Risistemati gli esempi per sleep e fissata una referenza
[gapil.git] / signal.tex
index 0e1c42a1c850a29fb70ef7c7d0af6e5857887edd..be01dc4ec8304c0b992281a202f3c5aa056a6633 100644 (file)
@@ -19,6 +19,7 @@ di generazione fino ad esaminare in dettaglio funzioni e le metodologie di
 gestione.
 
 
+
 \section{Introduzione}
 \label{sec:sig_intro}
 
@@ -1285,7 +1286,7 @@ 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 \ref{sec:sig_example}). In tal caso mescolare chiamata di
+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.
@@ -1387,7 +1388,7 @@ padre.\footnote{in realt
   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{wait} 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.
 
@@ -1442,34 +1443,42 @@ void Hand_CHLD(int sig)
 \end{figure}
 
 Il codice del manipolatore è di lettura immediata; come buona norma di
-programmazione (si ricordi quanto accennato \ref{sec:sys_errno}) si comincia
-(\texttt{\small 13}) con il salvare lo stato corrente di \var{errno}, in modo
-da poterla ripristinare prima del ritorno del manipolatore (\texttt{\small
-  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}.
+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
+(\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; dato che questo lasso di tempo può dipendere da parecchi
-fattori esterni, niente ci assicura che il manipolatore venga eseguito prima
-della generazione di altri segnali dello stesso tipo. In questo caso
-normalmente i segnali vengono ``fusi'' insieme ed al processo ne viene
-recapitato soltanto uno.
-
-Questo può essere un caso comune proprio con \texttt{SIGCHLD}, quando molti
-processi figli terminano in rapida successione, e si presenta comunque tutte
-le volte che un segnale viene bloccato. Nel nostro caso se si chiamasse
-\func{waitpid} una sola volta si correrebbe il rischio di non leggere lo stato
-di uscita di tutti i processi effettivamente terminati, i cui segnali sono
-stati riuniti in uno solo. Per questo il ciclo di (\texttt{\small 15--21})
-ripete la lettura (eseguita con il parametro \macro{WNOHANG}, che permette di
-evitare il blocco della funzione) fintanto che essa non restitusce un valore
-nullo, segno che non resta nessun processo concluso di cui si debba ancora
-ricevere lo stato di terminazione.
+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}
@@ -1482,7 +1491,9 @@ 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.
+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}
@@ -1491,8 +1502,20 @@ risolvere i problemi pi
 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 la seguente quella
-illustrata in \ref{fig:sig_sleep_wrong}.
+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
@@ -1524,21 +1547,77 @@ void alarm_hand(int sig) {
     \end{lstlisting}
   \end{minipage} 
   \normalsize 
-  \caption{Una implementazione sbagliata di \func{sleep}.} 
+  \caption{Una implementazione pericolosa di \func{sleep}.} 
   \label{fig:sig_sleep_wrong}
 \end{figure}
 
-Ma questa funzione, a parte il non gestire il caso in cui si è avuta una
-precedente chiamata a \func{alarm}, presenta una pericolosa race condition.
-Infatti se il processo viene interrotto fra la chiamata di \func{alarm} e
-\func{pause} può capitare (nel caso il sistema sia molto carico) che
-quest'ultima possa essere eseguita dopo l'arrivo di \macro{SIGALRM}. In questo
-caso ci si troverebbe di fronte ad un deadlock, in cui \func{pause} non
-verrebbe mai interrotta (se non in caso di un altro segnale).
+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}.
 
-Come abbiamo accennato in \secref{sec:proc_atom_oper} quando si ha a che fare
-con i segnali 
+\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 in maniera più completa