Sistemi Operativi: Segnali

Introduzione al Laboratorio di Sistemi Operativi UNIX

• Il laboratorio si concentra sui sistemi operativi UNIX.
• Gli argomenti includono l'introduzione a UNIX, l'integrazione C (operatori bitwise, precedenze, preprocessore, pacchettizzazione del codice, compilazione condizionale e utility make), il controllo dei processi, segnali, pipe e FIFO, code di messaggi, memoria condivisa, semafori e introduzione alla programmazione bash.
• Il materiale si basa su appunti del professore degli anni precedenti, sul libro "The Linux Programming Interface" di Michael Kerrisk, e sul libro "Advanced Programming in the UNIX Environment" di W. Richard Stevens.

Cause che Generano i Segnali

• Un segnale è una notifica a un processo di un evento.
• Le cause includono eccezioni hardware (es. istruzioni errate, divisioni per 0, accesso a memoria non valida), eventi software (es. disponibilità di input da un file, timeout di un timer, terminazione di un processo figlio) e input utente (es. caratteri speciali come Ctrl+C o Ctrl+Z).

Nomi Simbolici e Numeri dei Segnali

• I segnali sono rappresentati da interi unici, iniziando da 1.
• Ogni segnale ha un nome simbolico (es. SIGINT, SIGSEGV) definito in <signal.h> o <sys/signal.h>.
• Per la portabilità, si consiglia di usare i nomi simbolici nei programmi.

Elenco dei Segnali con strsignal

• La funzione strsignal fornisce il nome simbolico di un segnale dato il suo numero.

Elenco dei Segnali BSD

• Presenta un elenco dettagliato dei segnali UNIX con i loro nomi e le azioni di default.

Ciclo di Vita dei Segnali

• Un segnale inizia con un evento.
• Successivamente, il segnale viene inviato a un processo.
• Il segnale è in "attesa" (pending) finché non viene consegnato.

Segnali in Attesa, Consegna e Blocco

• Un segnale in attesa viene inviato al processo durante l'esecuzione di questo.
• In alcuni casi, potrebbe essere necessario evitare che un segnale interrompa l'esecuzione di un segmento di codice. Questo si raggiunge aggiungendo un segnale alla maschera dei segnali del processo.
• L'aggiunta e la rimozione dei segnali dalla maschera vengono gestite da system call specifiche.

Azioni di Default dei Processi in Risposta a un Segnale

• Un processo in risposta a un segnale può ignorare il segnale, terminare, generare un core dump o fermarsi (stopped).

Generazione di un File Core Dump

• In questo caso, viene generato un file contenente un'immagine della memoria virtuale del processo al momento della terminazione.

Rilancio dell'Esecuzione del Processo

• Un processo può essere ripreso dopo essere stato bloccato.

Sistemi di Segnali in Unix & Le Trap

• Le trap sono segnali generati dai comportamenti errati del processo stesso. Esempi includono divisione per zero, accesso a indirizzi di memoria non validi, e tentativi di eseguire istruzioni privilegiate.

Sistemi di Segnali in Unix - Gli Interrupt

• Gli interrupt sono segnali generati da sorgenti esterne al processo, come l'utente.
• Sono generati da tasti di controllo sul terminale (es. Ctrl-C, Ctrl-Z).

Impostazione della Disposizione di Default dei Segnali

• I programmi possono modificare l'azione di default di un segnale.
• Ciò viene fatto impostando una di queste disposizioni: continuare con l'azione di default, ignorare il segnale o eseguire un handler di segnali.

Signal Handler

• Un signal handler è una funzione che gestisce un particolare segnale.
• Quando un segnale viene ricevuto, il kernel chiama l'handler, permettendo al programma di prendere azioni specifiche.

Signal Types and Default Actions

• Una lista di tipi di segnali e le loro azioni di default

Signal Types, Default Actions, & Specific Examples

• Descrizione dei tipi di segnali e le loro azioni corrispondenti nel contesto di UNIX (es. SIGABRT per abort program)

Gestione di Signal Handler

• L'installazione o la definizione di un signal handler significa informare il kernel che deve essere chiamata una funzione handler specifico se si riceve quell'evento.
• Il kernel avvia l'esecuzione del codice scritto dal programmatore in risposta a un segnale.
• L'esecuzione principale del programma può essere interrotta.
• Un'esecuzione del programma può riprendere esattamente dal punto in cui era stata interrotta quando l'handler termina.

Setting Signal Disposition in Signal Handlers

• Descrizione di come il programma può configurare diversi comportamenti di un segnale.

Signal Handlers and Flow Control

• Descrizione di come un signal handler può gestire il flusso di esecuzione di un processo nel sistema operativo.

Cosa Succede se un Processo Riceve un Segnale Mentre è Sospeso

• Descrizione del comportamento di un processo che riceve un segnale mentre è sospeso (in attesa di una operazione di sistema).

Il Codice del Handler

• Un esempio di codice di un signal handler.

kill() System Call

• Descrizione dettagliata della system call kill() in UNIX e dei parametri (pid, sig).
• Eventi di errore.

sigaction() System Call

• Descrizione dettagliata di sigaction(), e argomenti come signum, act, oldact.

La Struttura sigaction

• Descrizione completa della struttura sigaction, in particolare con sa_handler, sa_mask, e sa_flags.

Mask & Fork

• Spiega la maschera del segnale per i processi (i processi ereditano la maschera dei segnali).
• Descrizione di come la maschera viene modificata e/o gestita dai processi.

Sblocco del Segnale Durante un Handler

• Spiega il comportamento del sistema quando un segnale viene inviato durante l'esecuzione di un handler, e quando l'handler restituisce.

Signal Mask

• Descrizione della gestione della signal mask per i processi, mostrando le diverse funzioni utilizzate per manipolare i signal set.

Signal Sets

• Descrizione del tipo di dato sigset_t e come rappresentare l'insieme dei segnali.

Impostazione della Maschera dei Segnali di un Processo

• Descrizione delle diverse possibilità di impostazione della maschera dei segnali di un processo.

Gestione dei Segnali in Sistemi Sospesi

• Eventi di errore e risposte del sistema a processi sospesi su wait, pause, sleep o altre System Call

Handlers di Segnali

• Spiegazione di come l'handler deve essere associato al segnale desiderato per essere attivato e di come vengono gestite le differenti situazioni.

Sending Signals

• Utilizzazione della system call kill() per inviare segnali a un processo.

Gestione dei Segnali in Unix

• Descrizione di come vengono gestiti i segnali.

Conclusioni e Disclaimer

Questo quiz si concentra sulla teoria e pratiche relative ai sistemi operativi UNIX. Gli argomenti trattati includono l'integrazione C, controllo dei processi, segnali e programmazione bash. Utilizzerai materiali basati su appunti e testi fondamentali del settore.