1 I segnali. 2 Prima un po di teoria…... 3 Stati dei processi in UNIX Idle Sleeping Zombified...
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Transcript of 1 I segnali. 2 Prima un po di teoria…... 3 Stati dei processi in UNIX Idle Sleeping Zombified...
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I segnali
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I segnali
Prima un po’ di teoria…...
3
Stati dei processi in UNIX
Idle
Sleeping
Zombified
Runnable
Running
Forkiniziata
waitpid
Forkterminata
scheduling
Attesa diun evento
L’evento accade
exit
4
Segnali
• Sono ‘interruzioni’ software– comunicano al processo il verificarsi di un evento– ad ogni evento corrisponde un segnale numerato – un processo all’arrivo di un segnale di un certo tipo
può decidere di• ignorarlo
• lasciarlo gestire al kernel con l’azione di default definita per quel segnale
• specificare una funzione (signal handler) che viene mandata in esecuzione appena il segnale viene rilevato
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Segnali (2)• Da chi sono inviati i segnali?
– da processo all’altro• usando la SC kill()• solo processi del gruppo (discendenti o antenati)
– dall’utente con particolari combinazioni di tasti (al processo in foregroud)
• Control-C corrisponde a SIGINT (ANSI)• Control-Z corresponde a SIGTSTP
– dall’utente con l’utility kill della shell
– dal SO per a comunicare al processo il verificarsi di particolari eventi (es. SIGFPE, errore floating-point, SIGSEGV, segmentation fault)
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Segnali (3)
• Lo standard POSIX stabilisce un insieme di segnali riconosciuti in tutti i sistemi conformi– sono interi definiti come macro in /usr/include/bits/signum.h
– esempi:• SIGKILL (9) : il processo viene terminato (non può essere
intercettata) (quit)
• SIGALRM (14): è passato il tempo richiesto (quit)
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Segnali (4)– Sono di uso comune anche segnali non POSIX:
• SIGINT (2) Control-C (ANSI) – richiesta di terminazione da tastiera (quit)
• SIGTSTP (POSIX) Control-Z– richiesta di sospensione da tastiera (suspend fino all’arrivo
SIGCONT)
• SIGFPE (8) (ANSI) – si è verificato un errore Floating Point (dump)
• SIGCHLD(17) (POSIX)– si è verificato un cambiamento di stato in un processo figlio
(ignore)
• SIGPIPE(13) (POSIX)– la pipe è stata chiusa in lettura (quit)
• …….
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Segnali (5)• SD del kernel relative ai segnali
– signal handler array : descrive cosa fare quando arriva un segnale di un certo tipo
• ignorare, trattare + puntatore al codice della funzione da eseguire (handler)
– pending signal bitmap (signal mask): che contiene un bit per ogni tipo di segnale
• il bit X è a 1 se c’è un segnale pendente di tipo X
– ogni processo ha un signal handler array (nella user area) ed una pending signal bitmap (nella process table)
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Segnali (6)• Cosa accade quando arriva un segnale?
– il processo che lo riceve viene interrotto– il kernel stabilisce quale comportamento adottare
controllando il contenuto del signal handler array – se deve essere eseguito un signal handler safun:
• lo stato del processo interrotto viene salvato• si esegue la funzione safun• il processo riprende l’esecuzione dallo stato in cui e’ stato
interrotto
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Stati dei processi in UNIX (2)
Idle
Sleeping
Zombified
Runnable
Running
Forkiniziata
waitpidStopped
Forkterminata
scheduling
Attesa diun evento
L’evento accade
exitSegnaleSIGSTOP(CTRL Z)
SegnaleSIGCONT
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SC per i segnali
alarm(), sigaction(),pause(),kill(),…...
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Segnali: system call• Come si definisce un signal handler
personalizzato? – usando la SC sigaction()
• ci sono SC che permettono di inviare segnali– alarm(), kill()
• ci sono SC che permettono di mettersi in attesa dell’arrivo di un segnale– pause()
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Segnali di sveglia: alarm() int alarm(unsigned int count);
– serve a implementare un timeout– invia un segnale SIGALRM al processo che l’ha
invocata dopo count secondi– se count è 0 non viene settato nessun allarme– in ogni caso tutte le richieste di allarme già settate
sono cancellate
– restituisce (0) se non c’erano allarmi settati oppure (x>0) se macavano x secondi allo scadere dell’ultimo allarme settato
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Invio di una SIGALRM
int main (void) {
alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */
printf(”Ciclo infinito ….") ;
while (1) ; /* ciclo infinito */
printf(”Pippo") ; /* mai eseguita */
return 0 ;
}
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Esempio : eseguiamo...
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo infinito ...
-- per (circa) 3 secondi non accade niente
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Esempio : eseguiamo…(2)
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo infinito ...
Alarm clock -- arriva il segnale
-- processo terminato
$
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Personalizzare la gestioneint sigaction(int signum,
const struct sigaction* act,
struct sigaction* oldact);– serve a definire un nuovo handler– signum : segnale da trattare– &act : struttura che definisce il nuovo trattamento
del segnale signum;– &oldact : (OUTPUT) ritorna il contenuto
precedente del signal handler array (può servire per ristabilire il comportamento precedente)
– ritorna (-1) se c’è stato errore
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Personalizzare la gestione (2)struct sigaction { ...
void sa_handler (int); ...}
– sa_handler: indica come gestire il segnale può essere:•SIG_IGN ignora il segnale•SIG_DFL usare la funzione di gestione di default
• puntatore alla funzione da invocare all’arrivo del segnale
– gli altri campi di solito si lasciano invariati
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Personalizzare la gestione (3)– SIGKILL e SIGSTP: non possono essere gestiti se
non con la procedura di default – il figlio eredita la gestione dei segnali dal padre– dopo la exec() le gestioni ritornano quelle di
default (ma i segnali ignorati continuano ad essere ignorati)
– i segnali SIGCHLD sono gli unici ad essere accumulati (stacked) negli altri casi se arriva un segnale dello stesso tipo di uno già settato nella signal mask viene perso
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Personalizzare SIGALRM
void gestore (int sig) {/* numero segnale */
printf(”SIGALRM catturato\n") ;
}
int main (void) {
struct sigaction s ;
……
}
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Personalizzare SIGALRM (2) int main (void) { …
/* inizializzo s con i valori correnti */
sigaction(SIGALRM,NULL,&s);
s.sa_handler=gestore; /* nuovo gestore */
/* installo nuovo gestore */ sigaction(SIGALRM,&s,NULL);
alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */
printf(”Ciclo infinito ….") ;
while (1) ; /* ciclo infinito */
printf(”Pippo") ; /* mai eseguita */
return 0 ;}
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Esempio : eseguiamo...
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo infinito ...
-- per (circa) 3 secondi non accade niente
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Esempio : eseguiamo…(2)
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo infinito ...
SIGALRM catturato -- arriva il segnale
-- il processo cicla indefinitamente …
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Attesa di segnali: pause() int pause(void);
– sospende il processo fino all’arrivo di un segnale– serve a implementare l’attesa passiva di un segnale
– ritorna dopo che il segnale è stato catturato ed il gestore è stato eseguito, restituisce sempre (-1)
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Attendere SIGALRM /* indica se è arrivato SIGALARM (=1) o no (=0) */
int sigalarm_flag = 0;
void gestore (int sig) {/* numero segnale */
sigalarm_flag = 1;
}
int main (void) {
struct sigaction s ;
……
}
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Attendere SIGALRM (2)int main (void) {
sigaction(SIGALRM,NULL,&s);
s.sa_handler=gestore; /* nuovo gestore */
sigaction(SIGALRM,&s,NULL);
alarm(3); /* SIGALRM fra 3 secondi */
printf(”Ciclo fino a SIGALRM ….") ;
while (sigalarm_flag!= 1)
pause(); /* ciclo fino a SIGALRM */
/* serve a non sbloccarsi se arriva un altro segnale */
printf(”SIGALRM arrivato ...") ;
return 0 ;}
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Esempio : eseguiamo...
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo fino a SIGALRM….
-- per (circa) 3 secondi non accade niente
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Esempio : eseguiamo…(2)
cosa accade se eseguiamo il codice dell’esempio :
$ a.out
Ciclo infinito ...
SIGALRM arrivato -- arriva il segnale
-- processo terminato
$
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Invio di segnali: kill() int kill(pid_t pid, int sig);
– invia un segnale di tipo sig a uno o più processi (dipende da pid)
– il segnale è inviato solo se • il processo che invia il segnale e chi lo riceve hanno lo
stesso owner
• il processo che invia il segnale è posseduto dal superutente (root)
– restituisce (0) se OK (-1) se si verifica un errore
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Invio di segnali: kill()(2) int kill(pid_t pid, int sig);
– pid può essere • >0 , in questo caso è il pid del processo cui si deve inviare il
segnale
• =0, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi del gruppo del processo che esegue la kill
• -1, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi (tranne init) se il processo è di root, altrimenti come (pid=0)
• < -1, in questo caso il segnale è inviato a tutti i processi del gruppo a cui appartiene pid
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Esempio : una shell con timeout/*istallazione gestore SIGCHLD*/
while (TRUE) { /*ciclo infinito*/
flag_sigchld = 0;
type_prompt(); /* stampa prompt*/
argv = read_comm(); /*legge command line*/
pid = fork();
if (pid) {/* codice padre */
Sleep(1); /* dopo 1 secondo si risveglia */
kill(pid,SIGKILL); /* e uccide il padre! */
while(!flag_sigchld)
pause();
} else {/*codice figlio*/
execvp(argv[0],argv); }
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Esempio : una shell con timeout (2)void gestore_chld (int sig) {
int pid, stato;
pid = wait(&stato);
if (WIFEXITED(stato)) /* term con exit*/
printf(”%d: Terminato con exit %d”, pid,
WEXITSTATUS(stato));
else
printf(”%d: Terminato con kill %d”, pid,
WTERMSIG(stato));
flag_sigchld = 1;
}
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Segnali e system call– Nello standard POSIX specifica che se arriva un
segnale mentre una SC (es. open(), read()) è in esecuzione la SC deve fallire con errore EINTR• si dovrebbe quindi testare EINTR dopo ogni SC e gestirlo
esplicitamente
• è possibile settare opportuni flags durante la sigaction() in modo da non essere interrotti
– Linux per default NON interrompe le SC all’arrivo di un segnale• Se vogliamo essere interrotti possiamo richiederlo
esplicitamente con una chiamata alla system call siginterrupt()
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Race Condition?
Possiamo implementare sleep con alarm?
Nota: sleep e alarm si basano sul tempo di clock della macchina
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In teoria si.../* def. Gestore alarm */
int sleep(int sec) {
/* installo gestore per SIGALRM */
alarm(sec);
/* SIGALRM fra sec secondi */
pause();
}
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Problema• Il processo viene interrotto fra la
chiamata di alarm e pause
• Il tempo di attesa scade
• Il processo viene risvegliato, lo scheduler controlla la maschera dei segnali pendenti ed esegue il gestore che non fa nulla
• Il controllo passa al process che esegue pause!
• Potrebbe verificarsi un deadlock!
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Come si risolve?
• Leggere la maschera dei segnali corrente e bloccare il segnale voluto (ad es. SIGALRM)
• Mandare il processo in attesa abilitando la ricezione del segnale voluto.
• Ripristinare la maschera dei segnali originaria.
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Maschera dei segnali
• I moderni sistemi unix-like permettono di bloccare temporaneamente (o di eliminare completamente, impostando SIG_IGN come azione) la consegna dei segnali ad un processo.
• Si utilizza la maschera dei segnali (o signal mask) del processo cioè l'insieme dei segnali la cui consegna è bloccata.
• La signal mask viene ereditata dal padre alla creazione di un processo figlio
• Può essere modificata, durante l'esecuzione di un gestore, attraverso l'uso del campo sa_mask di sigaction.
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Quali funzioni servono?#include <signal.h>
int sigemptyset(sigset_t *set)Crea una maschera vuota
int sigaddset(sigset_t *set, int signum) Aggiunge signum segnale alla maschera set
int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset)Cambia la maschera dei segnali del processo correntehow=SIG_BLOCK specifica segnali da bloccare
int sigsuspend(const sigset_t *mask)imposta la signal mask specificata, mettendo in attesa il processo.