Nous avons vu dans l’épisode 1 l’architecture générale de l’environnement du noyau Linux et la manière dont il gère les processus. L’épisode 2 nous a permis d’entrer dans le détail de la gestion de la mémoire. L’épisode 3 nous a permis de creuser comment le noyau Linux gère les périphériques. Dans l’épisode 4 nous avons vu comment le noyau Linux offre aux applications un service d’appels système.

Dans cet épisode 5 nous allons voir les mécanismes qu’offre le noyau Linux aux processus tournant sur le système pour communiquer entre eux, c’est à dire pour se synchroniser et/ou s’envoyer des données.

Rappelons que ces mécanismes sont indispensables car, comme nous l’avons vu dans l’épisode 2 consacré à la gestion de la mémoire, les processus vivent en mémoire virtuelle paginée utilisateur ce qui rend leur espace mémoire complètement étanche avec celui des autres processus.

Sans mécanisme particulier additionnel, la communication inter-processus ne serait tout simplement pas possible par construction.

Le noyau Linux, comme tous les Unices (pluriel d’Unix), offre 2 mécanismes de synchronisation (signaux et sémaphores) et 5 mécanismes d’échange de données (segments de mémoire partagée, files de messages, pipes, pipes nommés, et sockets Unix). Nous allons balayer le fonctionnement de ces mécanismes, dont nous étudierons l’utilisation dans des programmes en langage C dans des articles ultérieurs.

Les signaux

Les signaux sont un mécanisme de communication inter-processus qui permet d’envoyer des notifications asynchrones à un processus pour l’informer qu’un événement s’est produit. On peut les voir comme des « interruptions logicielles » qui permettent au noyau, à un autre processus ou à un utilisateur de contrôler et d’interagir avec un programme en cours d’exécution.

Un signal peut être généré par :

• L’utilisateur : Par des combinaisons de touches comme Ctrl+C par exemple.
• Le noyau : Pour signaler une erreur matérielle ou logicielle (par exemple, une division par zéro ou un accès mémoire invalide).
• Un autre processus : Via des commandes shell comme kill ou des appels système.

Lorsqu’un signal est envoyé à un processus (en indiquant son PID), celui-ci peut y réagir de quatre manières différentes :

1. Exécuter l’action par défaut : Souvent, cela termine le processus. Parfois, le signal est ignoré.
2. Ignorer le signal : Le processus ne fait rien et continue son exécution.
3. Intercepter le signal (avec un gestionnaire, ou callback) : Le processus exécute une fonction personnalisée pour traiter l’événement.
4. Bloquer le signal : Le signal est mis en attente et ne sera délivré que lorsque le processus le débloquera.

Chaque signal est connu par un nom (SIGKILL, SIGSTOP, etc.) ou par son numéro.

Les signaux SIGKILL (signal qui porte le numéro 9) et SIGSTOP (qui porte les numéros 19, ou 23) sont des exceptions. Ils ne peuvent ni être interceptés, ni ignorés, ni bloqués. Cela garantit que l’utilisateur ou l’administrateur peut toujours stopper un processus, même s’il est défaillant.

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