X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=signal.tex;h=15a9412ff7249cdc7118ae2459f1c5b433c0e5c1;hp=f7bae08adb1e6ff6dff15e03bcdf1a872670aa8a;hb=2270251f0f94d61ec0eaf6e32291854d1834f282;hpb=9571a19b1524491a8e43f2c0176243d2483cf986 diff --git a/signal.tex b/signal.tex index f7bae08..15a9412 100644 --- a/signal.tex +++ b/signal.tex @@ -1,5 +1,5 @@ \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 @@ -28,57 +28,136 @@ segnale sono vari; un breve elenco di possibile cause 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'. + della pressione di tasti del terminale 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} 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. +dall'utente) comporta l'intervento diretto da parte del kernel che causa la +generazione un particolare tipo di 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 -di gestione stessa in tutti i casi in cui si vuole che il signal handler -esterno resti attivo. - -Per questo motivo è possibile una race-condition in cui un secondo segnale -arriva prima che il manipolatore abbia eseguito la re-installazione di se -stesso, nel qual caso il segnale può essere perso o causare il comportamento -originale assegnato al segnale (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. - -Nel 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}. - -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. - -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}). +Quando un processo riceve un segnale il kernel esegue una azione di default o +una apposita routine di gestione (il cosiddetto \textit{signal handler} o +\textsl{manipolatore}) che può essere specificata dall'utente (nel qual caso +si dice che si \textsl{intercetta} il segnale). 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 \textit{reliable} e \textit{unreliable}. + +Nella semantica \textit{unreliable} (quella implementata dalle prime versioni +di unix) 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 di gestione stessa in tutti i casi +in cui si vuole che il signal handler esterno resti attivo. + +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: +\begin{lstlisting}[labelstep=0,frame=,indent=1cm]{} + int sig_handler(); /* handler function */ + ... + signal(SIGINT, sig_handler); /* establish handler */ + ... + +int sig_handler() +{ + signal(SIGINT, sig_handler); /* restablish handler */ + ... /* process signal */ +} +\end{lstlisting} +se un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo +abbia eseguito la re-installazione di se stesso il segnale può essere perso o +causare il comportamento originale assegnato al segnale (in genere la +terminazione del processo). + +Questa è la ragione per cui l'implementazione dei segnali secondo questa +semantica viene chiamata \textit{inaffidabile}, in quanto la ricezione del +segnale e la reinstallazione del suo manipolatore non sono operazioni +atomiche. + +Un'altro problema è che in questa semantica è che non esiste un modo per +bloccare i segnali quando non si vuole che arrivino; i processi possono si +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. + +Un caso classico, riportato da Stevens, 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. Si consideri il seguente segmento di +codice il cui scopo sarebbe quello di fermare il processo fino all'occorrenza +di un opportuno segnale: +\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} +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. + +Il problema con l'implementazione inaffidabile è che niente ci garantisce che +il segnale arrivi fra la valutazione della condizione del \func{while} e la +chiamata a \func{pause}, nel qual caso, se il segnale non viene più generato, +il processo resterà in sleep permanentemente. + +% Un'altra caratteristica della implementazione inaffidabile è che le chiamate +% di sistema non sono fatte ripartire automaticamente quando sono interrotte da +% un segnale, per questo un programma deve controllare lo stato di uscita della +% chiamata al sistema e riperterla nel caso l'errore riportato da \texttt{errno} +% sia \texttt{EINTR}. + +Questo ci mostra ad esempio come con la semantica inaffidabile non esista una +modalità semplice per ottenere una operazione di pausa atomica (cioè mandare +in sleep un processo fino all'arrivo di un segnale). + +Nella semantica \textit{reliable} (quella utilizzata da Linux e da ogni Unix +moderno) invece il signal handler 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 un flag +nella process table del processo. + +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}. In genere questa procedura viene effettuata +dal kernel quando, riprendendo l'esecuzione del processo in questione, verifica +la presenza del flag del segnale nella process table. + +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 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. + \subsubsection{Tipi di segnali} @@ -123,7 +202,7 @@ sistema, nel qual caso qualunque tipo di segnale (quello scelto nella 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 @@ -179,7 +258,7 @@ una \texttt{kill}. -\subsection{I segnali standard} +\section{I segnali standard} \label{sec:sig_standard} Esaminiamo ora i vari segnali disponibili e le loro caratteristiche. @@ -187,53 +266,54 @@ Ciascun segnale 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 +Per questo ad ogni tipo di segnale viene associato un nome, che corrisponde, +tramite una macro di preprocessore, al suddetto numero. 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}. Il numero totale di segnali presenti è dato dalla macro \texttt{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 \ntab\ si è riportato l'elenco completo dei segnali definiti in Linux, -comparati con quelli definiti in vari standard. - +anche al successivo del valore numerico assegnato all'ultimo segnale definito. +In \ntab\ 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]{|l|c|c|c||c|l|} + \begin{tabular}[c]{|l|c|c|c||c|p{8cm}|} \hline - Segnale & POSIX.1 & SUSv2 & Linux &Azione & Descrizione \\ + Segnale & POSIX.1 & SUSv2 & Linux &Azione & Descrizione \\ \hline \hline - SIGHUP &$\bullet$&&$\bullet$& A & Hangup \\ - SIGINT &$\bullet$&&$\bullet$& A & Interrupt from keyboard \\ - SIGQUIT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Quit from keyboard \\ - SIGILL &$\bullet$&&$\bullet$& C & Illegal Instruction \\ - SIGABRT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Abort signal from abort(3) \\ - SIGFPE &$\bullet$&&$\bullet$& C & Floating point exception \\ - SIGKILL &$\bullet$&&$\bullet$& AEF & Kill signal \\ - SIGSEGV &$\bullet$&&$\bullet$& C & Invalid memory reference \\ - SIGPIPE &$\bullet$&&$\bullet$& A & Broken pipe \\ - SIGALRM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Timer signal from alarm(2) \\ - SIGTERM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Termination signal \\ - SIGUSR1 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 1 \\ - SIGUSR2 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 2 \\ - SIGCHLD &$\bullet$&&$\bullet$& B & Child stopped or terminated \\ - SIGCONT &$\bullet$&&$\bullet$& & Continue if stopped \\ - SIGSTOP &$\bullet$&&$\bullet$& DEF & Stop process \\ - SIGTSTP &$\bullet$&&$\bullet$& D & Stop typed at tty \\ - SIGTTIN &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty input for background process \\ - SIGTTOU &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty output for background process \\ - SIGBUS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bus error (bad memory access) \\ - SIGPOLL &&$\bullet$&$\bullet$& A & Pollable event (Sys V). Synonym of SIGIO\\ - SIGPROF &&$\bullet$&$\bullet$& A & Profiling timer expired \\ - SIGSYS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bad argument to routine (SVID) \\ - SIGTRAP &&$\bullet$&$\bullet$& C & Trace/breakpoint trap \\ - SIGURG &&$\bullet$&$\bullet$& B & Urgent condition on socket (4.2 BSD) \\ - SIGVTALRM &&$\bullet$&$\bullet$& A & Virtual alarm clock (4.2 BSD) \\ - SIGXCPU &&$\bullet$&$\bullet$& C & CPU time limit exceeded (4.2 BSD) \\ - SIGXFSZ &&$\bullet$&$\bullet$& C & File size limit exceeded (4.2 BSD) \\ + SIGHUP &$\bullet$&&$\bullet$& A & Hangup sul terminale o + morte del processo di controllo \\ + SIGINT &$\bullet$&&$\bullet$& A & Interrupt da tastiera (\cmd{C-c})\\ + SIGQUIT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Quit da tastiera (\cmd{C-y}) \\ + SIGILL &$\bullet$&&$\bullet$& C & Istruzione illegale\\ + SIGABRT &$\bullet$&&$\bullet$& C & Segnale di Abort da \func{abort} \\ + SIGFPE &$\bullet$&&$\bullet$& C & Errore aritmetico\\ + SIGKILL &$\bullet$&&$\bullet$& AEF & Segnale di terminazione forzata \\ + SIGSEGV &$\bullet$&&$\bullet$& C & Errore di accesso in memoria\\ + SIGPIPE &$\bullet$&&$\bullet$& A & Pipe spezzata\\ + SIGALRM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Segnale del timer da \func{alarm} \\ + SIGTERM &$\bullet$&&$\bullet$& A & Segnale di terminazione \verb|C-\|\\ + SIGUSR1 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 1\\ + SIGUSR2 &$\bullet$&&$\bullet$& A & User-defined signal 2\\ + SIGCHLD &$\bullet$&&$\bullet$& B & Child stopped or terminated\\ + SIGCONT &$\bullet$&&$\bullet$& & Continue if stopped\\ + SIGSTOP &$\bullet$&&$\bullet$& DEF & Stop process\\ + SIGTSTP &$\bullet$&&$\bullet$& D & Stop typed at tty \\ + SIGTTIN &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty input for background process \\ + SIGTTOU &$\bullet$&&$\bullet$& D & tty output for background process \\ + SIGBUS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bus error (bad memory access) \\ + SIGPOLL &&$\bullet$&$\bullet$& A & Pollable event (Sys V). Synonym of SIGIO\\ + SIGPROF &&$\bullet$&$\bullet$& A & Profiling timer expired \\ + SIGSYS &&$\bullet$&$\bullet$& C & Bad argument to routine (SVID)\\ + SIGTRAP &&$\bullet$&$\bullet$& C & Trace/breakpoint trap \\ + SIGURG &&$\bullet$&$\bullet$& B & Urgent condition on socket (4.2 BSD)\\ + SIGVTALRM &&$\bullet$&$\bullet$& A & Virtual alarm clock (4.2 BSD) \\ + SIGXCPU &&$\bullet$&$\bullet$& C & CPU time limit exceeded (4.2 BSD) \\ + SIGXFSZ &&$\bullet$&$\bullet$& C & File size limit exceeded (4.2 BSD)\\ SIGIOT &&&$\bullet$& C & IOT trap. A synonym for SIGABRT \\ SIGEMT &&&$\bullet$& & \\ SIGSTKFLT &&&$\bullet$& A & Stack fault on coprocessor \\ @@ -247,11 +327,39 @@ comparati con quelli definiti in vari standard. \hline \end{tabular} \caption{Lista dei segnali in Linux} - \label{tab:sign_signal_list} + \label{tab:sig_signal_list} \end{table} +in \curtab\ si sono riportate le azioni di default di ciascun segnale +(riassunte con delle lettere, la cui legenda completa è in \ntab), quando +nessun manipolatore è installato un segnale può essere ignorato o causare la +terminazione del processo. +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. + +\begin{table}[htb] + \centering + \begin{tabular}[c]{c p{10cm}} + 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.\\ + \end{tabular} + \caption{Legenda delle caratteristiche dei segnali riportate in + \tabref{tab:sig_signal_list}. } + \label{tab:sig_action_leg} +\end{table} +la descrizione dettagliata del significato dei vari segnali, raggruppati per +tipologia, è a seguire. \subsubsection{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 @@ -270,13 +378,13 @@ 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 \texttt{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} +\begin{description} \item \texttt{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. @@ -285,6 +393,7 @@ Questi segnali sono: % molte diverse eccezioni che \texttt{SIGFPE} non distingue, mentre lo % standard IEEE per le operazioni in virgola mobile definisce vaire eccezioni % aritmetiche e richiede che esse siano notificate. + \item \texttt{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 @@ -295,7 +404,6 @@ Questi segnali sono: 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 di un signal handler. - \item \texttt{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 @@ -304,11 +412,277 @@ Questi segnali sono: È tipico ottenere questo segnale dereferenziando un puntatore nullo o non inizializzato leggendo al di la della fine di un vettore. - -\item \texttt{SIGBUS} -\item \texttt{SIGABRT} -\item \texttt{SIGTRAP} -\item \texttt{SIGSYS} - -\end{itemize} +\item \texttt{SIGBUS} Il nome deriva da \textit{bus error}. Come + \texttt{SIGSEGV} questo è un segnale che viene generato di solito quando si + dereferenzia un puntatore non inzializzato, la differenza è + che\texttt{SIGSEGV} indica un accesso non permesso su un indirizzo esistente + (tipo fuori dallo heap o dallo stack), mentre \texttt{SIGBUS} indica + l'accesso ad un indirizzo non valido, come nel caso di un puntatore non + allineato. +\item \texttt{SIGABRT} Il nome deriva da \textit{abort}. Il segnale indica che + il programma stesso ha rilevato un errore che viene riportato chiamando la + funzione \texttt{abort} che genera questo segnale. +\item \texttt{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 \texttt{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{description} + + +\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 (tipi 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{description} +\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 \macro{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 funzionamento 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 il 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{description} + +\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{description} +\item \texttt{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 \texttt{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 \texttt{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{description} + + +\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{description} +\item \texttt{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 \texttt{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 \texttt{SIGPOLL} Questo segnale è equivalente a \macro{SIGIO}, è + definito solo per compatibilità con i sistemi System V. +\end{description} + +\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{description} +\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:prochand_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} +\item \macro{SIGTTOU} +\end{description} + +\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{description} +\item \texttt{SIGPIPE} Sta per \textit{Broken pipe}. Se si usano delle pipes 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 \texttt{SIGLOST} Sta per \textit{Resource lost}. +\item \texttt{SIGXCPU} Sta per \textit{CPU time limit exceeded}. +\item \texttt{SIGXFSZ} Sta per \textit{File size limit exceeded}. +\end{description} + + +\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{description} +\item \texttt{SIGUSR1} e \texttt{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 \texttt{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 \texttt{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{description} + + + +\section{La gestione dei segnali} +\label{sec:sig_handlers} + +I segnali sono il primo e più classico esempio di eventi asincroni, che +possono accadere in un qualunque momento durante l'esecuzione di un programma. +Non essendo sotto il controllo del programma la gestione dei segnali non potrà +essere controllata all'interno del flusso di esecuzione di quest'ultimo, ma +tutto quello che si potrà fare è di specificare (al kernel, che li genera) +quale azione andrà intrapresa quando essi si verificano. + +In questa sezione vedremo allora come si gestiscono i segnali, esaminando le +funzioni che si usano per effettuare la gestione dei segnali ed analizzando le +problematiche relative alla gestione di eventi asincroni di questo tipo. + + +\subsection{La funzione \func{signal}} +\label{sec:sig_signal} + +L'interfaccia più semplice alla manipolazione dei segnali è costituita dalla +funzione \func{signal}; questa funzione è definita fin dallo standard ANSI C +che però non considera sistemi multitasking, per cui la sua definizione in +tale standard è tanto vaga da essere del tutto inutile in un sistema unix, per +questo 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 una nuova funzione di gestione (manipolatore) per il segnale + \param{signum}, usando il manipolatore \param{handler}. + + 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 in Linux che permette di riscrivere il prototipo in +forma più leggibile dell'originario \func{void (*signal(int signum, void + (*handler)(int)))int)}, e che è sostanzialmente equivalente alla +definizione: +\begin{verbatim} +typedef void (* sighandler_t)(int) +\end{verbatim} +cioè un puntatore ad una funzione di tipo \type{void} con un parametro 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}}. + +Il numero di segnale passato in \param{signum} segnale 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 valori costanti +\macro{SIG\_IGN} con cui si dice ignorare il segnale e \macro{SIG\_DFL} per +installare l'azione di di default (si ricordi però che i due segnali +\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né +intercettati). + + +\subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali} +\label{sec:sig_reentrant}