installando gli altri
1842 gestori usando \var{sa\_mask} per bloccare \const{SIGALRM} durante la
1843 loro esecuzione. Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari
1844 aspetti del comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo
1845 ai vari segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati
1846 in \tabref{tab:sig_sa_flag}.
1851 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
1853 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
1856 \const{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \const{SIGCHLD} allora non deve
1857 essere notificato quando il processo figlio viene
1858 fermato da uno dei segnali \const{SIGSTOP},
1859 \const{SIGTSTP}, \const{SIGTTIN} o
1861 \const{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore
1862 predefinito una volta che il gestore è stato
1863 lanciato, riproduce cioè il comportamento della
1864 semantica inaffidabile.\\
1865 \const{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \const{SA\_ONESHOT}. \\
1866 \const{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system
1867 call} quando vengono interrotte dal suddetto
1868 segnale; riproduce cioè il comportamento standard
1870 \const{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante
1871 l'esecuzione del gestore.\\
1872 \const{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \const{SA\_NOMASK}.\\
1873 \const{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un
1874 gestore in forma estesa usando
1875 \var{sa\_sigaction} al posto di \var{sa\_handler}.\\
1876 \const{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per
1877 l'esecuzione del gestore (vedi
1878 \secref{sec:sig_specific_features}).\\
1881 \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \struct{sigaction}.}
1882 \label{tab:sig_sa_flag}
1885 Come si può notare in \figref{fig:sig_sigaction} \func{sigaction}
1886 permette\footnote{La possibilità è prevista dallo standard POSIX.1b, ed è
1887 stata aggiunta nei kernel della serie 2.1.x con l'introduzione dei segnali
1888 real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}). In precedenza era possibile
1889 ottenere alcune informazioni addizionali usando \var{sa\_handler} con un
1890 secondo parametro addizionale di tipo \var{sigcontext}, che adesso è
1891 deprecato.} di utilizzare due forme diverse di gestore, da
1892 specificare, a seconda dell'uso o meno del flag \const{SA\_SIGINFO},
1893 rispettivamente attraverso i campi \var{sa\_sigaction} o \var{sa\_handler},
1894 (che devono essere usati in maniera alternativa, in certe implementazioni
1895 questi vengono addirittura definiti come \ctyp{union}): la prima è quella
1896 classica usata anche con \func{signal}, la seconda permette invece di usare un
1897 gestore in grado di ricevere informazioni più dettagliate dal sistema,
1898 attraverso la struttura \struct{siginfo\_t}, riportata in
1899 \figref{fig:sig_siginfo_t}.
1901 \begin{figure}[!htb]
1902 \footnotesize \centering
1903 \begin{minipage}[c]{15cm}
1904 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
1906 int si_signo; /* Signal number */
1907 int si_errno; /* An errno value */
1908 int si_code; /* Signal code */
1909 pid_t si_pid; /* Sending process ID */
1910 uid_t si_uid; /* Real user ID of sending process */
1911 int si_status; /* Exit value or signal */
1912 clock_t si_utime; /* User time consumed */
1913 clock_t si_stime; /* System time consumed */
1914 sigval_t si_value; /* Signal value */
1915 int si_int; /* POSIX.1b signal */
1916 void * si_ptr; /* POSIX.1b signal */
1917 void * si_addr; /* Memory location which caused fault */
1918 int si_band; /* Band event */
1919 int si_fd; /* File descriptor */
1924 \caption{La struttura \structd{siginfo\_t}.}
1925 \label{fig:sig_siginfo_t}
1928 Installando un gestore di tipo \var{sa\_sigaction} diventa allora possibile
1929 accedere alle informazioni restituite attraverso il puntatore a questa
1930 struttura. Tutti i segnali impostano i campi \var{si\_signo}, che riporta il
1931 numero del segnale ricevuto, \var{si\_errno}, che riporta, quando diverso da
1932 zero, il codice dell'errore associato al segnale, e \var{si\_code}, che viene
1933 usato dal kernel per specificare maggiori dettagli riguardo l'evento che ha
1934 causato l'emissione del segnale.
1936 In generale \var{si\_code} contiene, per i segnali generici, per quelli
1937 real-time e per tutti quelli inviati tramite \func{kill}, informazioni circa
1938 l'origine del segnale (se generato dal kernel, da un timer, da \func{kill},
1939 ecc.). Alcuni segnali però usano \var{si\_code} per fornire una informazione
1940 specifica: ad esempio i vari segnali di errore (\const{SIGFPE},
1941 \const{SIGILL}, \const{SIGBUS} e \const{SIGSEGV}) lo usano per fornire
1942 maggiori dettagli riguardo l'errore (come il tipo di errore aritmetico, di
1943 istruzione illecita o di violazione di memoria) mentre alcuni segnali di
1944 controllo (\const{SIGCHLD}, \const{SIGTRAP} e \const{SIGPOLL}) forniscono
1945 altre informazioni speecifiche. In tutti i casi il valore del campo è
1946 riportato attraverso delle costanti (le cui definizioni si trovano
1947 \file{bits/siginfo.h}) il cui elenco dettagliato è disponibile nella pagina di
1948 manuale di di \func{sigaction}.
1950 Il resto della struttura è definito come \ctyp{union} ed i valori
1951 eventualmente presenti dipendono dal segnale, così \const{SIGCHLD} ed i
1952 segnali real-time (vedi \secref{sec:sig_real_time}) inviati tramite
1953 \func{kill} avvalorano \var{si\_pid} e \var{si\_uid} coi valori corrispondenti
1954 al processo che ha emesso il segnale, \const{SIGILL}, \const{SIGFPE},
1955 \const{SIGSEGV} e \const{SIGBUS} avvalorano \var{si\_addr} con l'indirizzo cui
1956 è avvenuto l'errore, \const{SIGIO} (vedi \secref{sec:file_asyncronous_io})
1957 avvalora \var{si\_fd} con il numero del file descriptor e \var{si\_band} per i
1958 dati urgenti su un socket\index{socket}.
1960 Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che
1961 \func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono
1962 interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con
1963 \struct{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al
1964 semplice indirizzo del gestore restituito da \func{signal}. Per questo motivo
1965 se si usa quest'ultima per installare un gestore sostituendone uno
1966 precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare
1967 un ripristino corretto dello stesso.
1969 Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di
1970 ripristinare correttamente un gestore precedente, anche se questo è stato
1971 installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore
1972 di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato
1973 che in certi sistemi questi possono essere diversi. In definitiva dunque, a
1974 meno che non si sia vincolati all'aderenza stretta allo standard ISO C, è
1975 sempre il caso di evitare l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}.
1977 \begin{figure}[!htb]
1979 \begin{lstlisting}{}
1980 typedef void SigFunc(int);
1981 inline SigFunc * Signal(int signo, SigFunc *func)
1983 struct sigaction new_handl, old_handl;
1984 new_handl.sa_handler = func;
1985 /* clear signal mask: no signal blocked during execution of func */
1986 if (sigemptyset(&new_handl.sa_mask)!=0){ /* initialize signal set */
1989 new_handl.sa_flags=0; /* init to 0 all flags */
1990 /* change action for signo signal */
1991 if (sigaction(signo, &new_handl, &old_handl)){
1994 return (old_handl.sa_handler);
1998 \caption{Una funzione equivalente a \func{signal} definita attraverso
2000 \label{fig:sig_Signal_code}
2003 Per questo motivo si è provveduto, per mantenere un'interfaccia semplificata
2004 che abbia le stesse caratteristiche di \func{signal}, a definire attraverso
2005 \func{sigaction} una funzione equivalente, il cui codice è riportato in
2006 \figref{fig:sig_Signal_code} (il codice completo si trova nel file
2007 \file{SigHand.c} nei sorgenti allegati). Si noti come, essendo la funzione
2008 estremamente semplice, è definita come \direct{inline}.\footnote{la direttiva
2009 \direct{inline} viene usata per dire al compilatore di trattare la funzione
2010 cui essa fa riferimento in maniera speciale inserendo il codice direttamente
2011 nel testo del programma. Anche se i compilatori più moderni sono in grado
2012 di effettuare da soli queste manipolazioni (impostando le opportune
2013 ottimizzazioni) questa è una tecnica usata per migliorare le prestazioni per
2014 le funzioni piccole ed usate di frequente (in particolare nel kernel, dove
2015 in certi casi le ottimizzazioni dal compilatore, tarate per l'uso in user
2016 space, non sono sempre adatte). In tal caso infatti le istruzioni per creare
2017 un nuovo frame nello stack per chiamare la funzione costituirebbero una
2018 parte rilevante del codice, appesantendo inutilmente il programma.
2019 Originariamente questo comportamento veniva ottenuto con delle macro, ma
2020 queste hanno tutta una serie di problemi di sintassi nel passaggio degli
2021 argomenti (si veda ad esempio \cite{PratC}) che in questo modo possono
2028 \subsection{La gestione della \textsl{maschera dei segnali} o
2029 \textit{signal mask}}
2030 \label{sec:sig_sigmask}
2032 Come spiegato in \secref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like
2033 permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente,
2034 impostando \const{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un
2035 processo. Questo è fatto specificando la cosiddetta \textsl{maschera dei
2036 segnali} (o \textit{signal mask}) del processo\footnote{nel caso di Linux
2037 essa è mantenuta dal campo \var{blocked} della \struct{task\_struct} del
2038 processo.} cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo
2039 accennato in \secref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene
2040 ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al
2041 paragrafo precedente che essa può essere modificata, durante l'esecuzione di
2042 un gestore, attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \struct{sigaction}.
2044 Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di \secref{fig:sig_event_wrong} è
2045 che in molti casi è necessario proteggere delle sezioni di codice (nel caso in
2046 questione la sezione fra il controllo e la eventuale cancellazione del flag
2047 che testimoniava l'avvenuta occorrenza del segnale) in modo da essere sicuri
2048 che essi siano eseguiti senza interruzioni.
2050 Le operazioni più semplici, come l'assegnazione o il controllo di una
2051 variabile (per essere sicuri si può usare il tipo \type{sig\_atomic\_t}) di
2052 norma sono atomiche, quando occorrono operazioni più complesse si può invece
2053 usare la funzione \funcd{sigprocmask} che permette di bloccare uno o più
2054 segnali; il suo prototipo è:
2055 \begin{prototype}{signal.h}
2056 {int sigprocmask(int how, const sigset\_t *set, sigset\_t *oldset)}
2058 Cambia la \textsl{maschera dei segnali} del processo corrente.
2060 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2061 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2063 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2064 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2068 La funzione usa l'insieme di segnali dato all'indirizzo \param{set} per
2069 modificare la maschera dei segnali del processo corrente. La modifica viene
2070 effettuata a seconda del valore dell'argomento \param{how}, secondo le modalità
2071 specificate in \tabref{tab:sig_procmask_how}. Qualora si specifichi un valore
2072 non nullo per \param{oldset} la maschera dei segnali corrente viene salvata a
2078 \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|}
2080 \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
2083 \const{SIG\_BLOCK} & L'insieme dei segnali bloccati è l'unione fra
2084 quello specificato e quello corrente.\\
2085 \const{SIG\_UNBLOCK} & I segnali specificati in \param{set} sono rimossi
2086 dalla maschera dei segnali, specificare la
2087 cancellazione di un segnale non bloccato è legale.\\
2088 \const{SIG\_SETMASK} & La maschera dei segnali è impostata al valore
2089 specificato da \param{set}.\\
2092 \caption{Valori e significato dell'argomento \param{how} della funzione
2093 \func{sigprocmask}.}
2094 \label{tab:sig_procmask_how}
2097 In questo modo diventa possibile proteggere delle sezioni di codice bloccando
2098 l'insieme di segnali voluto per poi riabilitarli alla fine della sezione
2099 critica. La funzione permette di risolvere problemi come quelli mostrati in
2100 \secref{fig:sig_event_wrong}, proteggendo la sezione fra il controllo del flag
2101 e la sua cancellazione.
2103 La funzione può essere usata anche all'interno di un gestore, ad esempio
2104 per riabilitare la consegna del segnale che l'ha invocato, in questo caso però
2105 occorre ricordare che qualunque modifica alla maschera dei segnali viene
2106 perduta alla conclusione del terminatore.
2108 Benché con l'uso di \func{sigprocmask} si possano risolvere la maggior parte
2109 dei casi di race condition\index{race condition} restano aperte alcune
2110 possibilità legate all'uso di \func{pause}; il caso è simile a quello del
2111 problema illustrato nell'esempio di \secref{fig:sig_sleep_incomplete}, e cioè
2112 la possibilità che il processo riceva il segnale che si intende usare per
2113 uscire dallo stato di attesa invocato con \func{pause} immediatamente prima
2114 dell'esecuzione di quest'ultima. Per poter effettuare atomicamente la modifica
2115 della maschera dei segnali (di solito attivandone uno specifico) insieme alla
2116 sospensione del processo lo standard POSIX ha previsto la funzione
2117 \funcd{sigsuspend}, il cui prototipo è:
2118 \begin{prototype}{signal.h}
2119 {int sigsuspend(const sigset\_t *mask)}
2121 Imposta la \textit{signal mask} specificata, mettendo in attesa il processo.
2123 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2124 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2126 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido.
2127 \item[\errcode{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
2131 Come esempio dell'uso di queste funzioni proviamo a riscrivere un'altra volta
2132 l'esempio di implementazione di \code{sleep}. Abbiamo accennato in
2133 \secref{sec:sig_sigaction} come con \func{sigaction} sia possibile bloccare
2134 \const{SIGALRM} nell'installazione dei gestori degli altri segnali, per
2135 poter usare l'implementazione vista in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} senza
2136 interferenze. Questo però comporta una precauzione ulteriore al semplice uso
2137 della funzione, vediamo allora come usando la nuova interfaccia è possibile
2138 ottenere un'implementazione, riportata in \figref{fig:sig_sleep_ok} che non
2139 presenta neanche questa necessità.
2141 \begin{figure}[!htb]
2143 \begin{lstlisting}{}
2144 void alarm_hand(int);
2145 unsigned int sleep(unsigned int seconds)
2147 struct sigaction new_action, old_action;
2148 sigset_t old_mask, stop_mask, sleep_mask;
2149 /* set the signal handler */
2150 sigemptyset(&new_action.sa_mask); /* no signal blocked */
2151 new_action.sa_handler = alarm_hand; /* set handler */
2152 new_action.sa_flags = 0; /* no flags */
2153 sigaction(SIGALRM, &new_action, &old_action); /* install action */
2154 /* block SIGALRM to avoid race conditions */
2155 sigemptyset(&stop_mask); /* init mask to empty */
2156 sigaddset(&stop_mask, SIGALRM); /* add SIGALRM */
2157 sigprocmask(SIG_BLOCK, &stop_mask, &old_mask); /* add SIGALRM to blocked */
2158 /* send the alarm */
2160 /* going to sleep enabling SIGALRM */
2161 sleep_mask = old_mask; /* take mask */
2162 sigdelset(&sleep_mask, SIGALRM); /* remove SIGALRM */
2163 sigsuspend(&sleep_mask); /* go to sleep */
2164 /* restore previous settings */
2165 sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL); /* reset signal mask */
2166 sigaction(SIGALRM, &old_action, NULL); /* reset signal action */
2167 /* return remaining time */
2170 void alarm_hand(int sig)
2172 return; /* just return to interrupt sigsuspend */
2176 \caption{Una implementazione completa di \func{sleep}.}
2177 \label{fig:sig_sleep_ok}
2180 Per evitare i problemi di interferenza con gli altri segnali in questo caso
2181 non si è usato l'approccio di \figref{fig:sig_sleep_incomplete} evitando l'uso
2182 di \func{longjmp}. Come in precedenza il gestore (\texttt{\small 35-37})
2183 non esegue nessuna operazione, limitandosi a ritornare per interrompere il
2184 programma messo in attesa.
2186 La prima parte della funzione (\texttt{\small 11-15}) provvede ad installare
2187 l'opportuno gestore per \const{SIGALRM}, salvando quello originario, che
2188 sarà ripristinato alla conclusione della stessa (\texttt{\small 28}); il passo
2189 successivo è quello di bloccare \const{SIGALRM} (\texttt{\small 17-19}) per
2190 evitare che esso possa essere ricevuto dal processo fra l'esecuzione di
2191 \func{alarm} (\texttt{\small 21}) e la sospensione dello stesso. Nel fare
2192 questo si salva la maschera corrente dei segnali, che sarà ripristinata alla
2193 fine (\texttt{\small 27}), e al contempo si prepara la maschera dei segnali
2194 \var{sleep\_mask} per riattivare \const{SIGALRM} all'esecuzione di
2197 In questo modo non sono più possibili race condition\index{race condition}
2198 dato che \const{SIGALRM} viene disabilitato con \func{sigprocmask} fino alla
2199 chiamata di \func{sigsuspend}. Questo metodo è assolutamente generale e può
2200 essere applicato a qualunque altra situazione in cui si deve attendere per un
2201 segnale, i passi sono sempre i seguenti:
2203 \item Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto
2204 con \func{sigprocmask}.
2205 \item Mandare il processo in attesa con \func{sigsuspend} abilitando la
2206 ricezione del segnale voluto.
2207 \item Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
2209 Per quanto possa sembrare strano bloccare la ricezione di un segnale per poi
2210 riabilitarla immediatamente dopo, in questo modo si evita il
2211 deadlock\index{deadlock} dovuto all'arrivo del segnale prima dell'esecuzione
2212 di \func{sigsuspend}.
2215 \subsection{Ulteriori funzioni di gestione}
2216 \label{sec:sig_specific_features}
2218 In questo ultimo paragrafo esamineremo le rimanenti funzioni di gestione dei
2219 segnali non descritte finora, relative agli aspetti meno utilizzati e più
2220 ``\textsl{esoterici}'' della interfaccia.
2222 La prima di queste funzioni è \funcd{sigpending}, anch'essa introdotta dallo
2223 standard POSIX.1; il suo prototipo è:
2224 \begin{prototype}{signal.h}
2225 {int sigpending(sigset\_t *set)}
2227 Scrive in \param{set} l'insieme dei segnali pendenti.
2229 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2233 La funzione permette di ricavare quali sono i segnali pendenti per il processo
2234 in corso, cioè i segnali che sono stato inviati dal kernel ma non sono stati
2235 ancora ricevuti dal processo in quanto bloccati. Non esiste una funzione
2236 equivalente nella vecchia interfaccia, ma essa è tutto sommato poco utile,
2237 dato che essa può solo assicurare che un segnale è stato inviato, dato che
2238 escluderne l'avvenuto invio al momento della chiamata non significa nulla
2239 rispetto a quanto potrebbe essere in un qualunque momento successivo.
2241 Una delle caratteristiche di BSD, disponibile anche in Linux, è la possibilità
2242 di usare uno stack alternativo per i segnali; è cioè possibile fare usare al
2243 sistema un altro stack (invece di quello relativo al processo, vedi
2244 \secref{sec:proc_mem_layout}) solo durante l'esecuzione di un
2245 gestore. L'uso di uno stack alternativo è del tutto trasparente ai
2246 gestori, occorre però seguire una certa procedura:
2248 \item Allocare un'area di memoria di dimensione sufficiente da usare come
2250 \item Usare la funzione \func{sigaltstack} per rendere noto al sistema
2251 l'esistenza e la locazione dello stack alternativo.
2252 \item Quando si installa un gestore occorre usare \func{sigaction}
2253 specificando il flag \const{SA\_ONSTACK} (vedi \tabref{tab:sig_sa_flag}) per
2254 dire al sistema di usare lo stack alternativo durante l'esecuzione del
2258 In genere il primo passo viene effettuato allocando un'opportuna area di
2259 memoria con \code{malloc}; in \file{signal.h} sono definite due costanti,
2260 \const{SIGSTKSZ} e \const{MINSIGSTKSZ}, che possono essere utilizzate per
2261 allocare una quantità di spazio opportuna, in modo da evitare overflow. La
2262 prima delle due è la dimensione canonica per uno stack di segnali e di norma è
2263 sufficiente per tutti gli usi normali. La seconda è lo spazio che occorre al
2264 sistema per essere in grado di lanciare il gestore e la dimensione di uno
2265 stack alternativo deve essere sempre maggiore di questo valore. Quando si
2266 conosce esattamente quanto è lo spazio necessario al gestore gli si può
2267 aggiungere questo valore per allocare uno stack di dimensione sufficiente.
2269 Come accennato per poter essere usato lo stack per i segnali deve essere
2270 indicato al sistema attraverso la funzione \funcd{sigaltstack}; il suo
2272 \begin{prototype}{signal.h}
2273 {int sigaltstack(const stack\_t *ss, stack\_t *oss)}
2275 Installa un nuovo stack per i segnali.
2277 \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
2278 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
2281 \item[\errcode{ENOMEM}] La dimensione specificata per il nuovo stack è minore
2282 di \const{MINSIGSTKSZ}.
2283 \item[\errcode{EPERM}] Uno degli indirizzi non è valido.
2284 \item[\errcode{EFAULT}] Si è cercato di cambiare lo stack alternativo mentre
2285 questo è attivo (cioè il processo è in esecuzione su di esso).
2286 \item[\errcode{EINVAL}] \param{ss} non è nullo e \var{ss\_flags} contiene un
2287 valore diverso da zero che non è \const{SS\_DISABLE}.
2291 La funzione prende come argomenti puntatori ad una struttura di tipo
2292 \var{stack\_t}, definita in \figref{fig:sig_stack_t}. I due valori \param{ss}
2293 e \param{oss}, se non nulli, indicano rispettivamente il nuovo stack da
2294 installare e quello corrente (che viene restituito dalla funzione per un
2295 successivo ripristino).
2297 \begin{figure}[!htb]
2298 \footnotesize \centering
2299 \begin{minipage}[c]{15cm}
2300 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2302 void *ss_sp; /* Base address of stack */
2303 int ss_flags; /* Flags */
2304 size_t ss_size; /* Number of bytes in stack */
2309 \caption{La struttura \structd{stack\_t}.}
2310 \label{fig:sig_stack_t}
2313 Il campo \var{ss\_sp} di \struct{stack\_t} indica l'indirizzo base dello stack,
2314 mentre \var{ss\_size} ne indica la dimensione; il campo \var{ss\_flags} invece
2315 indica lo stato dello stack. Nell'indicare un nuovo stack occorre
2316 inizializzare \var{ss\_sp} e \var{ss\_size} rispettivamente al puntatore e
2317 alla dimensione della memoria allocata, mentre \var{ss\_flags} deve essere
2318 nullo. Se invece si vuole disabilitare uno stack occorre indicare
2319 \const{SS\_DISABLE} come valore di \var{ss\_flags} e gli altri valori saranno
2322 Se \param{oss} non è nullo verrà restituito dalla funzione indirizzo e
2323 dimensione dello stack corrente nei relativi campi, mentre \var{ss\_flags}
2324 potrà assumere il valore \const{SS\_ONSTACK} se il processo è in esecuzione
2325 sullo stack alternativo (nel qual caso non è possibile cambiarlo) e
2326 \const{SS\_DISABLE} se questo non è abilitato.
2328 In genere si installa uno stack alternativo per i segnali quando si teme di
2329 avere problemi di esaurimento dello stack standard o di superamento di un
2330 limite imposto con chiamata de tipo \code{setrlimit(RLIMIT\_STACK, \&rlim)}.
2331 In tal caso infatti si avrebbe un segnale di \const{SIGSEGV}, che potrebbe
2332 essere gestito soltanto avendo abilitato uno stack alternativo.
2334 Si tenga presente che le funzioni chiamate durante l'esecuzione sullo stack
2335 alternativo continueranno ad usare quest'ultimo, che, al contrario di quanto
2336 avviene per lo stack ordinario dei processi, non si accresce automaticamente
2337 (ed infatti eccederne le dimensioni può portare a conseguenze imprevedibili).
2338 Si ricordi infine che una chiamata ad una funzione della famiglia
2339 \func{exec} cancella ogni stack alternativo.
2341 Abbiamo visto in \secref{fig:sig_sleep_incomplete} come si possa usare
2342 \func{longjmp} per uscire da un gestore rientrando direttamente nel corpo
2343 del programma; sappiamo però che nell'esecuzione di un gestore il segnale
2344 che l'ha invocato viene bloccato, e abbiamo detto che possiamo ulteriormente
2345 modificarlo con \func{sigprocmask}.
2347 Resta quindi il problema di cosa succede alla maschera dei segnali quando si
2348 esce da un gestore usando questa funzione. Il comportamento dipende
2349 dall'implementazione; in particolare BSD ripristina la maschera dei segnali
2350 precedente l'invocazione, come per un normale ritorno, mentre System V no. Lo
2351 standard POSIX.1 non specifica questo comportamento per \func{setjmp} e
2352 \func{longjmp}, ed il comportamento delle \acr{glibc} dipende da quale delle
2353 caratteristiche si sono abilitate con le macro viste in
2354 \secref{sec:intro_gcc_glibc_std}.
2356 Lo standard POSIX però prevede anche la presenza di altre due funzioni
2357 \funcd{sigsetjmp} e \funcd{siglongjmp}, che permettono di decidere quale dei
2358 due comportamenti il programma deve assumere; i loro prototipi sono:
2362 \funcdecl{int sigsetjmp(sigjmp\_buf env, int savesigs)} Salva il contesto
2363 dello stack per un salto non-locale\index{salto non-locale}.
2365 \funcdecl{void siglongjmp(sigjmp\_buf env, int val)} Esegue un salto
2366 non-locale su un precedente contesto.
2368 \bodydesc{Le due funzioni sono identiche alle analoghe \func{setjmp} e
2369 \func{longjmp} di \secref{sec:proc_longjmp}, ma consentono di specificare
2370 il comportamento sul ripristino o meno della maschera dei segnali.}
2373 Le due funzioni prendono come primo argomento la variabile su cui viene
2374 salvato il contesto dello stack per permettere il salto non-locale
2375 \index{salto non-locale}; nel caso specifico essa è di tipo
2376 \type{sigjmp\_buf}, e non \type{jmp\_buf} come per le analoghe di
2377 \secref{sec:proc_longjmp} in quanto in questo caso viene salvata anche la
2378 maschera dei segnali.
2380 Nel caso di \func{sigsetjmp} se si specifica un valore di \param{savesigs}
2381 diverso da zero la maschera dei valori sarà salvata in \param{env} e
2382 ripristinata in un successivo \func{siglongjmp}; quest'ultima funzione, a
2383 parte l'uso di \type{sigjmp\_buf} per \param{env}, è assolutamente identica a
2388 \subsection{I segnali real-time}
2389 \label{sec:sig_real_time}
2392 Lo standard POSIX.1b, nel definire una serie di nuove interfacce per i servizi
2393 real-time, ha introdotto una estensione del modello classico dei segnali che
2394 presenta dei significativi miglioramenti,\footnote{questa estensione è stata
2395 introdotta in Linux a partire dal kernel 2.1.43(?), e dalle \acr{glibc}
2396 2.1(?).} in particolare sono stati superati tre limiti fondamentali dei
2399 \item[I segnali non sono accumulati]
2401 se più segnali vengono generati prima dell'esecuzione di un gestore
2402 questo sarà eseguito una sola volta, ed il processo non sarà in grado di
2403 accorgersi di quante volte l'evento che ha generato il segnale è accaduto.
2404 \item[I segnali non trasportano informazione]
2406 i segnali classici non prevedono prevedono altra informazione sull'evento
2407 che li ha generati se non il fatto che sono stati emessi (tutta
2408 l'informazione che il kernel associa ad un segnale è il suo numero).
2409 \item[I segnali non hanno un ordine di consegna]
2411 l'ordine in cui diversi segnali vengono consegnati è casuale e non
2412 prevedibile. Non è possibile stabilire una priorità per cui la reazione a
2413 certi segnali ha la precedenza rispetto ad altri.
2417 Per poter superare queste limitazioni lo standard ha introdotto delle nuove
2418 caratteristiche, che sono state associate ad una nuova classe di segnali, che
2419 vengono chiamati \textsl{segnali real-time}, in particolare:
2422 \item i segnali sono inseriti in una coda che permette di consegnare istanze
2423 multiple dello stesso segnale qualora esso venga inviato più volte prima
2424 dell'esecuzione del gestore; si assicura così che il processo riceva un
2425 segnale per ogni occorrenza dell'evento che lo genera.
2426 \item è stata introdotta una priorità nella consegna dei segnali: i segnali
2427 vengono consegnati in ordine a seconda del loro valore, partendo da quelli
2428 con un numero minore, che pertanto hanno una priorità maggiore.
2429 \item è stata introdotta la possibilità di restituire dei dati al
2430 gestore, attraverso l'uso di un campo apposito nella struttura
2431 \struct{siginfo\_t} accessibile tramite gestori di tipo
2432 \var{sa\_sigaction}.
2435 Queste nuove caratteristiche (eccetto l'ultima, che, come visto in
2436 \secref{sec:sig_sigaction}, è parzialmente disponibile anche con i segnali
2437 ordinari) si applicano solo ai nuovi segnali real-time; questi ultimi sono
2438 accessibili in un range di valori specificati dalle due macro \const{SIGRTMIN}
2439 e \const{SIGRTMAX},\footnote{in Linux di solito il primo valore è 32, ed il
2440 secondo \code{\_NSIG-1}, che di norma è 63, per un totale di 32 segnali
2441 disponibili, contro gli almeno 8 richiesti da POSIX.1b.} che specificano il
2442 numero minimo e massimo associato ad un segnale real-time.
2444 I segnali con un numero più basso hanno una priorità maggiore e vengono
2445 consegnati per primi, inoltre i segnali real-time non possono interrompere
2446 l'esecuzione di un gestore di un segnale a priorità più alta; la loro azione
2447 predefinita è quella di terminare il programma. I segnali ordinari hanno
2448 tutti la stessa priorità, che è più alta di quella di qualunque segnale
2451 Si tenga presente che questi nuovi segnali non sono associati a nessun evento
2452 sepcifico (a meno di non utilizzarli, come vedremo in
2453 \secref{sec:file_asyncronous_io}, per l'I/O asincrono) e devono essere inviati
2454 esplicitamente. Tutti i segnali real-time restituiscono al gestore, oltre ai
2455 campi \var{si\_pid} e \var{si\_uid} di \struct{siginfo\_t} una struttura
2456 \struct{sigval} (riportata in \figref{fig:sig_sigval}) in cui può essere
2457 restituito al processo un valore o un indirizzo, che costituisce il meccanismo
2458 con cui il segnale è in grado di inviare una ulteriore informazione al
2461 \begin{figure}[!htb]
2462 \footnotesize \centering
2463 \begin{minipage}[c]{15cm}
2464 \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
2472 \caption{La struttura \structd{sigval}, usata dai segnali real time per
2473 restituire dati al gestore.}
2474 \label{fig:sig_sigval}
2477 A causa di queste loro caratteristiche, la funzione \func{kill} non è adatta
2478 ad inviare un segnale real time, in quanto non è in grado di fornire alcun
2479 valore per \struct{sigval}; per questo motivo lo standard ha previsto una
2480 nuova funzione, \funcd{sigqueue}, il cui prototipo è:
2481 \begin{prototype}{signal.h}
2482 {int sigqueue(pid\_t pid, int signo, const union sigval value)}
2484 Invia il segnale \param{signo} al processo \param{pid}, restituendo al
2485 gestore il valore \param{value}.
2487 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2488 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2490 \item[\errcode{EAGAIN}] La coda è esarita, ci sono già \const{SIGQUEUE\_MAX}
2491 segnali in attesa si consegna.
2492 \item[\errcode{EPERM}] Non si hanno privilegi appropriati per inviare il
2493 segnale al processo specificato.
2494 \item[\errcode{ESRCH}] Il processo \param{pid} non esiste.
2495 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2498 ed inoltre \errval{ENOMEM}.}
2501 Il comportamento della funzione è analogo a quello di \func{kill}, ed i
2502 privilegi occorrenti ad inviare il segnale ad un determinato processo sono gli
2503 stessi; un valore nullo di \func{signo} permette di verificare le condizioni
2504 di errore senza inviare nessun segnale.
2506 Se il segnale è bloccato la funzione ritorna immediatamente, se si è
2507 installato un gestore con \const{SA\_SIGINFO} e ci sono risorse disponibili,
2508 vale a dire che c'è posto nella coda\footnote{la profondità della coda è
2509 indicata dalla costante \const{SIGQUEUE\_MAX}, una della tante costanti di
2510 sistema definite dallo standard POSIX, che non abbiamo riportato
2511 esplicitamente in \secref{sec:sys_limits}. Il suo valore minimo secondo lo
2512 standard, \const{\_POSIX\_SIGQUEUE\_MAX}, è pari a 32.}, esso viene inserito
2513 e diventa pendente; una volta consegnato riporterà nel campo \var{si\_code} di
2514 \struct{siginfo} il valore \const{SI\_QUEUE} e il campo \var{si\_value}
2515 riceverà quanto inviato con \param{value}. Se invece si è installato un
2516 gestore nella forma classica il segnale sarà generato, ma tutte le
2517 caratteristiche tipiche dei segnali real-time (priorità e coda) saranno perse.
2519 Lo standard POSIX.1b definisce inoltre delle nuove funzioni che permettono di
2520 gestire l'attesa di segnali specifici su una coda, esse servono in particolar
2521 modo nel caso dei thread, in cui si possono usare i segnali real-time come
2522 meccanismi di comunicazione elementare; la prima di queste funzioni è
2523 \funcd{sigwait}, il cui prototipo è:
2524 \begin{prototype}{signal.h}
2525 {int sigwait(const sigset\_t *set, int *sig)}
2527 Attende che uno dei segnali specificati in \param{set} sia pendente.
2529 \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
2530 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori:
2532 \item[\errcode{EINTR}] La funzione è stata interrotta.
2533 \item[\errcode{EINVAL}] Si è specificato un valore non valido per
2536 ed inoltre \errval{EFAULT}.}
2539 La funzione estrae dall'insieme dei segnali pendenti uno qualunque dei segnali
2540 specificati da \param{set}, il cui valore viene restituito in \param{sig}. Se
2541 sono pendenti più segnali, viene estratto quello a priorità più alta (cioè con
2542 il numero più basso). Se, nel caso di segnali real-time, c'è più di un segnale
2543 pendente, ne verrà estratto solo uno. Una volta estratto il segnale non verrà
2544 più consegnato, e se era in una coda il suo posto sarà liberato. Se non c'è
2545 nessun segnale pendente il processo viene bloccato fintanto che non ne arriva
2548 Per un funzionamento corretto la funzione richiede che alla sua chiamata i
2549 segnali di \param{set} siano bloccati. In caso contrario si avrebbe un
2550 conflitto con gli eventuali gestori: pertanto non si deve utilizzare per
2551 lo stesso segnale questa funzione e \func{sigaction}. Se questo non avviene il
2552 comportamento del sistema è indeterminato: il segnale può sia essere
2553 consegnato che essere ricevuto da \func{sigwait}, il tutto in maniera non
2556 Lo standard POSIX.1b definisce altre due funzioni, anch'esse usate
2557 prevalentemente con i thread; \funcd{sigwaitinfo} e \funcd{sigtimedwait}, i
2558 relativi prototipi sono:
2562 \funcdecl{int sigwaitinfo(const sigset\_t *set, siginfo\_t *info)}
2564 Analoga a \func{sigwait}, ma riceve anche le informazioni associate al
2565 segnale in \param{info}.
2567 \funcdecl{int sigtimedwait(const sigset\_t *set, siginfo\_t *value, const
2568 struct timespec *info)}
2570 Analoga a \func{sigwaitinfo}, con un la possibilità di specificare un
2571 timeout in \param{timeout}.
2574 \bodydesc{Le funzioni restituiscono 0 in caso di successo e -1 in caso di
2575 errore, nel qual caso \var{errno} assumerà uno dei valori già visti per
2576 \func{sigwait}, ai quali si aggiunge, per \func{sigtimedwait}:
2578 \item[\errcode{EAGAIN}] Si è superato il timeout senza che un segnale atteso
2584 Entrambe le funzioni sono estensioni di \func{sigwait}. La prima permette di
2585 ricevere, oltre al numero del segnale, anche le informazioni ad esso associate
2586 tramite \param{info}; in particolare viene restituito il numero del segnale
2587 nel campo \var{si\_signo}, la sua causa in \var{si\_code}, e se il segnale è
2588 stato immesso sulla coda con \func{sigqueue}, il valore di ritorno ad esso
2589 associato viene riportato in \var{si\_value}, che altrimenti è indefinito.
2591 La seconda è identica alla prima ma in più permette di specificare un timeout,
2592 scaduto il quale ritornerà con un errore. Se si specifica un puntatore nullo
2593 il comportamento sarà identico a \func{sigwaitinfo}, se si specifica un tempo
2594 di timeout nullo, e non ci sono sengali pendenti la funzione ritornerà
2595 immediatamente; in questo modo si può eliminare un segnale dalla coda senza
2596 dover essere bloccati qualora esso non sia presente.
2599 L'uso di queste funzioni è principalmente associato alla gestione dei segnali
2600 com i thread. In genere esse vengono chiamate dal thread incaricato della
2601 gestione, che al ritorno della funzione esegue il codice che usualmente
2602 sarebbe messo nel gestore, per poi ripetere la chiamata per mettersi in attesa
2603 del segnale successivo. Questo ovviamente comporta che non devono essere
2604 installati gestori, che solo il thread di gestione deve usare \func{sigwait} e
2605 che, per evitare che venga eseguita l'azione predefinita, i segnali gestiti in
2606 questa maniera devono essere mascherati per tutti i thread, compreso quello
2607 dedicato alla gestione, che potrebbe riceverlo fra due chiamate successive.
2609 %%% Local Variables:
2611 %%% TeX-master: "gapil"