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<!DOCTYPE html>
<html lang="fr">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Cours n°6 : Signaux</title>
<link rel="stylesheet" href="https://vpoupet.github.io/myriad/slides/slides.css">
<link rel="stylesheet" href="https://vpoupet.github.io/myriad/slides/themes/myriad/myriad.css">
<link rel="stylesheet" href="highlight.css">
</head>
<body>
<section class="title">
<h1>Cours n°6 :<br>Signaux</h1>
<div class="context">M2101 - Architecture et programmation bas niveau</div>
<div class="author">Victor Poupet</div>
<time>2019-03-19</time>
</section>
<section class="single">
<h1>Signaux</h1>
<p>Interruptions logicielles envoyées à un processus pour indiquer un événement exceptionnel</p>
<ul class="skip">
<li>Exécution du processus interrompue jusqu'à la fin du traitement du signal</li>
<li>Mécanisme asynchrone, indépendant de l'exécution du processus</li>
</ul>
<p>Exemples :</p>
<ul>
<li>Erreur arithmétique (division par zéro)</li>
<li>Événement matériel (clavier, réseaux, etc.)</li>
<li>Changement d'état d'un processus fils</li>
<li>Terminaison du processus par l'utilisateur ou le système</li>
</ul>
</section>
<section class="split">
<h1>Présentation</h1>
<div class="side">
<div class="only" data-step="0"><a href="cours06/signal.html"><code>sys/signal.h</code></a>
<pre><code>...
#define SIGHUP 1
#define SIGINT 2
#define SIGQUIT 3
#define SIGILL 4
#define SIGTRAP 5
#define SIGABRT 6
#define SIGPOLL 7
#define SIGIOT SIGABRT
#define SIGEMT 7
#define SIGFPE 8
#define SIGKILL 9
#define SIGBUS 10
...</code></pre>
</div>
<div class="only" data-start="1">
<pre><code>$ man signal
No Name Default Action
1 SIGHUP terminate process
2 SIGINT terminate process
3 SIGQUIT create core image
4 SIGILL create core image
5 SIGTRAP create core image
6 SIGABRT create core image
7 SIGEMT create core image
8 SIGFPE create core image
9 SIGKILL terminate process
10 SIGBUS create core image
11 SIGSEGV create core image
12 SIGSYS create core image
13 SIGPIPE terminate process
14 SIGALRM terminate process
15 SIGTERM terminate process
16 SIGURG discard signal
17 SIGSTOP stop process</code></pre>
</div>
</div>
<div class="side">
<p>Nombre limité de signaux</p>
<ul class="skip">
<li>définis par l'OS</li>
<li>en général 31 (parfois 63)</li>
</ul>
<p>Chaque signal a</p>
<ul>
<li>un nom (commence par <code>SIG</code>)</li>
<li>un numéro (entier positif)</li>
<li>une action par défaut (parmi 4 possibles)
<ul>
<li>Terminer le processus</li>
<li>Sauvegarder l'état de la mémoire</li>
<li>Ignorer le signal</li>
<li>Suspendre le processus</li>
</ul>
</li>
</ul>
</div>
</section>
<section class="single">
<h1>Exemples</h1>
<p>Quelques signaux courants :</p>
<ul>
<li><code>SIGHUP</code> (1) Fermeture du terminal contrôlant le processus (<em>hang up</em>)</li>
<li><code>SIGINT</code> (2) Interruption (<code>Ctrl-C</code>)</li>
<li><code>SIGQUIT</code> (3) Quitter (<code>Ctrl-\</code>)</li>
<li><code>SIGFPE</code> (8) Exception lors d'une opération arithmétique</li>
<li><code>SIGKILL</code> (9) Termine le processus immédiatement</li>
<li><code>SIGALRM</code> (14) Signal d'horloge (utilisé pour les minuteries)</li>
<li><code>SIGTERM</code> (15) Demande au processus de terminer</li>
<li><code>SIGSTOP</code> et <code>SIGTSTP</code> (17, 18) Suspend l'exécution du processus</li>
<li><code>SIGCONT</code> (19) Reprend l'exécution du processus</li>
<li><code>SIGCHLD</code> (20) Changement de l'état d'un fils</li>
<li><code>SIGUSR1</code> et <code>SIGUSR2</code> (30, 31) À définir par l'utilisateur</li>
</ul>
</section>
<section class="split">
<h1>Dans le terminal</h1>
<div class="side">
<div class="only" data-step="0">
<p>La commande <code>kill</code> permet d'envoyer un signal à un processus</p>
<ul class="skip">
<li>envoie le signal <code>SIGTERM</code> par défaut</li>
<li>signal donné par nom ou par numéro</li>
<li>prend le PID du processus cible</li>
</ul>
<p>On peut aussi utiliser <code>killall</code></p>
</div>
<div class="only">
<p>Raccourcis clavier envoient un signal au processus au premier plan :</p>
<ul>
<li><code>Ctrl-C</code> envoie <code>SIGTERM</code></li>
<li><code>Ctrl-Z</code> envoie <code>SIGTSTP</code></li>
<li><code>Ctrl-\</code> envoie <code>SIGQUIT</code></li>
</ul>
</div>
</div>
<div class="side">
<pre><code>$ kill 1234
[1]+ Terminated: 15 ./a.out
$ kill -SIGSEGV 1234
Segmentation fault: 11
$ kill -9 1234
[1]+ Killed: 9 ./a.out</code></pre>
</div>
</section>
<section class="single">
<h1>Liste</h1>
<p>La commande <code>kill -l</code> liste les signaux disponibles</p>
<pre><code>$ kill -l
1) SIGHUP 2) SIGINT 3) SIGQUIT 4) SIGILL
5) SIGTRAP 6) SIGABRT 7) SIGEMT 8) SIGFPE
9) SIGKILL 10) SIGBUS 11) SIGSEGV 12) SIGSYS
13) SIGPIPE 14) SIGALRM 15) SIGTERM 16) SIGURG
17) SIGSTOP 18) SIGTSTP 19) SIGCONT 20) SIGCHLD
21) SIGTTIN 22) SIGTTOU 23) SIGIO 24) SIGXCPU
25) SIGXFSZ 26) SIGVTALRM 27) SIGPROF 28) SIGWINCH
29) SIGINFO 30) SIGUSR1 31) SIGUSR2</code></pre>
</section>
<section class="split">
<h1>Gestion des signaux</h1>
<div class="side"><img class="only" data-step="0" src="cours06/pending0.svg" alt="pending and blocked signals"><img class="only" src="cours06/pending1.svg" alt="pending and blocked signals"><img class="only" src="cours06/pending2.svg" alt="pending and blocked signals"></div>
<div class="side">
<div class="only" data-step="0">
<p>L'état des signaux pour un processus est représenté par 2 entiers</p>
<ul>
<li>Signaux en attente</li>
<li>Signaux ignorés</li>
</ul>
<p>Chaque bit représente un signal</p>
</div>
<div class="only" data-start="1">
<p>Lorsque le processus est activé</p>
<ul>
<li>les procédures correspondant aux signaux en attente non bloqués sont exécutées</li>
<li>les signaux traités sont retirés</li>
<li>les signaux bloqués sont conservés</li>
<li>le processus reprend son exécution</li>
</ul>
</div>
</div>
</section>
<section class="split">
<h1>Handlers</h1>
<div class="side">
<pre class="only" data-step="0"><code class="cpp">struct sigaction {
void (* sa_handler) (int);
sigset_t sa_mask;
int sa_flags;
}
int sigaction(
int sig,
struct sigaction *act,
struct sigaction *old_act
);</code></pre>
<div class="only">
<pre><code class="cpp"><span class="highlight">void handle_sigint(int sig)</span> {
printf("Reçu signal %d\n", sig);
}
int main() {
<span class="highlight">struct sigaction act;</span>
act.sa_handler = handle_sigint;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
<span class="highlight">sigaction(SIGINT, &act, NULL);</span>
while (1){}
}</code></pre>
<hr>
<pre><code>$ ./a.out
^CReçu signal 2
^CReçu signal 2</code></pre>
</div>
<div class="only" data-start="2">
<pre><code class="only cpp" data-step="2">void handler(int sig) {
printf("Je suis occupé\n");
}
int main() {
struct sigaction act, old_act;
act.sa_handler = handler;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
<span class="highlight">sigaction(SIGINT, &act, &old_act);</span>
printf("Je travaille\n");
sleep(5);
<span class="highlight">sigaction(SIGINT, &old_act, NULL);</span>
printf("J'ai fini de travailler\n");
while(1){}
}</code><code class="only cpp" data-step="3">void handler(int sig) {
printf("Je suis occupé\n");
}
int main() {
struct sigaction act;
act.sa_handler = handler;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT, &act, NULL);
printf("Je travaille\n");
sleep(5);
<span class="highlight">act.sa_handler = SIG_DFL;</span>
sigaction(SIGINT, &act, NULL);
printf("J'ai fini de travailler\n");
while(1){}
}</code></pre>
<hr>
<pre><code>Je travaille
^CJe suis occupé
J'ai fini de travailler
^C</code></pre>
</div>
</div>
<div class="side">
<p>Pour redéfinir le comportement d'un signal</p>
<ul>
<li>définir une fonction (<em>handler</em>) qui
<ul>
<li>prend un entier en paramètre</li>
<li>renvoie <code>void</code></li>
</ul>
</li>
<li>définire une structure contenant
<ul>
<li>le <em>handler</em> à utiliser</li>
<li>un ensemble de signaux à bloquer</li>
<li>un ensemble de <em>flags</em></li>
</ul>
</li>
<li>appeler <code>sigaction()</code> avec
<ul>
<li>le numéro du signal</li>
<li>un pointeur vers la structure définie</li>
<li>un pointeur vers une structure pour contenir l'action précédente associée au signal</li>
</ul>
</li>
</ul>
</div>
</section>
<section class="split">
<h1>Signal</h1>
<div class="side">
<pre><code class="cpp">typedef void (*sig_t) (int);
sig_t signal(int sig, sig_t func);</code></pre>
<hr>
<pre><code class="cpp">void handle_sigint(int sig) {
printf("Reçu signal %d\n", sig);
}
int main() {
<span class="highlight">signal(SIGINT, handle_sigint);</span>
while (1){}
}</code></pre>
<hr>
<pre><code>$ ./a.out
^CReçu signal 2
^CReçu signal 2</code></pre>
</div>
<div class="side">
<p>On peut aussi changer le <em>handler</em> avec <code>signal()</code></p>
<ul class="skip">
<li><code>sig</code> : numéro du signal</li>
<li><code>func</code> : <em>handler</em></li>
<li>renvoie le <em>handler</em> précédent</li>
</ul>
<div class="uncover" data-step="1">
<p><code>signal</code> est plus simple mais moins complète que <code>sigaction</code></p>
<p>Parfois déconseillée pour raisons de compatibilité</p>
</div>
</div>
</section>
<section class="split">
<h1>Signaux prioritaires</h1>
<div class="side">
<pre><code class="cpp">void handler(int sig) {
printf("Reçu signal %d\n", sig);
}
int main() {
struct sigaction act, old_act;
act.sa_handler = handler;
act.sa_mask = 0;
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGINT, &act, NULL);
sigaction(SIGKILL, &act, NULL);
sigaction(SIGTERM, &act, NULL);
sigaction(SIGSTOP, &act, NULL);
sigaction(SIGTSTP, &act, NULL);
while(1){}
}</code></pre>
</div>
<div class="side">
<p class="skip"><code>SIGKILL</code> et <code>SIGSTOP</code> ne peuvent pas être ignorés ou redéfinis</p>
<hr>
<pre><code>$ ./a.out
Reçu signal 15 <span class="highlight">kill</span>
^CReçu signal 2 <span class="highlight">Ctrl-C</span>
^ZReçu signal 18 <span class="highlight">Ctrl-Z</span>
<span class="highlight">kill -SIGSTOP</span>
[1]+ Stopped ./a.out
$ fg
./a.out
Killed: 9 <span class="highlight">kill -SIGKILL</span></code></pre>
</div>
</section>
<section class="split">
<h1>Envoi de signaux</h1>
<div class="side">
<pre class="only" data-step="0"><code class="cpp">pid_t pid = getpid();
kill(pid, SIGINT); // ou raise(SIGINT);</code></pre>
<pre class="only"><code class="cpp">int main() {
int stat;
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
while(1){}
} else {
kill(pid, SIGINT);
wait(NULL);
}
}</code></pre>
<pre class="only"><code class="cpp">pid_t pid;
void handler1(int sig) {
printf("ping\n"); <span class="highlight">kill(pid, SIGUSR1);</span>
}
void handler2(int sig) {
printf("pong\n"); exit(0);
}
int main() {
struct sigaction act;
act.sa_handler = handler1;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGUSR1, &act, NULL);
if ((pid = fork()) == 0) {
act.sa_handler = handler2;
sigaction(SIGUSR1, &act, NULL);
<span class="highlight">kill(getppid(), SIGUSR1);</span>
while(1){}
}
waitpid(pid, NULL, 0);
}</code></pre>
</div>
<div class="side">
<p>On peut envoyer des signaux avec</p><code class="cpp">int kill(pid_t pid, int sig)</code>
<ul>
<li><code>pid</code> est le PID du processus cible</li>
<li><code>sig</code> est le signal à envoyer</li>
<li>renvoie 0 en cas de succès</li>
<li>renvoie -1 en cas d'erreur (<code>errno</code>)</li>
</ul>
</div>
</section>
<section class="split">
<h1>Le retour des zombies</h1>
<div class="side">
<pre><code class="only cpp" data-step="0">static void handler(int sig) {
wait(NULL);
}
int main() {
<span class="highlight">signal(SIGCHLD, handler);</span>
int pid = fork();
if (pid) {
// père
/* Tâche principale */
} else {
// fils
/* Tâche secondaire */
}
}</code><code class="only cpp">static void handler(int sig) {
wait(NULL);
}
int main() {
<span class="highlight">struct sigaction act;</span>
act.sa_handler = handler;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
<span class="highlight">sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);</span>
int pid = fork();
if (pid) {
// père
/* Tâche principale */
} else {
// fils
/* Tâche secondaire */
}
}</code><code class="only cpp">int main() {
<span class="highlight">signal(SIGCHLD, SIG_IGN);</span>
int pid = fork();
if (pid) {
// père
/* Tâche principale */
} else {
// fils
/* Tâche secondaire */
}
}</code></pre>
</div>
<div class="side">
<p>Lorsqu'un fils termine, il envoie le signal <code>SIGCHLD</code> au parent</p>
<ul>
<li>On peut appeler <code>wait</code> à ce moment</li>
<li class="uncover" data-start="2">On peut aussi ignorer <code>SIGCHLD</code> et le fils sera automatiquement retiré</li>
</ul>
</div>
</section>
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</body>
</html>