X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=signal.tex;h=3bc1af18268fc02f28356d0a52e9988d0fd3d5f5;hp=86a66b6c390b25c1f9cfd4df30f64fef423ea1eb;hb=52c484e2b0db3aba63c356136bea66f9aec48ef5;hpb=56a7803a5e9f18850548c186b7aa9813b071107d diff --git a/signal.tex b/signal.tex index 86a66b6..3bc1af1 100644 --- a/signal.tex +++ b/signal.tex @@ -45,8 +45,8 @@ il seguente: \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 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)}. + \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*} @@ -73,7 +73,7 @@ semantiche) che vengono chiamate rispettivamente semantica \textsl{affidabile} \textit{unreliable}). Nella semantica \textsl{inaffidabile} (quella implementata dalle prime -versioni di unix) la routine di gestione del segnale specificata dall'utente +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 @@ -260,31 +260,29 @@ ignorato, non sar è specificata una azione diversa (nel qual caso solo i segnali successivi alla nuova specificazione saranno notificati). -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 +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 specificare -una scelta fra le tre seguenti: +è fissa e non può essere cambiata, ma per tutti gli altri si può selezionare +una delle tre possibilità seguenti: \begin{itemize*} -\item \textsl{ignorare} il segnale. -\item \textsl{catturare} il segnale, ed utilizzare il manipolatore - specificato. +\item ignorare il segnale. +\item catturare il segnale, ed utilizzare il manipolatore specificato. \item accettare l'azione di default per quel segnale. \end{itemize*} -Un programma può specificare queste scelte usano le due funzioni \func{signal} -e \func{sigaction} (vedi \secref{sec:sig_signal} e ); se si è installato un -manipolatore sarà quest'ultimo ad essere eseguito alla notifica del segnale. -Inoltre il sistema fa si che mentre viene eseguito il manipolatore di un -segnale, questo ultimo venga automaticamente bloccato (così si possono evitare -race condition). +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 +fa si che mentre viene eseguito il manipolatore di un segnale, questo 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 \secref{sec:sig_standard}); nella maggior parte dei casi essa -comporta la terminazione del processo, per alcuni segnali che rappresentano -eventi innocui invece l'azione di default è quella di essere ignorati. +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 @@ -294,18 +292,19 @@ 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 di -\textit{core dump} che registra lo stato del processo prima della -terminazione, che e può essere esaminato da un debugger per investigare sulla -causa dell'errore. Lo stesso avviene se i suddetti segnale vengono generati -con una \func{kill}. +\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 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. +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} @@ -313,7 +312,8 @@ identificarli, e le funzioni che ne stampano la descrizione. 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. +può variare a seconda dell'implementazione del sistema, e nel caso si Linux, +anche a seconda dell'architettura hardware. \begin{table}[htb] \footnotesize @@ -323,56 +323,56 @@ pu \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 dimezsione dei file\\ - \macro{SIGIOT} &L & C & IOT trap. A synonym for 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 SIGCHLD \\ - \macro{SIGPWR} &L & A & Power failure (System V) \\ - \macro{SIGINFO} &L & & A synonym for SIGPWR \\ - \macro{SIGLOST} &L & A & File lock lost \\ - \macro{SIGWINCH} &LB& B & Window resize signal (4.3 BSD, Sun) \\ - \macro{SIGUNUSED}&L & A & Unused signal (will be SIGSYS) \\ + \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} -Per questo motivo ad ogni segnale viene associato un nome, che corrisponde, -tramite una macro di preprocessore, al suddetto numero. Sono questi nomi, che -sono standardizzati e sostanzialemnte uniformi rispetto alle varie +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 sostanzialemnte 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}. @@ -428,8 +428,8 @@ stato dello stack e delle variabili al momento della ricezione del segnale. \hline P & POSIX. \\ B & BSD. \\ - L & Linux \\ - S & SUSv2 \\ + L & Linux.\\ + S & SUSv2.\\ \hline \end{tabular} \caption{Legenda dei valori della colonna \textbf{Standard} di @@ -750,87 +750,530 @@ descritta in \secref{sec:sys_strerror}; il suo prototipo 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 può essere acceduta dichiarando: +\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} -\var{sys\_siglist} contiene le stringhe di descrizione indicizzate per numero -di segnale, per cui \code{char *decr = strsignal(SIGINT)} può essere -sostituito dall'equivalente \code{char *decr = sys\_siglist[SIGINT]}. +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_handlers} +\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:prog_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 nemmeno 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 +indenfinitamente, 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 dipositivo 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. -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. +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}. -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. +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 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 +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: + 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}. + 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 in Linux che permette di riscrivere il prototipo in -forma più leggibile dell'originario \code{void (*signal(int signum, void - (*handler)(int)))int)}, e che è sostanzialmente equivalente alla -definizione: +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} -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 +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 valori costanti +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 (si ricordi però che i due segnali -\macro{SIGKILL} e \macro{SIGSTOP} non possono essere ignorati né -intercettati). +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 sengale 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 suo 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}. + + \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. + \item[\macro{EPERM}] Il processo non ha il permesso di inviare il segnale + alla destinazione specificata. + \item[\macro{ESRCH}] Il \acr{pid} o il process group indicati non + esistono. Gli zombie (vedi \ref{sec:proc_termination}) sono considerati come + processi esistenti. + \end{errlist}} +\end{functions} + +La funzione \code{raise(sig)} è sostanzialmente equivalente ad una +\code{kill(getpid(), sig)}. Siccome \func{raise} è definita nello standard ISO +C non esiste in alcune vecchie versioni di Unix, per cui in generale l'uso di +\func{kill} è più portabile. + +Lo standard POSIX poi prevede che il valore 0 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 la destinazione a cui inviare +il segnale e può assumere i seguenti significati: +\begin{basedescript}{\desclabelwidth{2cm}\desclabelstyle{\nextlinelabel}} +\item[$\texttt{pid}>0$] il segnale è mandato al processo con il \acr{pid} + indicato. +\item[$\texttt{pid}=0$] il segnale è mandato ad ogni processo del + \textit{process group} del chiamante. +\item[$\texttt{pid}=-1$] il segnale è mandato ad ogni processo (eccetto + \cmd{init}). +\item[$\texttt{pid}<-1$] il segnale è mandato ad ogni processo del process + group $|\code{pid}|$. +\end{basedescript} + +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 +segnali di temporizzazione e e \macro{SIGABORT}, per i quali sono previste +funzioni specifiche che ne effettuino l'invio. La prima di queste 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 provvede 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 si un segnale di +\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 eventualmente possibile +effettuare delle scelte in caso di necessità di più interruzioni. + +In \secref{sec:sys_unix_time} abbiamo visto che ad ogni processo sono +associati tre tempi diversi: \textit{clock time}, \textit{user time} e +\textit{system time}. Per poterli calcolare il kernel mantiene tre diversi +timer per ciascun processo: +\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, pur essendo molto semplice, presenta numerosi +limiti: non consente di usare gli altri timer, non può specificare intervalli +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] + \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 \ref{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}, +ripetendo il ciclo; se \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 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 del timer di sistema (in genere 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 scandenza del timer, +ma poi deve essere consegnato; se il processo 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. + +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 +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 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 manipilatore è ritornato, nel qual caso restituisce -1 e setta + \var{errno} a \macro{EINTR}.} +\end{prototype} -\subsection{Funzioni rientranti e default dei segnali} -\label{sec:sig_reentrant} +\subsection{Le semantiche di \macro{SIGCHLD}} +\label{sec:sig_sigchld} -\subsection{La funzione \func{sigpending}} + +\section{Gestione avanzata} +\label{sec:sig_control} + + + + +\subsection{Le funzioni \func{sigprocmask} e \func{sigpending}} \label{sec:sig_sigpending} + +\subsection{La funzione \func{sigaction}} +\label{sec:sig_sigaction} + + + +\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"