\chapter{I segnali}
-\label{sec:signals}
+\label{cha:signals}
I segnali sono il primo e più semplice meccanismo di comunicazione nei
-confronti dei processi. Non portano con se nessuna informazione che non sia il
-loro tipo, si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
+confronti dei processi. Non portano con sé nessuna informazione che non sia il
+loro tipo; si tratta in sostanza di un'interruzione software portata ad un
processo.
-In genere i segnali vengono usati dal kernel per riportare situazioni
+In genere essi vengono usati dal kernel per riportare ai processi situazioni
eccezionali (come errori di accesso, eccezioni aritmetiche, etc.) ma possono
anche essere usati come forma elementare di comunicazione fra processi (ad
esempio vengono usati per il controllo di sessione), per notificare eventi
-(come la terminazione di un processo figlio), etc.
+(come la terminazione di un processo figlio), ecc.
-\section{I concetti base}
+In questo capitolo esamineremo i vari aspetti della gestione dei segnali,
+partendo da una introduzione relativa ai concetti base con cui essi vengono
+realizzati, per poi affrontarne la classificazione a secondo di uso e modalità
+di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
+gestione.
+
+
+
+\section{Introduzione}
+\label{sec:sig_intro}
+
+In questa sezione esamineremo i concetti generali relativi ai segnali, vedremo
+le loro caratteristiche di base, introdurremo le nozioni di fondo relative
+all'architettura del funzionamento dei segnali e alle modalità con cui il
+sistema gestisce l'interazione fra di essi ed i processi.
+
+
+\subsection{I concetti base}
\label{sec:sig_base}
Come il nome stesso indica i segnali sono usati per notificare ad un processo
-l'occorrenza di un evento eccezionale. Gli eventi che possono generare un
-segnale sono vari; un breve elenco di possibile cause è il seguente:
+l'occorrenza di un qualche evento. Gli eventi che possono generare un segnale
+sono vari; un breve elenco di possibili cause per l'emissione di un segnale è
+il seguente:
-\begin{itemize}
+\begin{itemize*}
\item un errore del programma, come una divisione per zero o un tentativo di
accesso alla memoria fuori dai limiti validi.
\item la terminazione di un processo figlio.
essere eseguita.
\item una richiesta dell'utente di terminare o fermare il programma. In genere
si realizza attraverso un segnale mandato dalla shell in corrispondenza
- della pressione di tasti come 'ctrl-c' o 'ctrl-z'.
-\item l'esecuzione di una \texttt{kill} o di una \texttt{raise} da parte del
- processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \texttt{kill}).
-\end{itemize}
+ della pressione di tasti del terminale come \code{C-c} o
+ \code{C-z}.\footnote{indichiamo con \code{C-x} la pressione simultanea al
+ tasto \code{x} del tasto control (ctrl in molte tastiere).}
+\item l'esecuzione di una \func{kill} o di una \func{raise} da parte del
+ processo stesso o di un'altro (solo nel caso della \func{kill}).
+\end{itemize*}
+
+Ciascuno di questi eventi (compresi gli ultimi due che pure sono controllati
+dall'utente o da un altro processo) comporta l'intervento diretto da parte del
+kernel che causa la generazione un particolare tipo di segnale.
-Ciascuno di questi eventi (tranne gli ultimi due che sono controllati
-dall'utente) comporta da parte del kernel la generazione un particolare tipo
-di segnale.
+Quando un processo riceve un segnale, invece del normale corso del programma,
+viene eseguita una azione di default o una apposita routine di gestione (il
+cosiddetto \textit{signal handler} o \textsl{manipolatore}) che può essere
+stata specificata dall'utente (nel qual caso si dice che si
+\textsl{intercetta} il segnale).
\subsection{Le modalità di funzionamento}
\label{sec:sig_semantics}
-Quando un processo riceve un segnale il kernel esegue una apposita routine di
-gestione (il cosiddetto \textit{signal handler}) che può essere specificata
-dall'utente. Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è
-stato modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di unix.
-Attualmente si possono individuare due tipologie fondamentali di comportamento
-dei segnali (dette semantiche) che vengono chiamate rispettivamente
-\textit{reliable} e \textit{unreliable}.
-
-Nella semantica \textit{unreliable} la routine di gestione del segnale
-specificata dall'utente non resta installata una volta chiamata; è perciò a
-carico dell'utente stesso ripetere l'installazione all'interno della routine
-stessa in tutti i casi in cui si vuole che il signal handler esterno resti
+Negli anni il comportamento del sistema in risposta ai segnali è stato
+modificato in vari modi nelle differenti implementazioni di Unix. Si possono
+individuare due tipologie fondamentali di comportamento dei segnali (dette
+semantiche) che vengono chiamate rispettivamente semantica \textsl{affidabile}
+(o \textit{reliable}) e semantica \textsl{inaffidabile} (o
+\textit{unreliable}).
+
+Nella semantica \textsl{inaffidabile} (quella implementata dalle prime
+versioni di Unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente
+non resta attiva una volta che è stata eseguita; è perciò compito dell'utente
+stesso ripetere l'installazione della stessa all'interno della routine di
+gestione, in tutti i casi in cui si vuole che il manipolatore esterno resti
attivo.
-Per questo motivo è possibile una race-condition in cui il segnale arriva
-prima che il suo manipolatore sia installato, nel qual caso il segnale può
-essere perso o causare il comportamento originale (in genere la terminazione
-del processo). Questa è la ragione per cui detti segnali sono chiamati
-\textit{inaffidabili}, in quanto la ricezione del segnale e la reinstallazione
-del suo manipolatore non sono operazioni atomiche.
+In questo caso è possibile una situazione in cui i segnali possono essere
+perduti. Si consideri il seguente segmento di codice, in cui la prima
+operazione del manipolatore è quella di reinstallare se stesso:
+s
+e un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo
+abbia eseguito la reinstallazione di se stesso il segnale può essere perso o
+causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la
+terminazione del processo).
-In caso di implementazione inaffidabile le chiamate di sistema non sono fatte
-ripartire automaticamente quando sono interrotte da un segnale, per questo il
-programma deve controllare lo stato di uscita della chiamata al sistema e
-riperterla nel caso l'errore riportato da \texttt{errno} sia \texttt{EINTR}.
+Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa
+semantica viene chiamata \textsl{inaffidabile}; infatti la ricezione del
+segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni
+atomiche, e sono sempre possibili delle race condition (sull'argomento vedi
+quanto detto in \secref{sec:proc_multi_prog}).
-Inoltre in questo caso non esiste una modalità semplice per ottenere una
-operazione di pausa atomica (cioè mandare in sleep un processo fino all'arrivo
-di un segnale), dato che ci sono casi in cui un segnale può arrivare quando il
-programma non è in grado di accorgersene.
+Un'altro problema è che in questa semantica non esiste un modo per bloccare i
+segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono ignorare il
+segnale, ma non è possibile istruire il sistema a non fare nulla in occasione
+di un segnale, pur mantenendo memoria del fatto che è avvenuto.
-In caso di segnali \textit{reliable} invece il signal handler resta installato
-quando viene chiamato e i problemi precedenti sono evitati. Inoltre alcune
-chiamate di sistema possono essere fatte ripartire automaticamente e si può
-ottenere un'operazione di pausa atomica (usando la funzione POSIX
-\texttt{sigsuspend}).
+% Un caso classico in cui si incontra questo problema, è quello in cui si usa il
+% manipolatore per settare un flag che riporta al processo l'occorrenza del
+% segnale, così che questo possa prendere provvedimenti al di fuori del
+% manipolatore. Si consideri il seguente segmento di codice il cui scopo sarebbe
+% quello di fermare il processo fino all'occorrenza di un opportuno segnale:
+% \footnotesize
+% \begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+% int signal_flag = 0;
+% main()
+% {
+% int sig_handler(); /* handler function */
+% ...
+% signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */
+% ...
+% while(signal_flag == 0) { /* while flag is zero */
+% pause(); /* go to sleep */
+% }
+% ...
+% }
+% int sig_handler()
+% {
+% signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */
+% signal_flag = 1; /* set flag */
+% }
+% \end{lstlisting}
+% \normalsize
+% l'idea è che quando il processo trova il flag a zero viene messo in sleep e
+% verrà risvegliato solo dalla ricezione di un segnale. Il manipolatore si
+% limita in questo caso a settare il flag a uno; all'uscita dal manipolatore la
+% chiamata a \func{pause} è interrotta ed il processo viene risvegliato e
+% riprende l'esecuzione all'istruzione successiva, ma essendo cambiato il flag
+% la condizione non è più soddisfatta e il programma prosegue.
-\subsubsection{Tipi di segnali}
-\label{sec:sig_types}
+% Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che
+% il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \code{while} e la
+% chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato,
+% il processo resterà in sleep permanentemente.
+
+% Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una
+% modalità semplice per ottenere una operazione di attesa mandando in stato di
+% sleep (vedi \ref{sec:proc_sched}) un processo fino all'arrivo di un segnale.
+Nella semantica \textsl{affidabile} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix
+moderno) il manipolatore una volta installato resta attivo e non si hanno
+tutti i problemi precedenti. In questa semantica i segnali vengono
+\textsl{generati} dal kernel per un processo all'occorrenza dell'evento che
+causa il segnale. In genere questo viene fatto dal kernel settando l'apposito
+campo della \var{task\_struct} del processo nella process table (si veda
+\figref{fig:proc_task_struct}).
-In generale gli eventi che generano i segnali si possono dividere in tre
-categorie principali: errori, eventi e richieste esplicite.
+Si dice che il segnale viene \textsl{consegnato} al processo (dall'inglese
+\textit{delivered}) quando viene eseguita l'azione per esso prevista, mentre
+per tutto il tempo che passa fra la generazione del segnale e la sua consegna
+esso è detto \textsl{pendente} (o \textit{pending}). In genere questa
+procedura viene effettuata dallo scheduler quando, riprendendo l'esecuzione
+del processo in questione, verifica la presenza del segnale nella
+\var{task\_struct} e mette in esecuzione il manipolatore.
+
+In questa semantica un processo ha la possibilità di bloccare la consegna dei
+segnali, in questo caso, se l'azione per il suddetto segnale non è quella di
+ignorarlo, il segnale resta \textsl{pendente} fintanto che il processo non lo
+sblocca (nel qual caso viene consegnato) o setta l'azione di default per
+ignorarlo.
+
+Si tenga presente che il kernel stabilisce cosa fare con un segnale che è
+stato bloccato al momento della consegna, non quando viene generato; questo
+consente di cambiare l'azione per il segnale prima che esso venga consegnato,
+e si può usare la funzione \func{sigpending} (vedi
+\secref{sec:sig_sigpending}) per determinare quali segnali sono bloccati e
+quali sono pendenti.
+
+
+\subsection{Tipi di segnali}
+\label{sec:sig_types}
+
+In generale gli eventi che generano segnali si possono dividere in tre
+categorie principali: errori, eventi esterni e richieste esplicite.
Un errore significa che un programma ha fatto qualcosa di sbagliato e non può
continuare ad essere eseguito. Non tutti gli errori causano dei segnali, in
input, scadenze di un timer, terminazione di processi figli.
Una richiesta esplicita significa l'uso di una chiamata di sistema (come
-\texttt{kill} o \texttt{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
+\func{kill} o \func{raise}) per la generazione di un segnale, cosa che
viene fatta usualmente dalla shell quando l'utente invoca la sequenza di tasti
di stop o di suspend, ma può essere pure inserita all'interno di un programma.
-Si dice poi che i segnali possono essere \textit{asincroni} o
-\textit{sincroni}. Un segnale sincrono è legato ad una azione specifica di un
-programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante tale azione;
-molti errori generano segnali sincroni, così come la richiesta esplicita da
-parte del processo tramite le chiamate al sistema. Alcuni errori come la
-divisione per zero non sono completamente sincroni e possono arrivare dopo
-qualche istruzione.
+Si dice poi che i segnali possono essere \textsl{asincroni} o
+\textsl{sincroni}. Un segnale \textsl{sincrono} è legato ad una azione
+specifica di un programma ed è inviato (a meno che non sia bloccato) durante
+tale azione; molti errori generano segnali \textsl{sincroni}, così come la
+richiesta esplicita da parte del processo tramite le chiamate al sistema.
+Alcuni errori come la divisione per zero non sono completamente sincroni e
+possono arrivare dopo qualche istruzione.
-I segnali asincroni sono generati da eventi fuori dal controllo del processo
-che li riceve e arrivano in tempi impredicibili nel corso dell'esecuzione del
-programma. Eventi esterni come la terminazione di un processo figlio generano
-segnali asincroni, così come le richieste di generazione di un segnale
-effettuate da altri processi.
+I segnali \textsl{asincroni} sono generati da eventi fuori dal controllo del
+processo che li riceve, e arrivano in tempi impredicibili nel corso
+dell'esecuzione del programma. Eventi esterni come la terminazione di un
+processo figlio generano segnali \textsl{asincroni}, così come le richieste di
+generazione di un segnale effettuate da altri processi.
In generale un tipo di segnale o è sincrono o è asincrono, salvo il caso in
cui esso sia generato attraverso una richiesta esplicita tramite chiamata al
chiamata) può diventare sincrono o asincrono a seconda che sia generato
internamente o esternamente al processo.
-\section{La notifica dei segnali}
+
+\subsection{La notifica dei segnali}
\label{sec:sig_notification}
-Quando un segnale viene generato il kernel prende nota del fatto; si dice così
-che diventa \textit{pending} (sospeso), e rimarrà tale fino al momento in cui
-verrà notificato al processo a cui deve essere inviato.
+Come accennato quando un segnale viene generato, se la sua azione di default
+non è quella di essere ignorato, il kernel prende nota del fatto nella
+\var{task\_struct} del processo; si dice così che il segnale diventa
+\textsl{pendente} (o \textit{pending}), e rimane tale fino al momento in cui
+verrà notificato al processo (o verrà specificata come azione di default
+quella di ignorarlo).
-Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato, a
-meno che il segnale in questione non sia stato bloccato (\textit{blocked}) nel
-qual caso l'invio non avviene ed il segnale resta sospeso indefinitamente. Una
-volta però che esso venga sbloccato il segnale sarà subito notificato.
+Normalmente l'invio al processo che deve ricevere il segnale è immediato ed
+avviene non appena questo viene rimesso in esecuzione dallo scheduler che
+esegue l'azione specificata. Questo a meno che il segnale in questione non sia
+stato bloccato prima della notifica, nel qual caso l'invio non avviene ed il
+segnale resta \textsl{pendente} indefinitamente. Quando lo si sblocca il
+segnale \textsl{pendente} sarà subito notificato.
-Una volta che il segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
-una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per detto
-segnale. Per alcuni segnali (\texttt{SIGKILL} e \texttt{SIGSTOP}) questa azione
-è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri il programma può
-specificare una scelta fra le tre seguenti:
+Si ricordi però che se l'azione specificata per un segnale è quella di essere
+ignorato questo sarà scartato immediatamente al momento della sua generazione,
+e questo anche se in quel momento il segnale è bloccato (perché ciò che viene
+bloccata è la notifica). Per questo motivo un segnale, fintanto che viene
+ignorato, non sarà mai notificato, anche se è stato bloccato ed in seguito si
+è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla
+nuova specificazione saranno notificati).
-\begin{itemize}
-\item ignorare il segnale
-\item utilizzare il manipolatore (\textit{signal handler}) specificato
-\item accettare l'azione di default per quel segnale.
-\end{itemize}
+Una volta che un segnale viene notificato (che questo avvenga subito o dopo
+una attesa più o meno lunga) viene eseguita l'azione specificata per il
+segnale. Per alcuni segnali (\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP}) questa azione
+è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare
+una delle tre possibilità seguenti:
-Il programma può specificare queste scelte usano le due routine
-\texttt{signal} e \texttt{sigaction}; se si è installato un manipolatore sarà
-quest'ultimo a intercettare il segnale ed ad essere eseguito, e mentre viene
-eseguito (onde evitare race conditions) il segnale viene bloccato.
+\begin{itemize*}
+\item ignorare il segnale.
+\item catturare il segnale, ed utilizzare il manipolatore specificato.
+\item accettare l'azione di default per quel segnale.
+\end{itemize*}
-Se l'azione specificata per un certo tipo di segnale è quella di ignorarlo
-questo sarà scartato immediatamente ogni volta che verrà generato, e questo
-avverrà anche se in quel momento il segnale è bloccato. Per questo un segnale
-ignorato non sarà mai notificato, anche se in seguito si sarà specificata una
-diversa azione per lo stesso segnale.
+Un programma può specificare queste scelte usando le due funzioni
+\func{signal} e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e
+\secref{sec:sig_sigaction}). Se si è installato un manipolatore sarà
+quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. Inoltre il sistema
+farà si che mentre viene eseguito il manipolatore di un segnale, quest'ultimo
+venga automaticamente bloccato (così si possono evitare race condition).
-Se arriva un segnale per il quale non è stato specificata un'azione viene
-utilizzata l'azione standard. Questa è diversa da segnale a segnale (come
-vedremo in \ref{sec:sig_standard}) ma per la maggior parte essa comporta la
-terminazione del processo, per alcuni che invece rappresentano eventi innocui
-l'azione standard è di non fare nulla.
+Nel caso non sia stata specificata un'azione, viene utilizzata l'azione
+standard che (come vedremo in \secref{sec:sig_standard}) è propria di ciascun
+segnale; nella maggior parte dei casi essa porta alla terminazione del
+processo, ma alcuni segnali che rappresentano eventi innocui vengono ignorati.
Quando un segnale termina un processo, il padre può determinare la causa della
terminazione esaminando il codice di stato riportato delle funzioni
-\texttt{wait} e \texttt{waitpid} in cui è riportato anche se la causa è un
-segnale e nel caso quale; questo è il modo in cui la shell determina i motivi
-della terminazione di un programma e scrive un eventuale messaggio di errore.
+\func{wait} e \func{waitpid} (vedi \secref{sec:proc_wait}); questo è il modo
+in cui la shell determina i motivi della terminazione di un programma e scrive
+un eventuale messaggio di errore.
I segnali che rappresentano errori del programma (divisione per zero o
-violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file
-\textit{core dump} che registra lo stato del processo prima della terminazione
-e può essere esaminato da un debugger per investigare sulla causa dell'errore.
-Lo stesso avviene se i suddetti segnale vengono generati artificialmente con
-una \texttt{kill}.
+violazioni di accesso) hanno anche la caratteristica di scrivere un file di
+\textit{core dump} che registra lo stato del processo (ed in particolare della
+memoria e dello stack) prima della terminazione. Questo può essere esaminato
+in seguito con un debugger per investigare sulla causa dell'errore. Lo stesso
+avviene se i suddetti segnale vengono generati con una \func{kill}.
+
+\section{La classificazione dei segnali}
+\label{sec:sig_classification}
+
+Esamineremo in questa sezione quali sono i vari segnali definiti nel sistema,
+le loro caratteristiche e tipologia, le varie macro e costanti che permettono
+di identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione.
\subsection{I segnali standard}
\label{sec:sig_standard}
-Esaminiamo ora i vari segnali disponibili e le loro caratteristiche.
Ciascun segnale è identificato rispetto al sistema da un numero, ma l'uso
diretto di questo numero da parte dei programmi è da evitare, in quanto esso
-può variare a seconda dell'implementazione del sistema.
-
-Per questo ad ogni tipo di segnale viene associato un nome, che corrisponde
-tramite una macro di preprocessore, al suddetto numero, e sono questi nomi,
-che sono standardizzati e uniformi rispetto alle varie implementazioni, che si
-devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni che concernono i
-segnali sono definiti nell'header di sistema \texttt{signal.h}.
+può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux,
+anche a seconda dell'architettura hardware.
+Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, definendo con una
+macro di preprocessore una costante uguale al suddetto numero. Sono questi
+nomi, che sono standardizzati e sostanzialmente uniformi rispetto alle varie
+implementazioni, che si devono usare nei programmi. Tutti i nomi e le funzioni
+che concernono i segnali sono definiti nell'header di sistema \file{signal.h}.
-Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \texttt{NSIG}, e dato
+Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \macro{NSIG}, e dato
che i numeri dei segnali sono allocati progressivamente, essa corrisponde
anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito.
+In \tabref{tab:sig_signal_list} si è riportato l'elenco completo dei segnali
+definiti in Linux (estratto dalle man page), comparati con quelli definiti in
+vari standard.
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|c|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Sigla} & \textbf{Significato} \\
+ \hline
+ \hline
+ A & L'azione di default è terminare il processo. \\
+ B & L'azione di default è ignorare il segnale. \\
+ C & L'azione di default è terminare il processo e scrivere un \textit{core
+ dump}. \\
+ D & L'azione di default è fermare il processo. \\
+ E & Il segnale non può essere intercettato. \\
+ F & Il segnale non può essere ignorato.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Legenda delle azioni di default dei segnali riportate in
+ \tabref{tab:sig_signal_list}.}
+ \label{tab:sig_action_leg}
+\end{table}
+
+In \tabref{tab:sig_signal_list} si sono anche riportate le azioni di default
+di ciascun segnale (riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in
+\tabref{tab:sig_action_leg}), quando nessun manipolatore è installato un
+segnale può essere ignorato o causare la terminazione del processo. Nella
+colonna standard sono stati indicati anche gli standard in cui ciascun segnale
+è definito, secondo lo schema di \tabref{tab:sig_standard_leg}.
+
+
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|c|l|}
+ \hline
+ \textbf{Sigla} & \textbf{Standard} \\
+ \hline
+ \hline
+ P & POSIX. \\
+ B & BSD. \\
+ L & Linux.\\
+ S & SUSv2.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di
+ \tabref{tab:sig_signal_list}.}
+ \label{tab:sig_standard_leg}
+\end{table}
+In alcuni casi alla terminazione del processo è associata la creazione di un
+file (posto nella directory corrente del processo e chiamato \file{core}) su
+cui viene salvata un'immagine della memoria del processo (il cosiddetto
+\textit{core dump}), che può essere usata da un debugger per esaminare lo
+stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale.
-\subsubsection{Segnali di errore di programma}
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|c|c|p{8cm}|}
+ \hline
+ \textbf{Segnale}&\textbf{Standard}&\textbf{Azione}&\textbf{Descrizione} \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{SIGHUP} &PL & A & Hangup o fine del processo di controllo \\
+ \macro{SIGINT} &PL & A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c}) \\
+ \macro{SIGQUIT} &PL & C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\
+ \macro{SIGILL} &PL & C & Istruzione illegale \\
+ \macro{SIGABRT} &PL & C & Segnale di abort da \func{abort} \\
+ \macro{SIGFPE} &PL & C & Errore aritmetico \\
+ \macro{SIGKILL} &PL &AEF& Segnale di terminazione forzata \\
+ \macro{SIGSEGV} &PL & C & Errore di accesso in memoria \\
+ \macro{SIGPIPE} &PL & A & Pipe spezzata \\
+ \macro{SIGALRM} &PL & A & Segnale del timer da \func{alarm} \\
+ \macro{SIGTERM} &PL & A & Segnale di terminazione \verb|C-\| \\
+ \macro{SIGUSR1} &PL & A & Segnale utente numero 1 \\
+ \macro{SIGUSR2} &PL & A & Segnale utente numero 2 \\
+ \macro{SIGCHLD} &PL & B & Figlio terminato o fermato \\
+ \macro{SIGCONT} &PL & & Continua se fermato \\
+ \macro{SIGSTOP} &PL &DEF& Ferma il processo \\
+ \macro{SIGTSTP} &PL & D & Stop typed at tty \\
+ \macro{SIGTTIN} &PL & D & Input sul terminale per un processo
+ in background \\
+ \macro{SIGTTOU} &PL & D & Output sul terminale per un processo
+ in background \\
+ \macro{SIGBUS} &SL & C & Errore sul bus (bad memory access) \\
+ \macro{SIGPOLL} &SL & A & Pollable event (Sys V).
+ Sinonimo di \macro{SIGIO} \\
+ \macro{SIGPROF} &SL & A & Timer del profiling scaduto \\
+ \macro{SIGSYS} &SL & C & Bad argument to routine (SVID) \\
+ \macro{SIGTRAP} &SL & C & Trace/breakpoint trap \\
+ \macro{SIGURG} &SLB& B & Urgent condition on socket \\
+ \macro{SIGVTALRM}&SLB& A & Virtual alarm clock \\
+ \macro{SIGXCPU} &SLB& C & Ecceduto il limite sul CPU time \\
+ \macro{SIGXFSZ} &SLB& C & Ecceduto il limite sulla dimensione dei file \\
+ \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. A synonym for \macro{SIGABRT} \\
+ \macro{SIGEMT} &L & & \\
+ \macro{SIGSTKFLT}&L & A & Stack fault on coprocessor \\
+ \macro{SIGIO} &LB & A & I/O now possible (4.2 BSD) \\
+ \macro{SIGCLD} &L & & A synonym for \macro{SIGCHLD} \\
+ \macro{SIGPWR} &L & A & Fallimento dell'alimentazione \\
+ \macro{SIGINFO} &L & & A synonym for \macro{SIGPWR} \\
+ \macro{SIGLOST} &L & A & Perso un lock sul file (per NFS) \\
+ \macro{SIGWINCH} &LB & B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\
+ \macro{SIGUNUSED}&L & A & Unused signal (will be SIGSYS) \\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Lista dei segnali in Linux.}
+ \label{tab:sig_signal_list}
+\end{table}
-Questi segnali sono generati quando c'è un grave errore nel programma rilevato
-dal sistema o dallo stesso hardware. In generale indicano che il programma ha
-dei gravi problemi e l'esecuzione non può essere proseguita.
+La descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per
+tipologia, verrà affrontate nel seguito.
-Alcuni programmi usano questi segnali per riordinare le cose prima di uscire.
-Ad esempio ripristinare i settaggi della console, o eliminare i file di lock.
-In questo caso il manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di
-default e rialzando il segnale, così che il programma possa concludersi come
-se il manipolatore non ci fosse mai stato.
-L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
+\subsection{Segnali di errore di programma}
+\label{sec:sig_prog_error}
+
+Questi segnali sono generati quando il sistema, o in certi casi direttamente
+l'hardware (come per i page fault non validi) rileva un qualche errore
+insanabile nel programma in esecuzione. In generale la generazione di questi
+segnali significa che il programma ha dei gravi problemi (ad esempio ha
+dereferenziato un puntatore non valido o ha eseguito una operazione aritmetica
+proibita) e l'esecuzione non può essere proseguita.
+
+In genere si intercettano questi segnali per permettere al programma di
+terminare in maniera pulita, ad esempio per ripristinare i settaggi della
+console o eliminare i file di lock prima dell'uscita. In questo caso il
+manipolatore deve concludersi ripristinando l'azione di default e rialzando il
+segnale, in questo modo il programma si concluderà senza effetti spiacevoli,
+ma riportando lo stesso stato di uscita che avrebbe avuto se il manipolatore
+non ci fosse stato.
+
+L'azione di default per tutti questi segnali è causare la terminazione del
processo che li ha causati. In genere oltre a questo il segnale provoca pure
-la registrazione su disco di un \textit{core dump file} che viene scritto in
-un file \texttt{core} nella directory corrente del processo al momento
-dell'errore.
+la registrazione su disco di un file di \textit{core dump} che viene scritto
+in un file \file{core} nella directory corrente del processo al momento
+dell'errore, che il debugger può usare per ricostruire lo stato del programma
+al momento della terminazione.
Questi segnali sono:
-
-\begin{itemize}
-\item \texttt{SIGFPE} Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGFPE}] Riporta un errore aritmetico fatale. Benché il nome
derivi da \textit{floating point exception} si applica a tutti gli errori
- aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
+ aritmetici compresa la divisione per zero e l'overflow.
+
+ Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è indefinito, ed
+ ignorare questo segnale può condurre ad un loop infinito.
% Per questo segnale le cose sono complicate dal fatto che possono esserci
% molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo
-% standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce vaire eccezioni
+% standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce varie eccezioni
% aritmetiche e richiede che esse siano notificate.
-\item \texttt{SIGFPE} Il nome deriva da \textit{illegal instruction}
-\item \texttt{SIGILL}
-\item \texttt{SIGSEGV}
-\item \texttt{SIGBUS}
-\item \texttt{SIGABRT}
-\item \texttt{SIGTRAP}
-\item \texttt{SIGSYS}
+
+\item[\macro{SIGILL}] Il nome deriva da \textit{illegal instruction},
+ significa che il programma sta cercando di eseguire una istruzione
+ privilegiata o inesistente, in generale del codice illegale. Poiché il
+ compilatore del C genera del codice valido si ottiene questo segnale se il
+ file eseguibile è corrotto o si stanno cercando di eseguire dei dati.
+ Quest'ultimo caso può accadere quando si passa un puntatore sbagliato al
+ posto di un puntatore a funzione, o si eccede la scrittura di un vettore di
+ una variabile locale, andando a corrompere lo stack. Lo stesso segnale viene
+ generato in caso di overflow dello stack o di problemi nell'esecuzione di un
+ manipolatore. Se il manipolatore ritorna il comportamento del processo è
+ indefinito.
+\item[\macro{SIGSEGV}] Il nome deriva da \textit{segment violation}, e
+ significa che il programma sta cercando di leggere o scrivere in una zona di
+ memoria protetta al di fuori di quella che gli è stata riservata dal
+ sistema. In genere è il meccanismo della protezione della memoria che si
+ accorge dell'errore ed il kernel genera il segnale. Se il manipolatore
+ ritorna il comportamento del processo è indefinito.
+
+ È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non
+ inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore.
+\item[\macro{SIGBUS}] Il nome deriva da \textit{bus error}. Come
+ \macro{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si
+ dereferenzia un puntatore non inizializzato, la differenza è che
+ \macro{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente
+ (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \macro{SIGBUS} indica
+ l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non
+ allineato.
+\item[\macro{SIGABRT}] Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che
+ il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la
+ funzione \func{abort} che genera questo segnale.
+\item[\macro{SIGTRAP}] È il segnale generato da un'istruzione di breakpoint o
+ dall'attivazione del tracciamento per il processo. È usato dai programmi per
+ il debugging e se un programma normale non dovrebbe ricevere questo segnale.
+\item[\macro{SIGSYS}] Sta ad indicare che si è eseguita una istruzione che
+ richiede l'esecuzione di una system call, ma si è fornito un codice
+ sbagliato per quest'ultima.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{I segnali di terminazione}
+\label{sec:sig_termination}
+
+Questo tipo di segnali sono usati per terminare un processo; hanno vari nomi a
+causa del differente uso che se ne può fare, ed i programmi possono
+trattarli in maniera differente.
+
+La ragione per cui può essere necessario trattare questi segnali è che il
+programma può dover eseguire una serie di azioni di pulizia prima di
+terminare, come salvare informazioni sullo stato in cui si trova, cancellare
+file temporanei, o ripristinare delle condizioni alterate durante il
+funzionamento (come il modo del terminale o i settaggi di una qualche
+periferica).
+
+L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
+segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGTERM}] Il nome sta per \textit{terminate}. È un segnale
+ generico usato per causare la conclusione di un programma. Al contrario di
+ \macro{SIGKILL} può essere intercettato, ignorato, bloccato. In genere lo si
+ usa per chiedere in maniera ``educata'' ad un processo di concludersi.
+\item[\macro{SIGINT}] Il nome sta per \textit{interrupt}. È il segnale di
+ interruzione per il programma. È quello che viene generato di default dal
+ comando \cmd{kill} o dall'invio sul terminale del carattere di controllo
+ INTR (interrupt, generato dalla sequenza \macro{C-c}).
+\item[\macro{SIGQUIT}] È analogo a \macro{SIGINT} con la differenze che è
+ controllato da un'altro carattere di controllo, QUIT, corrispondente alla
+ sequenza \verb|C-\|. A differenza del precedente l'azione di default,
+ oltre alla terminazione del processo, comporta anche la creazione di un core
+ dump.
+
+ In genere lo si può pensare come corrispondente ad una condizione di
+ errore del programma rilevata dall'utente. Per questo motivo non è opportuno
+ fare eseguire al manipolatore di questo segnale le operazioni di pulizia
+ normalmente previste (tipo la cancellazione di file temporanei), dato che in
+ certi casi esse possono eliminare informazioni utili nell'esame dei core
+ dump.
+\item[\macro{SIGKILL}] Il nome è utilizzato per terminare in maniera immediata
+ qualunque programma. Questo segnale non può essere né intercettato, né
+ ignorato, né bloccato, per cui causa comunque la terminazione del processo.
+ In genere esso viene generato solo per richiesta esplicita dell'utente dal
+ comando (o tramite la funzione) \cmd{kill}. Dato che non lo si può
+ intercettare è sempre meglio usarlo come ultima risorsa quando metodi meno
+ brutali, come \macro{SIGTERM} o \macro{C-c} non funzionano.
+
+ Se un processo non risponde a nessun altro segnale \macro{SIGKILL} ne causa
+ sempre la terminazione (in effetti il fallimento della terminazione di un
+ processo da parte di \macro{SIGKILL} costituirebbe un malfunzionamento del
+ kernel). Talvolta è il sistema stesso che può generare questo segnale quando
+ per condizioni particolari il processo non può più essere eseguito neanche
+ per eseguire un manipolatore.
+\item[\macro{SIGHUP}] Il nome sta per \textit{hang-up}. Segnala che il
+ terminale dell'utente si è disconnesso (ad esempio perché si è interrotta la
+ rete). Viene usato anche per riportare la terminazione del processo di
+ controllo di un terminale a tutti i processi della sessione, in modo che
+ essi possano disconnettersi dal relativo terminale.
+
+ Viene inoltre usato in genere per segnalare ai demoni (che non hanno un
+ terminale di controllo) la necessità di reinizializzarsi e rileggere il/i
+ file di configurazione.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{I segnali di allarme}
+\label{sec:sig_alarm}
+
+Questi segnali sono generati dalla scadenza di un timer. Il loro comportamento
+di default è quello di causare la terminazione del programma, ma con questi
+segnali la scelta di default è irrilevante, in quanto il loro uso presuppone
+sempre la necessità di un manipolatore. Questi segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGALRM}] Il nome sta per \textit{alarm}. Segnale la scadenza di
+ un timer misurato sul tempo reale o sull'orologio di sistema. È normalmente
+ usato dalla funzione \func{alarm}.
+\item[\macro{SIGVTALRM}] Il nome sta per \textit{virtual alarm}. È analogo al
+ precedente ma segnala la scadenza di un timer sul tempo di CPU usato dal
+ processo.
+\item[\macro{SIGPROF}] Il nome sta per \textit{profiling}. Indica la scadenza
+ di un timer che misura sia il tempo di CPU speso direttamente dal processo
+ che quello che il sistema ha speso per conto di quest'ultimo. In genere
+ viene usato dai tool che servono a fare il profilo d'uso della CPU da parte
+ del processo.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{I segnali di I/O asincrono}
+\label{sec:sig_asyncio}
+
+Questi segnali operano in congiunzione con le funzioni di I/O asincrono. Per
+questo occorre comunque usare \func{fcntl} per abilitare un file descriptor a
+generare questi segnali.
+
+L'azione di default è di essere ignorati. Questi segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGIO}] Questo segnale viene inviato quando un file descriptor è
+ pronto per eseguire dell'input/output. In molti sistemi solo i socket e i
+ terminali possono generare questo segnale, in Linux questo può essere usato
+ anche per i file, posto che la \func{fcntl} abbia avuto successo.
+\item[\macro{SIGURG}] Questo segnale è inviato quando arrivano dei dati
+ urgenti o \textit{out of band} su di un socket; per maggiori dettagli al
+ proposito si veda \secref{sec:xxx_urgent_data}.
+\item[\macro{SIGPOLL}] Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è
+ definito solo per compatibilità con i sistemi System V.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{I segnali per il controllo di sessione}
+\label{sec:sig_job_control}
+
+Questi sono i segnali usati dal controllo delle sessioni e dei processi, il
+loro uso è specifico e viene trattato in maniera specifica nelle sezioni in
+cui si trattano gli argomenti relativi. Questi segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGCHLD}] Questo è il segnale mandato al processo padre quando un
+ figlio termina o viene fermato. L'azione di default è di ignorare il
+ segnale, la sua gestione è trattata in \secref{sec:proc_wait}.
+\item[\macro{SIGCLD}] Per Linux questo è solo un segnale identico al
+ precedente, il nome è obsoleto e andrebbe evitato.
+\item[\macro{SIGCONT}] Il nome sta per \textit{continue}. Il segnale viene
+ usato per fare ripartire un programma precedentemente fermato da
+ \macro{SIGSTOP}. Questo segnale ha un comportamento speciale, e fa sempre
+ ripartire il processo prima della sua consegna. Il comportamento di default
+ è di fare solo questo; il segnale non può essere bloccato. Si può anche
+ installare un manipolatore, ma il segnale provoca comunque il riavvio del
+ processo.
+
+ La maggior pare dei programmi non hanno necessità di intercettare il
+ segnale, in quanto esso è completamente trasparente rispetto all'esecuzione
+ che riparte senza che il programma noti niente. Si possono installare dei
+ manipolatori per far si che un programma produca una qualche azione speciale
+ se viene fermato e riavviato, come per esempio riscrivere un prompt, o
+ inviare un avviso.
+\item[\macro{SIGSTOP}] Il segnale ferma un processo (lo porta in uno stato di
+ sleep); il segnale non può essere né intercettato, né ignorato, né bloccato.
+\item[\macro{SIGTSTP}] Il nome sta per \textit{interactive stop}. Il segnale
+ ferma il processo interattivamente, ed è generato dal carattere SUSP
+ (prodotto dalla combinazione \macro{C-z}), ed al contrario di
+ \macro{SIGSTOP} può essere intercettato e ignorato. In genere un programma
+ installa un manipolatore per questo segnale quando vuole lasciare il sistema
+ o il terminale in uno stato definito prima di fermarsi; se per esempio un
+ programma ha disabilitato l'eco sul terminale può installare un manipolatore
+ per riabilitarlo prima di fermarsi.
+\item[\macro{SIGTTIN}] Un processo non può leggere dal terminale se esegue una
+ sessione di lavoro in background. Quando un processo in background tenta di
+ leggere da un terminale viene inviato questo segnale a tutti i processi
+ della sessione di lavoro. L'azione di default è di fermare il processo.
+ L'argomento è trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
+\item[\macro{SIGTTOU}] Segnale analogo al precedente \macro{SIGTTIN}, ma
+ generato quando si tenta di scrivere o modificare uno dei modi del
+ terminale. L'azione di default è di fermare il processo, l'argomento è
+ trattato in \secref{sec:sess_xxx}.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{I segnali di operazioni errate}
+\label{sec:sig_oper_error}
+
+Questi segnali sono usati per riportare al programma errori generati da
+operazioni da lui eseguite; non indicano errori del programma quanto errori
+che impediscono il completamento dell'esecuzione dovute all'interazione con il
+resto del sistema.
+
+L'azione di default di questi segnali è di terminare il processo, questi
+segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGPIPE}] Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipe o
+ delle FIFO è necessario che, prima che un processo inizi a scrivere su di
+ essa, un'altro abbia aperto la pipe in lettura (si veda
+ \secref{sec:ipc_pipes}). Se il processo in lettura non è partito o è
+ terminato inavvertitamente alla scrittura sulla pipe il kernel genera questo
+ segnale. Se il segnale è bloccato, intercettato o ignorato la chiamata che
+ lo ha causato fallisce restituendo l'errore \macro{EPIPE}
+\item[\macro{SIGLOST}] Sta per \textit{Resource lost}. Viene generato quando
+ c'è un advisory lock su un file NFS, ed il server riparte dimenticando la
+ situazione precedente.
+\item[\macro{SIGXCPU}] Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. Questo
+ segnale è generato quando un processo eccede il limite impostato per il
+ tempo di CPU disponibile, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
+\item[\macro{SIGXFSZ}] Sta per \textit{File size limit exceeded}. Questo
+ segnale è generato quando un processo tenta di estendere un file oltre le
+ dimensioni specificate dal limite impostato per le dimensioni massime di un
+ file, vedi \secref{sec:sys_xxx}.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{Ulteriori segnali}
+\label{sec:sig_misc_sig}
+
+Raccogliamo qui infine usa serie di segnali che hanno scopi differenti non
+classificabili in maniera omogenea. Questi segnali sono:
+\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2.0cm}}
+\item[\macro{SIGUSR1} e \macro{SIGUSR2}] Sono due segnali a disposizione
+ dell'utente che li può usare per quello che vuole. Possono essere utili per
+ implementare una comunicazione elementare fra processi diversi, o per
+ eseguire a richiesta una operazione utilizzando un manipolatore. L'azione di
+ default è terminare il processo.
+\item[\macro{SIGWINCH}] Il nome sta per \textit{window (size) change} ed è
+ generato da molti sistemi (GNU/Linux compreso) quando le dimensioni (in
+ righe e colonne) di un terminale vengono cambiate. Viene usato da alcuni
+ programmi testuali per riformattare l'uscita su schermo quando si cambia
+ dimensione a quest'ultimo. L'azione di default è di essere ignorato.
+\item[\macro{SIGINFO}] Il segnale indica una richiesta di informazioni. È
+ usato con il controllo di sessione, causa la stampa di informazioni da parte
+ del processo leader del gruppo associato al terminale di controllo, gli
+ altri processi lo ignorano.
+\end{basedescript}
+
+
+\subsection{Le funzioni \func{strsignal} e \func{psignal}}
+\label{sec:sig_strsignal}
+
+Per la descrizione dei segnali il sistema mette a disposizione due funzioni,
+\func{strsignal} e \func{psignal}, che stampano un messaggio di descrizione
+dato il numero. In genere si usano quando si vuole notificare all'utente il
+segnale avvenuto (nel caso di terminazione di un processo figlio o di un
+manipolatore che gestisce più segnali); la prima funzione è una estensione
+GNU, accessibile avendo definito \macro{\_GNU\_SOURCE}, ed è analoga alla
+funzione \func{strerror} (si veda \secref{sec:sys_strerror}) per gli errori:
+\begin{prototype}{string.h}{char *strsignal(int signum)}
+ Ritorna il puntatore ad una stringa che contiene la descrizione del segnale
+ \var{signum}.
+\end{prototype}
+\noindent dato che la stringa è allocata staticamente non se ne deve
+modificare il contenuto, che resta valido solo fino alla successiva chiamata
+di \func{strsignal}. Nel caso si debba mantenere traccia del messaggio sarà
+necessario copiarlo.
+
+La seconda funzione deriva da BSD ed è analoga alla funzione \func{perror}
+descritta in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{signal.h}{void psignal(int sig, const char *s)}
+ Stampa sullo standard error un messaggio costituito dalla stringa \param{s},
+ seguita da due punti ed una descrizione del segnale indicato da \param{sig}.
+\end{prototype}
+
+Una modalità alternativa per utilizzare le descrizioni restituite da
+\func{strsignal} e \func{psignal} è quello di fare usare la variabile
+\var{sys\_siglist}, che è definita in \file{signal.h} e può essere acceduta
+con la dichiarazione:
+\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{}
+ extern const char *const sys_siglist[]
+\end{lstlisting}
+l'array \var{sys\_siglist} contiene i puntatori alle stringhe di descrizione,
+indicizzate per numero di segnale, per cui una chiamata del tipo di \code{char
+ *decr = strsignal(SIGINT)} può essere sostituita dall'equivalente \code{char
+ *decr = sys\_siglist[SIGINT]}.
+
+
+
+\section{La gestione dei segnali}
+\label{sec:sig_management}
+
+I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, cioè di
+eventi che possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un
+programma. Per questa loro caratteristica la loro gestione non può essere
+effettuata all'interno del normale flusso di esecuzione dello stesso, ma è
+delegata appunto agli eventuali manipolatori che si sono installati.
+
+In questa sezione vedremo come si effettua gestione dei segnali, a partire
+dalla loro interazione con le system call, passando per le varie funzioni che
+permettono di installare i manipolatori e controllare le reazioni di un
+processo alla loro occorrenza.
+
+
+\subsection{Il comportamento generale del sistema.}
+ \label{sec:sig_gen_beha}
+
+Abbiamo già trattato in \secref{sec:sig_intro} le modalità con cui il sistema
+gestisce l'interazione fra segnali e processi, ci resta da esaminare però il
+comportamento delle system call; in particolare due di esse, \func{fork} ed
+\func{exec}, dovranno essere prese esplicitamente in considerazione, data la
+loro stretta relazione con la creazione di nuovi processi.
+
+Come accennato in \secref{sec:proc_fork} quando viene creato un nuovo processo
+con \func{fork} esso eredita dal padre sia le azioni che sono state settate
+per i singoli segnali, che la maschera dei segnali bloccati (tratteremo
+quest'ultimo argomento in \ref{sec:sig_sigpending}). Invece tutti i segnali
+pendenti e gli allarmi vengono cancellati; essi infatti devono essere
+recapitati solo al padre, al figlio dovranno arrivare solo i segnali dovuti
+alle sue azioni.
+
+Quando si mette in esecuzione un nuovo programma con \func{exec} (si ricordi
+quanto detto in \secref{sec:proc_exec}) tutti i segnali per i quali è stato
+installato un manipolatore vengono resettati a \macro{SIG\_DFL}. Non ha più
+senso infatti fare riferimento a funzioni definite nel programma originario,
+che non sono presenti nello spazio di indirizzi del nuovo programma.
+
+Si noti che questo vale solo per le azioni per le quali è stato installato un
+manipolatore; viene mantenuto invece ogni eventuale settaggio dell'azione a
+\macro{SIG\_IGN}. Questo permette ad esempio alla shell di settare ad
+\macro{SIG\_IGN} le risposte per \macro{SIGINT} e \macro{SIGQUIT} per i
+programmi eseguiti in background, che altrimenti sarebbero interrotti da una
+successiva pressione di \texttt{C-c} o \texttt{C-y}.
+
+Per quanto riguarda tutte le altre system call esse vengono tradizionalmente
+classificate, proprio in base al loro comportamento nei confronti dei segnali,
+in \textsl{lente} (\textit{slow}) e \textsl{veloci} (\textit{fast}). La gran
+parte appartiene a quest'ultima categoria che non è influenzata dall'arrivo di
+un segnale. In tal caso un eventuale manipolatore viene sempre eseguito dopo
+che la system call è stata completata. Esse sono dette \textsl{veloci} proprio
+in quanto la loro esecuzione è sostanzialmente immediata e attendere per
+eseguire un manipolatore non comporta nessun inconveniente.
+
+Esistono però dei casi in cui questo non è possibile perché renderebbe
+impossibile una risposta pronta al segnale. In generale questo avviene tutte
+le volte che si ha a che fare con system call che possono bloccarsi
+indefinitamente, (quelle che, per questo, vengono chiamate \textsl{lente}). Un
+elenco dei casi in cui si presenta questa situazione è il seguente:
+\begin{itemize*}
+\item lettura da file che possono bloccarsi in attesa di dati non ancora
+ presenti (come per certi file di dispositivo, la rete o le pipe).
+\item scrittura sugli stessi file, nel caso in cui dati non possano essere
+ accettati immediatamente.
+\item apertura di un file di dispositivo che richiede operazioni non immediate
+ per una una risposta.
+\item operazioni eseguite con \func{ioctl} che non è detto possano essere
+ eseguite immediatamente.
+\item le funzioni di intercomunicazione che si bloccano in attesa di risposte
+ da altri processi.
+\item la funzione \func{pause} (usata appunto per attendere l'-arrivo di un
+ segnale).
+\item la funzione \func{wait} (se nessun processo figlio è ancora terminato).
+\end{itemize*}
+
+In questo caso si pone il problema di cosa fare una volta che il manipolatore
+sia ritornato. La scelta originaria dei primi Unix era quella di far ritornare
+anche la system call restituendo l'errore di \macro{EINTR}. Questa è a
+tutt'oggi una scelta corrente, ma comporta che i programmi che usano dei
+manipolatori controllino lo stato di uscita delle funzioni per ripeterne la
+chiamata qualora l'errore fosse questo.
+
+Dimenticarsi di richiamare una system call interrotta da un segnale è un
+errore comune, tanto che le \acr{glibc} provvedono una macro
+\code{TEMP\_FAILURE\_RETRY(expr)} che esegue l'operazione automaticamente,
+ripetendo l'esecuzione dell'espressione \var{expr} fintanto che il risultato
+non è diverso dall'uscita con un errore \macro{EINTR}.
+
+La soluzione è comunque poco elegante e BSD ha scelto un approccio molto
+diverso, che è quello di fare ripartire automaticamente la system call invece
+di farla fallire. In questo caso ovviamente non c'è da preoccuparsi di
+controllare il codice di errore; si perde però la possibilità di eseguire
+azioni specifiche all'occorrenza di questa particolare condizione.
+
+Linux e le \acr{glibc} consentono di utilizzare entrambi gli approcci,
+attraverso una opportuna opzione di \func{sigaction} (vedi
+\secref{sec:sig_sigaction}). È da chiarire comunque che nel caso di
+interruzione nel mezzo di un trasferimento parziale di dati, le system call
+ritornano sempre indicando i byte trasferiti.
+
+
+\subsection{La funzione \func{signal}}
+\label{sec:sig_signal}
+
+L'interfaccia più semplice per la gestione dei segnali è costituita dalla
+funzione \func{signal} che è definita fin dallo standard ANSI C. Quest'ultimo
+però non considera sistemi multitasking, per cui la definizione è tanto vaga
+da essere del tutto inutile in un sistema Unix; è questo il motivo per cui
+ogni implementazione successiva ne ha modificato e ridefinito il
+comportamento, pur mantenendone immutato il prototipo\footnote{in realtà
+ alcune vecchie implementazioni (SVR4 e 4.3+BSD) usano parametri aggiuntivi
+ per definire il comportamento della funzione.} che è:
+\begin{prototype}{signal.h}
+ {sighandler\_t signal(int signum, sighandler\_t handler)}
+
+ Installa la funzione di gestione \param{handler} (il manipolatore) per il
+ segnale \param{signum}.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna il precedente manipolatore in caso di successo
+ o \macro{SIG\_ERR} in caso di errore.}
+\end{prototype}
+
+In questa definizione si è usato il tipo \type{sighandler\_t} che è una
+estensione GNU, definita dalle \acr{glibc}, che permette di riscrivere il
+prototipo in una forma più leggibile dell'originario:
+\begin{verbatim}
+void (*signal(int signum, void (*handler)(int)))int)
+\end{verbatim}
+questa infatti, per la poca chiarezza della sintassi del C quando si vanno a
+trattare puntatori a funzioni, è molto meno comprensibile. Da un confronto
+con il precedente prototipo si può dedurre la definizione di
+\type{sighandler\_t} che è:
+\begin{verbatim}
+ typedef void (* sighandler_t)(int)
+\end{verbatim}
+e cioè un puntatore ad una funzione \type{void} (cioè senza valore di ritorno)
+e che prende un argomento di tipo \type{int}.\footnote{si devono usare le
+ parentesi intorno al nome della funzione per via delle precedenze degli
+ operatori del C, senza di esse si sarebbe definita una funzione che ritorna
+ un puntatore a \type{void} e non un puntatore ad una funzione \type{void}.}
+La funzione \func{signal} quindi restituisce e prende come secondo argomento
+un puntatore a una funzione di questo tipo, che è appunto il manipolatore del
+segnale.
+
+Il numero di segnale passato in \param{signum} può essere indicato
+direttamente con una delle costanti definite in \secref{sec:sig_standard}. Il
+manipolatore \param{handler} invece, oltre all'indirizzo della funzione da
+chiamare all'occorrenza del segnale, può assumere anche i due valori costanti
+\macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per
+installare l'azione di di default.\footnote{si ricordi però che i due segnali
+ \macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né
+ intercettati.}
+
+La funzione restituisce l'indirizzo dell'azione precedente, che può essere
+salvato per poterlo ripristinare (con un'altra chiamata a \func{signal}) in un
+secondo tempo. Si ricordi che se si setta come azione \macro{SIG\_IGN} (o si
+setta un \macro{SIG\_DFL} per un segnale il cui default è di essere ignorato),
+tutti i segnali pendenti saranno scartati, e non verranno mai notificati.
+
+L'uso di \func{signal} è soggetto a problemi di compatibilità, dato che essa
+si comporta in maniera diversa per sistemi derivati da BSD o da System V. In
+questi ultimi infatti la funzione è conforme al comportamento originale dei
+primi Unix in cui il manipolatore viene disinstallato alla sua chiamata,
+secondo la semantica inaffidabile; Linux seguiva questa convenzione fino alle
+\acr{libc5}. Al contrario BSD segue la semantica affidabile, non resettando il
+manipolatore e bloccando il segnale durante l'esecuzione dello stesso. Con
+l'utilizzo delle \acr{glibc2} anche Linux è passato a questo comportamento;
+quello della versione originale della funzione, il cui uso è deprecato per i
+motivi visti in \secref{sec:sig_semantics}, può essere ottenuto chiamando
+\func{sysv\_signal}. In generale, per evitare questi problemi, tutti i nuovi
+programmi dovrebbero usare \func{sigaction}.
+
+È da tenere presente che, seguendo lo standard POSIX, il comportamento di un
+processo che ignora i segnali \macro{SIGFPE}, \macro{SIGILL}, o
+\macro{SIGSEGV} (qualora non originino da una \func{kill} o una \func{raise})
+è indefinito. Un manipolatore che ritorna da questi segnali può dare luogo ad
+un ciclo infinito.
+
+
+\subsection{Le funzioni \func{kill} e \func{raise}}
+\label{sec:sig_kill_raise}
+
+Come accennato in \secref{sec:sig_types}, un segnale può essere generato
+direttamente da un processo. L'invio di un segnale generico può essere
+effettuato attraverso delle funzioni \func{kill} e \func{raise}. La prima
+serve per inviare un segnale al processo corrente, ed il suo prototipo è:
+\begin{prototype}{signal.h}{int raise(int sig)}
+ Invia il segnale \param{sig} al processo corrente.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
+ errore, il solo errore restituito è \macro{EINVAL} qualora si sia
+ specificato un numero di segnale invalido.}
+\end{prototype}
+
+Il valore di \param{sig} specifica il segnale che si vuole inviare e può
+essere specificato con una delle macro definite in
+\secref{sec:sig_classification}. In genere questa funzione viene usata per
+riprodurre il comportamento di default di un segnale che sia stato
+intercettato. In questo caso, una volta eseguite le operazioni volute, il
+manipolatore potrà reinstallare l'azione di default, e attivarla con
+\func{raise}.
+
+Se invece si vuole inviare un segnale ad un altro processo occorre utilizzare
+la funzione \func{kill}; il cui prototipo è:
+\begin{functions}
+ \headdecl{sys/types.h}
+ \headdecl{signal.h}
+ \funcdecl{int kill(pid\_t pid, int sig)} Invia il segnale \param{sig} al
+ processo specificato con \param{pid}.
+\end{functions}
+Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per
+specificare il segnale nullo. Se le funzioni vengono chiamate con questo
+valore non viene inviato nessun segnale, ma viene eseguito il controllo degli
+errori, in tal caso si otterrà un errore \macro{EPERM} se non si hanno i
+permessi necessari ed un errore \macro{ESRCH} se il processo specificato non
+esiste. Si tenga conto però che il sistema ricicla i \acr{pid} (come accennato
+in \secref{sec:proc_pid}) per cui l'esistenza di un processo non significa che
+esso sia realmente quello a cui si intendeva mandare il segnale.
+
+Il valore dell'argomento \param{pid} specifica il processo (o i processi) di
+destinazione a cui il segnale deve essere inviato e può assumere i valori
+riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}.
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|r|l|}
+ \hline
+ \textbf{Valore} & \textbf{Significato} \\
+ \hline
+ \hline
+ $>0$ & il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} indicato.\\
+ 0 & il segnale è mandato ad ogni processo del \textit{process group}
+ del chiamante.\\
+ $-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto \cmd{init}).\\
+ $<-1$ & il segnale è mandato ad ogni processo del process group
+ $|\code{pid}|$.\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori dell'argomento \param{pid} per la funzione
+ \func{kill}.}
+ \label{tab:sig_kill_values}
+\end{table}
+
+
+Si noti pertanto che la funzione \code{raise(sig)} può essere definita in
+termini di \func{kill}, ed è sostanzialmente equivalente ad una
+\code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise}, che è definita nello
+standard ISO C, non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, in generale
+l'uso di \func{kill} finisce per essere più portabile.
+
+Solo l'amministratore può inviare un segnale ad un processo qualunque, in
+tutti gli altri casi il \textit{real user id} o l'\textit{effective user id}
+del processo chiamante devono corrispondere al \textit{real user id} o al
+\textit{saved user id} della destinazione. Fa eccezione il caso in cui il
+segnale inviato sia \macro{SIGCONT}, nel quale occorre che entrambi i processi
+appartengano alla stessa sessione. Inoltre, dato il ruolo fondamentale che
+riveste nel sistema (si ricordi quanto visto in \secref{sec:sig_termination}),
+non è possibile inviare al processo 1 (cioè a \cmd{init}) segnali per i quali
+esso non abbia un manipolatore installato.
+
+Infine, seguendo le specifiche POSIX 1003.1-2001, l'uso della chiamata
+\code{kill(-1, sig)} comporta che il segnale sia inviato (con la solita
+eccezione di \cmd{init}) a tutti i processi per i quali i permessi lo
+consentano. Lo standard permette comunque alle varie implementazione di
+escludere alcuni processi specifici: nel caso in questione Linux non invia il
+segnale al processo che ha effettuato la chiamata.
+
+
+\subsection{Le funzioni \func{alarm} e \func{abort}}
+\label{sec:sig_alarm_abort}
+
+Un caso particolare di segnali generati a richiesta è quello che riguarda i
+vari segnali di temporizzazione e \macro{SIGABORT}, per ciascuno di questi
+segnali sono previste funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La più
+comune delle funzioni usate per la temporizzazione è \func{alarm} il cui
+prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int alarm(unsigned int seconds)}
+ Predispone l'invio di \macro{SIGALARM} dopo \param{seconds} secondi.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce il numero di secondi rimanenti ad un
+ precedente allarme, o zero se non c'erano allarmi pendenti.}
+\end{prototype}
+
+La funzione fornisce un meccanismo che consente ad un processo di predisporre
+un'interruzione nel futuro, (ad esempio per effettuare una qualche operazione
+dopo un certo periodo di tempo), programmando l'emissione di un segnale (nel
+caso in questione \macro{SIGALARM}) dopo il numero di secondi specificato da
+\param{seconds}.
+
+Se si specifica per \param{seconds} un valore nullo non verrà inviato nessun
+segnale; siccome alla chiamata viene cancellato ogni precedente allarme,
+questo può essere usato per cancellare una programmazione precedente.
+
+La funzione inoltre ritorna il numero di secondi rimanenti all'invio
+dell'allarme precedentemente programmato, in modo che sia possibile
+controllare se non si cancella un precedente allarme ed eventualmente
+predisporre le opportune misure per gestire il caso di necessità di più
+interruzioni.
+
+In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono
+associati tre tempi diversi: il \textit{clock time}, l'\textit{user time} ed
+il \textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene per ciascun
+processo tre diversi timer:
+\begin{itemize}
+\item un \textit{real-time timer} che calcola il tempo reale trascorso (che
+ corrisponde al \textit{clock time}). La scadenza di questo timer provoca
+ l'emissione di \macro{SIGALARM}.
+\item un \textit{virtual timer} che calcola il tempo di processore usato dal
+ processo in user space (che corrisponde all'\textit{user time}). La scadenza
+ di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGVTALRM}.
+\item un \textit{profiling timer} che calcola la somma dei tempi di processore
+ utilizzati direttamente dal processo in user space, e dal kernel nelle
+ system call ad esso relative (che corrisponde a quello che in
+ \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo chiamato \textit{CPU time}). La scadenza
+ di questo timer provoca l'emissione di \macro{SIGPROF}.
\end{itemize}
+Il timer usato da \func{alarm} è il \textit{clock time}, e corrisponde cioè al
+tempo reale. La funzione come abbiamo visto è molto semplice, ma proprio per
+questo presenta numerosi limiti: non consente di usare gli altri timer, non
+può specificare intervalli di tempo con precisione maggiore del secondo e
+genera il segnale una sola volta.
+
+Per ovviare a questi limiti Linux deriva da BSD la funzione \func{setitimer}
+che permette di usare un timer qualunque e l'invio di segnali periodici, al
+costo però di una maggiore complessità d'uso e di una minore portabilità. Il
+suo prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/time.h}{int setitimer(int which, const struct
+ itimerval *value, struct itimerval *ovalue)}
+
+ Predispone l'invio di un segnale di allarme alla scadenza dell'intervallo
+ \param{value} sul timer specificato da \func{which}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore, nel qual caso \var{errno} può assumere i valori \macro{EINVAL} e
+ \macro{EFAULT}.}
+\end{prototype}
+
+Il valore di \param{which} permette di specificare quale dei tre timer
+illustrati in precedenza usare; i possibili valori sono riportati in
+\tabref{tab:sig_setitimer_values}.
+\begin{table}[htb]
+ \footnotesize
+ \centering
+ \begin{tabular}[c]{|l|l|}
+ \hline
+ \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\
+ \hline
+ \hline
+ \macro{ITIMER\_REAL} & \textit{real-time timer}\\
+ \macro{ITIMER\_VIRTUAL} & \textit{virtual timer}\\
+ \macro{ITIMER\_PROF} & \textit{profiling timer}\\
+ \hline
+ \end{tabular}
+ \caption{Valori dell'argomento \param{which} per la funzione
+ \func{setitimer}.}
+ \label{tab:sig_setitimer_values}
+\end{table}
+
+Il valore della struttura specificata \param{value} viene usato per settare il
+timer, se il puntatore \param{ovalue} non è nullo il precedente valore viene
+salvato qui. I valori dei timer devono essere indicati attraverso una
+struttura \var{itimerval}, definita in \figref{fig:file_stat_struct}.
+
+La struttura è composta da due membri, il primo, \var{it\_interval} definisce
+il periodo del timer; il secondo, \var{it\_value} il tempo mancante alla
+scadenza. Entrambi esprimono i tempi tramite una struttura \var{timeval} che
+permette una precisione fino al microsecondo.
+
+Ciascun timer decrementa il valore di \var{it\_value} fino a zero, poi invia
+il segnale e resetta \var{it\_value} al valore di \var{it\_interval}, in
+questo modo il ciclo verrà ripetuto; se invece il valore di \var{it\_interval}
+è nullo il timer si ferma.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct itimerval
+{
+ struct timeval it_interval; /* next value */
+ struct timeval it_value; /* current value */
+};
+
+struct timeval
+{
+ long tv_sec; /* seconds */
+ long tv_usec; /* microseconds */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{itimerval}, che definisce i valori dei timer di
+ sistema.}
+ \label{fig:sig_itimerval}
+\end{figure}
+
+L'uso di \func{setitimer} consente dunque un controllo completo di tutte le
+caratteristiche dei timer, ed in effetti la stessa \func{alarm}, benché
+definita direttamente nello standard POSIX.1, può a sua volta essere espressa
+in termini di \func{setitimer}, come evidenziato dal manuale delle \acr{glibc}
+\cite{glibc} che ne riporta la definizione mostrata in
+\figref{fig:sig_alarm_def}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+unsigned int alarm(unsigned int seconds)
+{
+ struct itimerval old, new;
+ new.it_interval.tv_usec = 0;
+ new.it_interval.tv_sec = 0;
+ new.it_value.tv_usec = 0;
+ new.it_value.tv_sec = (long int) seconds;
+ if (setitimer(ITIMER_REAL, &new, &old) < 0) {
+ return 0;
+ }
+ else {
+ return old.it_value.tv_sec;
+ }
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Definizione di \func{alarm} in termini di \func{setitimer}.}
+ \label{fig:sig_alarm_def}
+\end{figure}
+
+Si deve comunque tenere presente che la precisione di queste funzioni è
+limitata da quella della frequenza del timer di sistema (che nel caso dei PC
+significa circa 10~ms). Il sistema assicura comunque che il segnale non sarà
+mai generato prima della scadenza programmata (l'arrotondamento cioè è sempre
+effettuato per eccesso).
+
+Una seconda causa di potenziali ritardi è che il segnale viene generato alla
+scadenza del timer, ma poi deve essere consegnato al processo; se quest'ultimo
+è attivo (questo è sempre vero per \macro{ITIMER\_VIRT}) la consegna è
+immediata, altrimenti può esserci un ulteriore ritardo che può variare a
+seconda del carico del sistema.
+
+Questo ha una conseguenza che può indurre ad errori molto subdoli, si tenga
+conto poi che in caso di sistema molto carico, si può avere il caso patologico
+in cui un timer scade prima che il segnale di una precedente scadenza sia
+stato consegnato; in questo caso, per il comportamento dei segnali descritto
+in \secref{sec:sig_sigchld}, un solo segnale sarà consegnato.
+
+
+Dato che sia \func{alarm} che \func{setitimer} non consentono di leggere il
+valore corrente di un timer senza modificarlo, è possibile usare la funzione
+\func{getitimer}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{sys/time.h}{int getitimer(int which, struct
+ itimerval *value)}
+
+ Legge in \param{value} il valore del timer specificato da \func{which}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce 0 in caso di successo e -1 in caso di
+ errore e restituisce gli stessi errori di \func{getitimer}}
+\end{prototype}
+\noindent i cui parametri hanno lo stesso significato e formato di quelli di
+\func{setitimer}.
+
+
+L'ultima funzione che permette l'invio diretto di un segnale è \func{abort};
+che, come accennato in \ref{sec:proc_termination}, permette di abortire
+l'esecuzione di un programma tramite l'invio di \macro{SIGABRT}. Il suo
+prototipo è:
+\begin{prototype}{stdlib.h}{void abort(void)}
+
+ Abortisce il processo corrente.
+
+ \bodydesc{La funzione non ritorna, il processo è terminato inviando il
+ segnale di \macro{SIGABRT}.}
+\end{prototype}
+
+La differenza fra questa funzione e l'uso di \func{raise} è che anche se il
+segnale è bloccato o ignorato, la funzione ha effetto lo stesso. Il segnale
+può però essere intercettato per effettuare eventuali operazioni di chiusura
+prima della terminazione del processo.
+
+Lo standard ANSI C richiede inoltre che anche se il manipolatore ritorna, la
+funzione non ritorni comunque. Lo standard POSIX.1 va oltre e richiede che se
+il processo non viene terminato direttamente dal manipolatore sia la stessa
+\func{abort} a farlo al ritorno dello stesso. Inoltre, sempre seguendo lo
+standard POSIX, prima della terminazione tutti i file aperti e gli stream
+saranno chiusi ed i buffer scaricati su disco. Non verranno invece eseguite le
+eventuali funzioni registrate con \func{at\_exit} e \func{on\_exit}.
+
+
+\subsection{Le funzioni \func{pause} e \func{sleep}}
+\label{sec:sig_pause_sleep}
+
+Il metodo tradizionale per fare attendere\footnote{cioè di porre
+ temporanemente il processo in stato di \textit{sleep}, vedi
+ \ref{sec:proc_sched}.} ad un processo fino all'arrivo di un segnale è
+quello di usare la funzione \func{pause}, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int pause(void)}
+
+ Pone il processo in stato di sleep fino al ritorno di un manipolatore.
+
+ \bodydesc{La funzione ritorna solo dopo che un segnale è stato ricevuto ed
+ il relativo manipolatore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e setta
+ \var{errno} a \macro{EINTR}.}
+\end{prototype}
+
+La funzione segnala sempre una condizione di errore (il successo sarebbe
+quello di aspettare indefinitamente). In genere si usa questa funzione quando
+si vuole mettere un processo in attesa di un qualche evento specifico che non
+è sotto il suo diretto controllo (ad esempio la si può usare per far reagire
+il processo ad un segnale inviato da un altro processo).
+
+Se invece si vuole fare attendere un processo per un determinato intervallo di
+tempo nello standard POSIX.1 viene definita la funzione \func{sleep}, il cui
+prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{unsigned int sleep(unsigned int seconds)}
+
+ Pone il processo in stato di sleep per \param{seconds} secondi.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o il
+ numero di secondi restanti se viene interrotta da un segnale.}
+\end{prototype}
+
+La funzione attende per il tempo specificato, a meno di non essere interrotta
+da un segnale. In questo caso non è una buona idea ripetere la chiamata per il
+tempo rimanente, in quanto la riattivazione del processo può avvenire in un
+qualunque momento, ma il valore restituito sarà sempre arrotondato al secondo,
+con la conseguenza che, se la successione dei segnali è particolarmente
+sfortunata e le differenze si accumulano, si potranno avere ritardi anche di
+parecchi secondi. In genere la scelta più sicura è quella di stabilire un
+termine per l'attesa, e ricalcolare tutte le volte il numero di secondi da
+aspettare.
+
+In alcune implementazioni inoltre l'uso di \func{sleep} può avere conflitti
+con quello di \macro{SIGALRM}, dato che la funzione può essere realizzata con
+l'uso di \func{pause} e \func{alarm} (in maniera analoga all'esempio che
+vedremo in \secref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
+\func{alarm} e \func{sleep} o modificare l'azione di \macro{SIGALRM}, può
+causare risultati indefiniti. Nel caso delle \acr{glibc} è stata usata una
+implementazione completamente indipendente e questi problemi non ci sono.
+
+La granularità di \func{sleep} permette di specificare attese in secondi, per
+questo sia sotto BSD4.3 che in SUSv2 è stata definita la funzione
+\func{usleep} (dove la \texttt{u} è intesa come sostituzione di $\mu$); i due
+standard hanno delle definizioni diverse, ma le \acr{glibc}
+seguono\footnote{secondo la man page almeno dalla versione 2.2.2.} seguono
+quella di SUSv2 che prevede il seguente prototipo:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int usleep(unsigned long usec)}
+
+ Pone il processo in stato di sleep per \param{usec} microsecondi.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
+ caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a \macro{EINTR}.}
+
+\end{prototype}
+
+Anche questa funzione, a seconda delle implementazioni, può presentare
+problemi nell'interazione con \func{alarm} e \macro{SIGALRM}. È pertanto
+deprecata in favore della funzione \func{nanosleep}, definita dallo standard
+POSIX1.b, il cui prototipo è:
+\begin{prototype}{unistd.h}{int nanosleep(const struct timespec *req, struct
+ timespec *rem)}
+
+ Pone il processo in stato di sleep per il tempo specificato da \param{req}.
+ In caso di interruzione restituisce il tempo restante in \param{rem}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero se l'attesa viene completata, o -1 in
+ caso di errore, nel qual caso \var{errno} è settata a
+ \begin{errlist}
+ \item[\macro{EINVAL}] si è specificato un numero di secondi negativo o un
+ numero di nanosecondi maggiore di 999.999.999.
+ \item[\macro{EINTR}] la funzione è stata interrotta da un segnale.
+ \end{errlist}}
+\end{prototype}
+
+Lo standard richiede che la funzione sia implementata in maniera del tutto
+indipendente da \func{alarm}\footnote{nel caso di Linux questo è fatto
+ utilizzando direttamente il timer del kernel.} e sia utilizzabile senza
+interferenze con l'uso di \macro{SIGALRM}. La funzione prende come parametri
+delle strutture di tipo \var{timespec}, la cui definizione è riportata in
+\figref{fig:sig_timespec_def}, che permettono di specificare un tempo con una
+precisione (teorica) fino al nanosecondo.
+
+La funzione risolve anche il problema di proseguire l'attesa dopo
+l'interruzione dovuta ad un segnale; infatti in tal caso in \param{rem} viene
+restituito il tempo rimanente rispetto a quanto richiesto inizialmente, e
+basta richiamare la funzione per completare l'attesa.
+
+Chiaramente, anche se il tempo può essere specificato con risoluzioni fino al
+nanosecondo, la precisione di \func{nanosleep} è determinata dalla risoluzione
+temporale del timer di sistema. Perciò la funzione attenderà comunque il tempo
+specificato, ma prima che il processo possa tornare ad essere eseguito
+occorrerà almeno attendere il successivo giro di scheduler e cioè un tempo che
+a seconda dei casi può arrivare fino a 1/\macro{HZ}, (sempre che il sistema
+sia scarico ed il processa venga immediatamente rimesso in esecuzione); per
+questo motivo il valore restituito in \param{rem} è sempre arrotondato al
+multiplo successivo di 1/\macro{HZ}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct timespec {
+ time_t tv_sec; /* seconds */
+ long tv_nsec; /* nanoseconds */
+};
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{timespec} di \func{nanosleep}.}
+ \label{fig:sig_timespec_def}
+\end{figure}
+
+In realtà è possibile ottenere anche pause più precise del centesimo di
+secondo usando politiche di scheduling real time come \macro{SCHED\_FIFO} o
+\macro{SCHED\_RR}; in tal caso infatti il meccanismo di scheduling ordinario
+viene evitato, e si raggiungono pause fino ai 2~ms con precisioni del $\mu$s.
+
+
+
+\subsection{Un esempio elementare}
+\label{sec:sig_sigchld}
+
+Un semplice esempio per illustrare il funzionamento di un manipolatore di
+segnale è quello della gestione di \macro{SIGCHLD}. Abbiamo visto in
+\secref{sec:proc_termination} che una delle azioni eseguite dal kernel alla
+conclusione di un processo è quella di inviare questo segnale al
+padre.\footnote{in realtà in SRV4 eredita la semantica di System V, in cui il
+ segnale si chiama \macro{SIGCLD} e viene trattato in maniera speciale; in
+ System V infatti se si setta esplicitamente l'azione a \macro{SIG\_IGN} il
+ segnale non viene generato ed il sistema non genera zombie (lo stato di
+ terminazione viene scartato senza dover chiamare una \func{wait}). L'azione
+ di default è sempre quella di ignorare il segnale, ma non attiva questo
+ comportamento. Linux, come BSD e POSIX, non supporta questa semantica ed usa
+ il nome di \macro{SIGCLD} come sinonimo di \macro{SIGCHLD}.} In generale
+dunque, quando non interessa elaborare lo stato di uscita di un processo, si
+può completare la gestione della terminazione installando un manipolatore per
+\macro{SIGCHLD} il cui unico compito sia quello chiamare \func{waitpid} per
+completare la procedura di terminazione in modo da evitare la formazione di
+zombie.
+
+In \figref{fig:sig_sigchld_handl} è mostrato il codice della nostra
+implementazione del manipolatore; se aggiungiamo al codice di
+\file{ForkTest.c} l'intallazione di questo manipolatore potremo verificare che
+ripetendo l'esempio visto in \secref{sec:proc_termination} che non si ha più
+la creazione di zombie.
+
+% è pertanto
+% naturale usare un esempio che ci permette di concludere la trattazione della
+% terminazione dei processi.
+% In questo caso si è tratterà di illustrare un esempio relativo ad un
+% manipolatore per che è previsto ritornare,
+
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+#include <errno.h> /* error simbol definitions */
+#include <signal.h> /* signal handling declarations */
+#include <sys/types.h>
+#include <sys/wait.h>
+#include "macro.h"
+
+void Hand_CHLD(int sig)
+{
+ int errno_save;
+ int status;
+ pid_t pid;
+ /* save errno current value */
+ errno_save = errno;
+ /* loop until no */
+ do {
+ errno = 0;
+ pid = waitpid(WAIT_ANY, &status, WNOHANG);
+ if (pid > 0) {
+ debug("child %d terminated with status %x\n", pid, status);
+ }
+ } while ((pid > 0) && (errno == EINTR));
+ /* restore errno value */
+ errno = errno_save;
+ /* return */
+ return;
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Un manipolatore per il segnale \texttt{SIGCHLD}.}
+ \label{fig:sig_sigchld_handl}
+\end{figure}
+
+Il codice del manipolatore è di lettura immediata; come buona norma di
+programmazione (si ricordi quanto accennato \secref{sec:sys_errno}) si
+comincia (\texttt{\small 12-13}) con il salvare lo stato corrente di
+\var{errno}, in modo da poterlo ripristinare prima del ritorno del
+manipolatore (\texttt{\small 22-23}). In questo modo si preserva il valore
+della variabile visto dal corso di esecuzione principale del processo, che
+sarebbe altrimenti sarebbe sovrascritto dal valore restituito nella successiva
+chiamata di \func{wait}.
+
+Il compito principale del manipolatore è quello di ricevere lo stato di
+terminazione del processo, cosa che viene eseguita nel ciclo in
+(\texttt{\small 15-21}). Il ciclo è necessario a causa di una caratteristica
+fondamentale della gestione dei segnali: abbiamo già accennato come fra la
+generazione di un segnale e l'esecuzione del manipolatore possa passare un
+certo lasso di tempo e niente ci assicura che il manipolatore venga eseguito
+prima della generazione di ulteriori segnali dello stesso tipo. In questo caso
+normalmente i segnali segnali successivi vengono ``fusi'' col primo ed al
+processo ne viene recapitato soltanto uno.
+
+Questo può essere un caso comune proprio con \macro{SIGCHLD}, qualora capiti
+che molti processi figli terminino in rapida successione. Esso inoltre si
+presenta tutte le volte che un segnale viene bloccato: per quanti siano i
+segnali emessi durante il periodo di blocco, una volta che quest'ultimo sarà
+rimosso sarà recapitato un solo segnale.
+
+Allora nel caso della terminazione dei processi figli, se si chiamasse
+\func{waitpid} una sola volta, essa leggerebbe lo stato di teminazione per un
+solo processo, anche se i processi terminati sono più di uno, e gli altri
+resterebbero in stato di zombie per un tempo indefinito.
+
+Per questo occorre ripetere la chiamata di \func{waitpid} fino a che essa non
+ritorni un valore nullo, segno che non resta nessun processo di cui si debba
+ancora ricevere lo stato di terminazione (si veda \secref{sec:proc_wait} per
+la sintassi della funzione). Si noti anche come la funzione venga invocata con
+il parametro \macro{WNOHANG} che permette di evitare il suo blocco quando
+tutti gli stati di terminazione sono stati ricevuti.
+
+
+
+\section{Gestione avanzata}
+\label{sec:sig_control}
+
+Le funzioni esaminate finora fanno riferimento ad alle modalità più elementari
+della gestione dei segnali; non si sono pertanto ancora prese in
+considerazione le tematiche più complesse, collegate alle varie race condition
+che i segnali possono generare e alla natura asincrona degli stessi.
+
+Affronteremo queste problematiche in questa sezione, partendo da un esempio
+che le evidenzi, per poi prendere in esame le varie funzioni che permettono di
+risolvere i problemi più complessi connessi alla programmazione con i segnali,
+fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella
+casistica ordinaria.
+
+
+\subsection{Un esempio di problema}
+\label{sec:sig_example}
+
+Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare
+\func{sleep} a partire da dall'uso di \func{pause} e \func{alarm}. A prima
+vista questo può sembrare di implementazione immediata; ad esempio una
+semplice versione di \func{sleep} potrebbe essere quella illustrata in
+\figref{fig:sig_sleep_wrong}.
+
+
+Dato che è nostra intenzione utilizzare \macro{SIGALARM} il primo passo della
+nostra implementazione di sarà quello di installare il relativo manipolatore
+salvando il precedente (\texttt{\small 4-7}). Si effettuerà poi una chiamata
+ad \func{alarm} per specificare il tempo d'attesa per l'invio del segnale a
+cui segue la chiamata a \func{pause} per fermare il programma (\texttt{\small
+ 8-9}) fino alla sua ricezione. Al ritorno di \func{pause}, causato dal
+ritorno del manipolatore (\texttt{\small 15-23}), si ripristina il
+manipolatore originario (\texttt{\small 10-11}) restituendo l'eventuale tempo
+rimanente (\texttt{\small 12-13}) che potrà essere diverso da zero qualora
+l'interruzione di \func{pause} venisse causata da un altro segnale.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+unsigned int sleep(unsigned int seconds)
+{
+ signandler_t prev_handler;
+ if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
+ printf("Cannot set handler for alarm\n");
+ exit(1);
+ }
+ alarm(second);
+ pause();
+ /* restore previous signal handler */
+ signal(SIGALRM, prev_handler);
+ /* remove alarm, return remaining time */
+ return alarm(0);
+}
+void alarm_hand(int sig) {
+ /* check if the signal is the right one */
+ if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
+ printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
+ exit(1);
+ } else { /* do nothing, just interrupt pause */
+ return;
+ }
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.}
+ \label{fig:sig_sleep_wrong}
+\end{figure}
+
+Questo codice però, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
+precedente chiamata a \func{alarm} (che si è tralasciato per brevità),
+presenta una pericolosa race condition. Infatti se il processo viene
+interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e \func{pause} può capitare (ad
+esempio se il sistema è molto carico) che il tempo di attesa scada prima
+dell'esecuzione quest'ultima, cosicchè essa sarebbe eseguita dopo l'arrivo di
+\macro{SIGALRM}. In questo caso ci si troverebbe di fronte ad un deadlock, in
+quanto \func{pause} non verrebbe mai più interrotta (se non in caso di un
+altro segnale).
+
+Questo problema può essere risolto (ed è la modalità con cui veniva fatto in
+SVr2) usando la funzione \func{longjump} (vedi \secref{sec:proc_longjmp}) per
+uscire dal manipolatore; in questo modo, con una condizione sullo stato di
+uscita di quest'ultima, si può evitare la chiamata a \func{pause}, usando un
+codice del tipo di quello riportato in \figref{fig:sig_sleep_incomplete}.
+
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}{}
+static jmp_buff alarm_return;
+unsigned int sleep(unsigned int seconds)
+{
+ signandler_t prev_handler;
+ if ((prev_handler = signal(SIGALRM, alarm_hand)) == SIG_ERR) {
+ printf("Cannot set handler for alarm\n");
+ exit(1);
+ }
+ if (setjmp(alarm_return) == 0) { /* if not returning from handler */
+ alarm(second); /* call alarm */
+ pause(); /* then wait */
+ }
+ /* restore previous signal handler */
+ signal(SIGALRM, prev_handler);
+ /* remove alarm, return remaining time */
+ return alarm(0);
+}
+void alarm_hand(int sig) {
+ /* check if the signal is the right one */
+ if (sig != SIGALRM) { /* if not exit with error */
+ printf("Something wrong, handler for SIGALRM\n");
+ exit(1);
+ } else { /* return in main after the call to pause */
+ longjump(alarm_return, 1);
+ }
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{Una implementazione ancora malfunzionante di \func{sleep}.}
+ \label{fig:sig_sleep_incomplete}
+\end{figure}
+
+In questo caso il manipolatore (\texttt{\small 18-26}) non ritorna come in
+\figref{fig:sig_sleep_wrong}, ma usa \func{longjmp} (\texttt{\small 24}) per
+rientrare nel corpo principale del programma; dato che in questo caso il
+valore di uscita di \func{setjmp} è 1 grazie alla condizione in
+(\texttt{\small 9-12}) si evita comunque che \func{pause} sia chiamata a
+vuoto.
+
+Ma anche questa implementazione comporta dei problemi; in questo caso infatti
+non viene gestita correttamente l'interazione con gli altri segnali; se
+infatti il segnale di allarme interrompe un altro manipolatore, in questo caso
+l'esecuzione non riprenderà nel manipolatore in questione, ma nel ciclo
+principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. È per questo
+motivo che occorrono funzioni più sofisticate della semplice \func{signal} che
+permettano di gestire i segnali in maniera più completa.
+
+
+
+\subsection{La funzione \func{sigaction}}
+\label{sec:sig_sigaction}
+
+Per i limiti che hanno le funzioni originarie dei primi Unix nella gestione
+dei segnali, evidenziati al paragrafo precedente, lo standard POSIX ha
+introdotto una interfaccia di gestione completamente diversa, che prevede
+tutta una serie di nuove funzioni la principale delle quali è
+\func{sigaction}, che lo standard raccomanda come sostituta di \func{signal}
+(che da essa infatti può essere ottenuta); il suo prototipo è:
+
+\begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction
+ *act, struct sigaction *oldact)}
+
+ Installa un nuovo manipolatore per il segnale \param{signum}.
+
+ \bodydesc{La funzione restituisce zero in caso di successo e -1 per un
+ errore, nel qual caso \var{errno} assumerà i valori:
+ \begin{errlist}
+ \item[\macro{EINVAL}] Si è specificato un numero di segnale invalido o si è
+ cercato di installare il manipolatore per \macro{SIGKILL} o \macro{SIGSTOP}.
+\item[\macro{EFAULT}] Si sono specificati indirizzi non validi.
+ \end{errlist}}
+\end{prototype}
+
+La struttura \var{sigaction} è anch'essa definita dallo standard POSIX, che
+prevede abbia la forma:
+\begin{figure}[!htb]
+ \footnotesize \centering
+ \begin{minipage}[c]{15cm}
+ \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{}
+struct sigaction {
+ void (*sa_handler)(int);
+ void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);
+ sigset_t sa_mask;
+ int sa_flags;
+ void (*sa_restorer)(void);
+}
+ \end{lstlisting}
+ \end{minipage}
+ \normalsize
+ \caption{La struttura \var{sigaction}.}
+ \label{fig:sig_sigaction}
+\end{figure}
+
+
+
+\subsection{Le funzioni \func{sigprocmask} e \func{sigpending}}
+\label{sec:sig_sigpending}
+
+
+
+
+
+\subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali}
+\label{sec:sig_reentrant}
+
+
+, affrontando inoltre le varie problematiche di programmazione che si devono
+tenere presenti quando si ha a che fare con essi.
+
+
+
+%%% Local Variables:
+%%% mode: latex
+%%% TeX-master: "gapil"
+%%% End:
projects / gapil.git / blobdiff