X-Git-Url: https://gapil.gnulinux.it/gitweb/?p=gapil.git;a=blobdiff_plain;f=signal.tex;h=966e32a1aa0759a2d1d6b15210171c3f2680d5e7;hp=98e476eb52ef57e99ef2390f23b4b12bfd916482;hb=2fbc954b9f4f62f19fa3409512ecdcb87c05350c;hpb=fc4a31f12206bfd45aedae964058696121e7decf diff --git a/signal.tex b/signal.tex index 98e476e..966e32a 100644 --- a/signal.tex +++ b/signal.tex @@ -84,8 +84,7 @@ 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: -s -e un secondo segnale arriva prima che il manipolatore invocato dal primo +se 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). @@ -883,11 +882,11 @@ con il precedente prototipo si pu \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 +e cioè un puntatore ad una funzione \ctyp{void} (cioè senza valore di ritorno) +e che prende un argomento di tipo \ctyp{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}.} + un puntatore a \ctyp{void} e non un puntatore ad una funzione \ctyp{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. @@ -957,6 +956,15 @@ la funzione \func{kill}; il cui prototipo \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 0 in caso di successo e -1 in caso di + errore nel qual caso \var{errno} può assumere i valori: + \begin{errlist} + \item[\macro{EINVAL}] Il segnale specificato non esiste. + \item[\macro{ESRCH}] Il processo selezionato non esiste. + \item[\macro{EPERM}] Non si hanno privilegi sufficienti ad inviare il + segnale. + \end{errlist}} \end{functions} Lo standard POSIX prevede che il valore 0 per \param{sig} sia usato per @@ -992,7 +1000,6 @@ riportati in \tabref{tab:sig_kill_values}. \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 @@ -1493,7 +1500,7 @@ fino a trattare le caratteristiche generali della gestione dei medesimi nella casistica ordinaria. -\subsection{Un esempio di problema} +\subsection{Alcune problematiche aperte} \label{sec:sig_example} Come accennato in \secref{sec:sig_pause_sleep} è possibile implementare @@ -1532,7 +1539,8 @@ unsigned int sleep(unsigned int seconds) /* remove alarm, return remaining time */ return alarm(0); } -void alarm_hand(int sig) { +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"); @@ -1585,7 +1593,8 @@ unsigned int sleep(unsigned int seconds) /* remove alarm, return remaining time */ return alarm(0); } -void alarm_hand(int sig) { +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"); @@ -1612,20 +1621,121 @@ 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. +principale, interrompendone inopportunamente l'esecuzione. +Lo stesso tipo di problema si presenterebbe se si volesse usare \func{alarm} +per stabilire un timeout su una sistem call bloccante. Un secondo esempio è +quello in cui si usa il segnale per notificare una quelche forma di evento; in +genere quello che si fa in questo caso è settare nel manipolatore un opportuno +flag da controllare nel corpo principale del programma (con un codice del tipo +di quello riportato in + +\begin{figure}[!htb] + \footnotesize \centering + \begin{minipage}[c]{15cm} + \begin{lstlisting}{} +sig_atomic_t flag; +unsigned int control(unsigned int seconds) +{ + da fare +} +void alarm_hand(int sig) +{ + /* set the flag + flag = 1; +} + \end{lstlisting} + \end{minipage} + \normalsize + \caption{Un esempio non funzionante di restituzione di un evento da parte di + un segnale.} + \label{fig:sig_event_wrong} +\end{figure} + + + +È per questo motivo che occorrono funzioni più sofisticate della semplice +\func{signal} che permettano di gestire i segnali in maniera più completa. + + + + + + +\subsection{I \textit{signal set}} +\label{sec:sig_sigset} + +Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali +dei primi Unix, nate con la semantica inaffidabile, hanno dei limiti non +superabili; in particolare non è prevista nessuna funzione che permetta di +gestire gestire il blocco dei segnali o di verificare lo stato dei segnali +pendenti. + +Per questo motivo lo standard POSIX.1, insieme alla nuova semantica dei +segnali ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che +permette di ottenete un controllo molto più dettagliato. In particolare lo +standard ha introdotto un nuovo tipo di dato \type{sigset\_t}, che permette di +rappresentare un insieme di segnali (un \textit{signal set}, come viene +usualmente chiamato), che è il tipo di dato che viene usato per gestire il +blocco dei segnali. + +In genere un \textit{signal set} è rappresentato da un intero di dimensione +opportuna, di solito si pari al numero di bit dell'architettura della +macchina\footnote{nel caso dei PC questo comporta un massimo di 32 segnali + distinti, dato che in Linux questi sono sufficienti non c'è necessità di + nessuna struttura più complicata.}, ciascun bit del quale è associato ad uno +specifico segnale; in questo modo è di solito possibile implementare le +operazioni direttamente con istruzioni elementari del processore; lo standard +POSIX.1 definisce cinque funzioni per la manipolazione dei \textit{signal set}, +\func{sigemptyset}, \func{sigfillset}, \func{sigaddset}, \func{sigdelset} e +\func{sigismember}, i cui prototipi sono: +\begin{functions} + \headdecl{signal.h} + + \funcdecl{int sigemptyset(sigset\_t *set)} Inizializza un \textit{signal set} + vuoto. + + \funcdecl{int sigfillset(sigset\_t *set)} Inizializza un \textit{signal set} + pieno (con tutti i segnali). + + \funcdecl{int sigaddset(sigset\_t *set, int signum)} Aggiunge il segnale + \param{signum} al \textit{signal set} \param{set}. + + \funcdecl{int sigdelset(sigset\_t *set, int signum)} Toglie il segnale + \param{signum} dal \textit{signal set} \param{set}. + + \funcdecl{int sigismember(const sigset\_t *set, int signum)} Controlla se il + segnale \param{signum} è nel \textit{signal set} \param{set} + + \bodydesc{Le prime quattro funzioni ritornano 0 in caso di successo, mentre + \func{sigismember} ritorna 1 se \param{signum} è in \param{set} e 0 + altrimenti. In caso di errore tutte ritornano -1, con \var{errno} settata a + \macro{EINVAL} (il solo errore possibile è che \param{signum} non sia un + segnale valido).} +\end{functions} + +Dato che in generale non si può fare conto sulle caratteristiche di una +implementazione (non è detto che si disponga di un numero di bit sufficienti +per mettere tutti i segnali in un intero, o in \type{sigset\_t} possono essere +immagazzinate ulteriori informazioni) tutte le operazioni devono essere +comunque eseguite attraverso queste funzioni. + +In genere si usa un \textit{signal set} per specificare quali segnali si vuole +bloccare, o per riottenere dalle varie funzioni di gestione la maschera dei +segnali attivi. Essi possono essere definiti in due diverse maniere, +aggiungendo i segnali voluti ad un insieme vuoto ottenuto con +\func{sigemptyset} o togliendo quelli che non servono da un insieme completo +ottenuto con \func{sigfillset}. Infine \func{sigismember} permette di vericare +la presenza di uno specifico segnale in un \textit{signal set}. \subsection{La funzione \func{sigaction}} \label{sec:sig_sigaction} -Come evidenziato nel paragrafo precedente, le funzioni di gestione dei segnali -dei primi Unix, hanno dei limiti non superabili; per questo motivo lo standard -POSIX ha introdotto una interfaccia di gestione completamente nuova, che -permette un controllo molto più dettagliato. La funzione principale di questa -nuova interfaccia è \func{sigaction}; il cui prototipo è: +La funzione principale dell'interfaccia standard POSIX.1 per i segnali è +\func{sigaction}, essa ha sostanzialemente le stesse funzioni di +\func{signal}, permette cioè di specificare come un segnale può essere gestito +da un processo. Il suo prototipo è: \begin{prototype}{signal.h}{int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact)} @@ -1642,25 +1752,25 @@ nuova interfaccia \end{errlist}} \end{prototype} -La funzione serve ad installare una nuova azione per il segnale -\param{signum}; si parla di azione e non di manipolatore come nel caso di -\func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare le varie -caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione del -manipolatore. Lo standard POSIX raccomanda di usare sempre questa funzione al -posto di \func{signal} (che in genere viene definita tramite essa), in quanto -offre un controllo completo, sia pure al prezzo di una maggiore complessità -d'uso. +La funzione serve ad installare una nuova \textsl{azione} per il segnale +\param{signum}; si parla di \textsl{azione} e non di \textsl{manipolatore} +come nel caso di \func{signal}, in quanto la funzione consente di specificare +le varie caratteristiche della risposta al segnale, non solo la funzione del +manipolatore. Per questo lo standard raccomanda di usare sempre questa +funzione al posto di \func{signal} (che in genere viene definita tramite +essa), in quanto offre un controllo completo su tutti gli aspetti della +gestione di un segnale, sia pure al prezzo di una maggiore complessità d'uso. -Se il puntatore \param{act} non è nullo la funzione installa la nuova azione +Se il puntatore \param{act} non è nullo, la funzione installa la nuova azione da esso specificata, se \param{oldact} non è nullo il valore dell'azione corrente viene restituito indietro. Questo permette (specificando \param{act} nullo e \param{oldact} non nullo) di superare uno dei limiti di \func{signal}, che non consente di ottenere l'azione corrente senza installarne una nuova. -Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \var{sigaction}, che -permette di descrivere tutte le caratteristiche dell'azione associata ad un -segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX ed in Linux è definita -secondo quanto riportato in \secref{fig:sig_sigaction}, il campo +Entrambi i puntatori fanno riferimento alla struttura \var{sigaction}, tramite +la quale si specificano tutte le caratteristiche dell'azione associata ad un +segnale. Anch'essa è descritta dallo standard POSIX.1 ed in Linux è definita +secondo quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction}. Il campo \var{sa\_restorer}, non previsto dallo standard, è obsoleto e non deve essere più usato. @@ -1668,7 +1778,8 @@ pi \footnotesize \centering \begin{minipage}[c]{15cm} \begin{lstlisting}[labelstep=0]{}%,frame=,indent=1cm]{} -struct sigaction { +struct sigaction +{ void (*sa_handler)(int); void (*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *); sigset_t sa_mask; @@ -1682,9 +1793,95 @@ struct sigaction { \label{fig:sig_sigaction} \end{figure} +Come si può notare da quanto riportato in \figref{fig:sig_sigaction} in Linux +\func{sigaction} permette di specificare il manipolatore in due forme diverse, +indicate dai campi \var{sa\_handler} e \var{sa\_sigaction}; esse devono essere +usate in maniera alternativa (in certe implementazioni questi vengono +specificati come \ctyp{union}): la prima è quella classica usata anche con +\func{signal}, la seconda permette invece di usare un manipolatore in grado di +ricevere informazioni più dettagliate dal sistema (ad esempio il tipo di +errore in caso di \macro{SIGFPE}), attraverso dei parametri aggiuntivi; per i +dettagli si consulti la man page di \func{sigaction}). + +Il campo \var{sa\_mask} serve ad indicare l'insieme dei segnali che devono +essere bloccati durante l'esecuzione del manipolatore, ad essi viene comunque +sempre aggiunto il segnale che ne ha causato la chiamata, a meno che non si +sia specificato con \var{sa\_flag} un comportamento diverso. + +Il valore di \var{sa\_flag} permette di specificare vari aspetti del +comportamento di \func{sigaction}, e della reazione del processo ai vari +segnali; i valori possibili ed il relativo significato sono riportati in +\tabref{tab:sig_sa_flag}. + +\begin{table}[htb] + \footnotesize + \centering + \begin{tabular}[c]{|l|p{8cm}|} + \hline + \textbf{Valore} & \textbf{Timer} \\ + \hline + \hline + \macro{SA\_NOCLDSTOP}& Se il segnale è \macro{SIGCHLD} allora non deve + essere notificato quando il processo figlio viene fermato da uno dei + segnali \macro{SIGSTOP}, \macro{SIGTSTP}, \macro{SIGTTIN} or + \macro{SIGTTOU}.\\ + \macro{SA\_ONESHOT} & Ristabilisce l'azione per il segnale al valore di + default una volta che il manipolatore è stato lanciato, riproduce cioè il + comportamento della semantica inaffidabile.\\ + \macro{SA\_RESETHAND}& Sinonimo di \macro{SA\_ONESHOT}. \\ + \macro{SA\_RESTART} & Riavvia automaticamente le \textit{slow system + call} quando vengono interrotte dal suddetto segnale; riproduce cioè il + comportamento standard di BSD.\\ + \macro{SA\_NOMASK} & Evita che il segnale corrente sia bloccato durante + l'esecuzione del manipolatore.\\ + \macro{SA\_NODEFER} & Sinonimo di \macro{SA\_NOMASK}.\\ + \macro{SA\_SIGINFO} & Deve essere specificato quando si vuole usare un + manipolatore in forma estesa usando \var{sa\_sigaction} al posto di + \var{sa\_handler}. \\ + \macro{SA\_ONSTACK} & Stabilisce l'uso di uno stack alternativo per + l'esecuzione del manipolatore (vedi \secref{sec:sig_altstack}).\\ + \hline + \end{tabular} + \caption{Valori del campo \var{sa\_flag} della struttura \var{sigaction}.} + \label{tab:sig_sa_flag} +\end{table} + +Benché sia possibile usare nello stesso programma sia \func{sigaction} che +\func{signal} occorre molta attenzione, in quanto le due funzioni possono +interagire in maniera anomala. Infatti l'azione specificata con +\var{sigaction} contiene un maggior numero di informazioni rispetto al +semplice indirizzo del manipolatore restituito da \func{signal}. Per questo +motivo se si usa quest'ultima per installare un manipolatore sostituendone uno +precedentemente installato con \func{sigaction}, non sarà possibile effettuare +un ripristino corretto dello stesso. + +Per questo è sempre opportuno usare \func{sigaction}, che è in grado di +ripristinare correttamente un manipolatore precedente, anche se questo è stato +installato con \func{signal}. In generale poi non è il caso di usare il valore +di ritorno di \func{signal} come campo \var{sa\_handler}, o viceversa, dato +che in certi sistemi questi possono essere diversi. In generale dunque, a meno +che non si sia vincolati allo standard ISO C, è sempre il caso di evitare +l'uso di \func{signal} a favore di \func{sigaction}. + + + +\subsection{La gestione del blocco dei segnali} +\label{sec:sig_sigmask} + +Come spiegato in \secref{sec:sig_semantics} tutti i moderni sistemi unix-like +permettono si bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente, settando +\macro{SIG\_IGN} come azione) la consegna dei segnali ad un processo. Questo è +fatto specificando la cosiddetta \textit{signal mask} del +processo\footnote{nel caso di Linux essa è mantenuta dal campo \var{blocked} + della relativa \var{task\_struct}} che viene espressa come il signal set dei +segnali la cui consegna è bloccata. Abbiamo accennato in +\secref{sec:proc_fork} che la \textit{signal mask} viene ereditata dal padre +alla creazione di un processo figlio, e abbiamo visto al paragrafo precedente +che essa può essere specificata, durante l'esecuzione di un manipolatore, +attraverso l'uso dal campo \var{sa\_mask} di \var{sigaction}. + +Uno dei problemi evidenziatisi con l'esempio di -\subsection{I \textit{signal set}} -\label{sec:sig_sigset} \subsection{Le funzioni \func{sigpending} e \func{sigsuspend}}