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@ -0,0 +1,242 @@
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title: "Les signaux"
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categories: ["Programmation système", "cours"]
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tags: ["C", "programmation", "signaux"]
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date: 2018-09-25
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En programmation système, un signal est une notification à un processus qu'un
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évènement a eu lieu. Également appelés **Interruptions Logicielles**, les
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signaux son asynchrone est il est impossible de prédire à quel moment il
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arriveront.
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Les signaux couvrent plusieurs types d'évènements :
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* **Les actions utilisateurs** `CTRL + C` pour *SIGINT* ou `CRTL + Z` pour
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*SIGSTOP*
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* **Les fautes matérielles** comme la division par zéro *SIGFPE*, la référence
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mémoire invalide *SIGSEGV*, écriture mémoire erronée *SIGSEGV* etc.
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* **les fautes logicielles** comme l'erreur d'écriture dans un tube *SIGPIPE*,
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la notification urgente de données disponibles *SIGURG*, l'alarme *SIGALRM*
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Ils représentent une forme basique de communication inter-processus ( *IPC* )
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mais permettent aussi à l'utilisateur d'intervenir dans le déroulement d'un
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processus. (voir `man 1 kill` et `man 2 kill`).
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C'est au processus de se déclarer à l'écoute d'un type d'évènement en
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initialisant un gestionnaire appelé lorsque l'évènement visé aura lieu. Lorsque
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ce dernier a lieu, le gestionnaire est appelé avec toutes les informations
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nécessaires. A la fin de l'exécution du gestionnaire, l'exécution du processus
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reprend normalement à l'endroit ou elle s'est arrêtée.
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## Comportement associés aux signaux.
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Par défaut, des comportements sont associés aux signaux :
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* **stop** : arrête le processus
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* **cont** : continuer le processus s'il est arrêté.
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* **term** : terminer le processus
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* **ign** : ignorer le processus
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* **core** : créer un fichier *core* (contexte d'exécution du processus) puis
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*sigterm*
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## Liste des signaux
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### Norme POSIX 1-1999
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Signal | Valeur | Action | Commentaire
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--------|--------|--------|----------------------------------------------------
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SIGHUP | 1 | Term | Déconnexion du terminal ou fin du processus de contrôle
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SIGINT | 2 | Term | Interruption depuis le clavier `CTRL + C`
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SIGQUIT | 3 | Core | Demande ”Quitter” depuis le clavier `CTRL + \\`
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SIGILL | 4 | Core | Instruction illégale
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SIGABRT | 6 | Core | Signal d’arrêt depuis abort(3)
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SIGFPE | 8 | Core | Erreur mathématique virgule flottante
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SIGKILL | 9 | Term | Signal ”KILL”
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SIGSEGV | 11 | Core | Référence mémoire invalide
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SIGPIPE | 13 | Term | Écriture dans un tube sans lecteur
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SIGALRM | 14 | Term | Temporisation alarm(2) écoulée
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SIGTERM | 15 | Term | Signal de fin
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SIGUSR1 | 10 | Term | Signal utilisateur 1
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SIGUSR2 | 12 | Term | Signal utilisateur 2
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SIGCHLD | 17 | Ign | Fils arrêté ou terminé
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SIGCONT | 18 | Cont | Continuer si arrêté
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SIGSTOP | 19 | Stop | Arrêt du processus
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SIGTSTP | 20 | Stop | Stop invoqué depuis le terminal `CTRL + Z`
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SIGTTIN | 21 | Stop | Lecture sur le terminal en arrière-plan
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SIGTTOU | 22 | Stop | Écriture dans le terminal en arrière-plan
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Les signaux **SIGKILL** et **SIGSTOP** ne peuvent ni être capturés ou ignorés.
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### Normes SUSv2 et POSIX 1-2001
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Signal | Valeur | Action | Commentaire
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----------|--------|--------|--------------------------------------------------
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SIGBUS | 7 | Core | Erreur de bus (mauvais accès mémoire)
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SIGPOLL | | Term | Événement ”pollable”, synonyme de SIGIO
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SIGPROF | 27 | Term | Expiration de la temporisation pour le suivi
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SIGSYS | 31 | Core | Mauvais argument de fonction
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SIGTRAP | 5 | Core | Point d’arrêt rencontré
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SIGURG | 23 | Ign | Condition urgente sur socket
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SIGVTALRM | 26 | Term | Alarme virtuelle
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SIGXCPU | 24 | Core | Limite de temps CPU dépassée
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SIGXFSZ | 25 | Core | Taille de fichier excessive
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SIGWINCH | 28 | Ign | Fenêtre redimensionnée
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## Le core dump
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Un **core dump** est une image mémoire d'un processus prise au moment d'un
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plantage. Elle contient des information utiles pour l'analyse du crash :
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* copie de la mémoire au moment du plantage
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* statut de terminaison du processus
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* copie des registres *CPU*
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Prenons l'exemple de code suivant :
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```C
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int main ()
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{
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int a = 10;
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||||
int b = 0;
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||||
a = a / b
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}
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```
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Compilons le et exécutons le :
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```shell
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$ gcc -g -Wall sigfpe.c -o sigfpe
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$ ./sigfpe
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[2] 8112 floating point exception (core dumped) ./sigfpe
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```
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Analysons maintenant le *core dump* avec `gdb`
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```shell
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$ gdb sigfpe core
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||||
GNU gdb (Debian 7.11.1-2) 7.11.1
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||||
Core was generated by `./sigfpe'.
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||||
Program terminated with signal SIGFPE, Arithmetic exception.
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||||
#0 0x00000000004004ec in main () at sigfpe.c:4
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||||
4 a = a / b;
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||||
(gdb) backtrace full
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||||
#0 0x00000000004004ec in main () at sigfpe.c:4
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||||
a = 10
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||||
b = 0
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(gdb)
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```
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## Gestion des signaux.
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en programmation système, la gestion des signaux revient à changer le
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comportement par défaut par un souhaité lors de la réception d'un signal donné
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par un processus.
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```C
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#include <signal.h>
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typedef void (*sighandler_t)(int);
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sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);
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```
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* `signum` est le numéro de signal à modifier
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||||
* `handler` vaut soit *SIG_IGN* pour ignorer le signal, soit *SIG_DFL* pour le
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réinitialiser à sa valeur par défaut ou est un pointeur vers une fonction à
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appeler.
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||||
L'appel à `signal()` renvoie la valeur du gestionnaire de signal précédent en
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cas de réussite, sinon *SIG_ERR*.
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### exemple de code
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```C
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#include <stdio.h>
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#include <unistd.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <signal.h>
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void sigusr1_trigger() {
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write(1, "SIGUSR1 received\n", 17);
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}
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int main () {
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if (signal(SIGUSR1, sigusr1_trigger) == SIG_ERR) {
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perror("Unable to catch SIGUSR1\n");
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}
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else {
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||||
printf("SIGUSR1 is catched on process with PID=%d\n", getpid());
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||||
}
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||||
for(;;) {
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||||
sleep(10);
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}
|
||||
}
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```
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#### Exécution
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##### 1 sur le premier terminal
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```shell
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$ ./sigusr1
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SIGUSR1 is catched on process with PID=10333
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```
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##### 2 Sur le second terminal, envoi du signal :
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```shell
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$ kill -USR1 10333`
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```
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##### 3 Retour sur le premier terminal :
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```shell
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||||
$ ./sigusr1
|
||||
SIGUSR1 is catched on process with PID=10333
|
||||
SIGUSR1 received
|
||||
```
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## Envoyer des signaux
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Des signaux peuvent être envoyés à d'autres processus avec `kill()` ou au
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processus en cours avec `raise()`.
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```C
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include <signal.h>
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int kill(pid_t pid, int sig);
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||||
int raise(int sig);
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```
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Ces deux fonctions renvoient 0 en cas de succès, sinon -1.
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Il est aussi possible de bloquer le processus courant et d'attendre un signal
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avec la fonction `pause()`
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```C
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int pause(void);
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```
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En cas d'erreur, retourne -1 avec errno positionné à *EINTR*
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## Poser une alarme
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Un processus peut définir une alarme qui aboutira à l'envoi d'un signal
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*SIGALRM* au bout d'un temps défini. Il n'est cependant possible de ne définir
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qu'une seule alarme par processus.
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```C
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||||
#include <unistd.h>
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||||
unsigned int alarm(unsigned int seconds);
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||||
```
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||||
Il est aussi possible d'annuler une alarme précédemment définir avec
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`alarm(0)`.
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### Bibliographie
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[Présentation][f_pres] support de cours
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[f_pres]:files/presentation.pdf
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