linux内核中的信号机制--信号处理

返回后就不复存在了)。而现在必须通过最初的pt_regs上下文返回用户态，为此，在构建临时堆栈环境时，内核会把最初的pt_regs上下文备份到临时堆栈中(位于用户态堆栈)，当通过系统调用sys_sigreturn()再次进入内核时，内核从用户态空间还原出原始的pt_regs。最后正常返回。

通过上面的讨论，我们知道在这个迂回的处理过程中，关键在于用户态的临时堆栈环境的建立，这是一个sigframe结构：

[plain]view plaincopyprint?

1. /*
2. *Doasignalreturn;undothesignalstack.Thesearealignedto64-bit.
3. */
4. structsigframe{
5. structsigcontextsc;//保存一组寄存器上下文
6. unsignedlongextramask[_NSIG_WORDS-1];
7. unsignedlongretcode;//保存返回地址
8. structaux_sigframeaux__attribute__((aligned(8)));
9. };
11. structrt_sigframe{
12. structsiginfo__user*pinfo;
13. void__user*puc;
14. structsiginfoinfo;
15. structucontextuc;
16. unsignedlongretcode;
17. structaux_sigframeaux__attribute__((aligned(8)));
18. };

其中的sigcontext的作用类似于pt_regs用于保存相关寄存器上下文，原始的pt_regs的相关信息就备份在这里。而整个sigframe结构是通过get_sigframe()函数在进程用户态空间分配的，get_sigframe()定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. staticinlinevoid__user*
2. get_sigframe(structk_sigaction*ka,structpt_regs*regs,intframesize)
3. {
4. unsignedlongsp=regs->ARM_sp;
5. void__user*frame;
7. /*
8. *ThisistheX/Opensanctionedsignalstackswitching.
9. */
10. if((ka->sa.sa_flags&SA_ONSTACK)&&!sas_ss_flags(sp))
11. sp=current->sas_ss_sp+current->sas_ss_size;
13. /*
14. *ATPCSB01mandates8-bytealignment
15. */
16. frame=(void__user*)((sp-framesize)&~7);
18. /*
19. *Checkthatwecanactuallywritetothesignalframe.
20. */
21. if(!access_ok(VERIFY_WRITE,frame,framesize))
22. frame=NULL;
24. returnframe;
25. }

get_sigframe()通过用户态空间堆栈的sp-sizeof(struct sigframe)在用户态堆栈的顶部分配了一篇存储空间，将来使用完成后，再通过sp+sizeof(struct sigframe)还原。

通过上面的讨论，我们再回到do_signal()中来，如果有用户态的信号处理函数，do_signal()会调用handle_signal()，handle_signal()将调用setup_frame()或者setup_rt_frame()来完成实际的工作，这里我们以setup_frame()为例进行进一步讨论。

[plain]view plaincopyprint?

1. staticint
2. setup_frame(intusig,structk_sigaction*ka,sigset_t*set,structpt_regs*regs)
3. {
4. //在用户态堆栈上分配一个sigframe结构
5. structsigframe__user*frame=get_sigframe(ka,regs,sizeof(*frame));
6. interr=0;
8. if(!frame)
9. return1;
11. //把相关信息从内核态备份到用户态堆栈的sigframe结构中
12. err|=setup_sigcontext(&frame->sc,&frame->aux,regs,set->sig[0]);
14. if(_NSIG_WORDS>1){
15. err|=__copy_to_user(frame->extramask,&set->sig[1],
16. sizeof(frame->extramask));
17. }
19. if(err==0)
20. err=setup_return(regs,ka,&frame->retcode,frame,usig);
22. returnerr;
23. }

setup_return()设置返回地址，其定义如下：

[plain]view plaincopyprint?

1. staticint
2. setup_return(structpt_regs*regs,structk_sigaction*ka,
3. unsignedlong__user*rc,void__user*frame,intusig)
4. {
5. unsignedlonghandler=(unsignedlong)ka->sa.sa_handler;
6. unsignedlongretcode;
7. intthumb=0;
8. unsignedlongcpsr=regs->ARM_cpsr&~PSR_f;
10. /*
11. *Maybeweneedtodelivera32-bitsignaltoa26-bittask.
12. */
13. if(ka->sa.sa_flags&SA_THIRTYTWO)
14. cpsr=(cpsr&~MODE_MASK)|USR_MODE;
16. #ifdefCONFIG_ARM_THUMB
17. if(elf_hwcap&HWCAP_THUMB){
18. /*
19. *TheLSBofthehandlerdeterminesifweregoingto
20. *beusingTHUMBorARMmodeforthissignalhandler.
21. */
22. thumb=handler&1;
24. if(thumb)
25. cpsr|=PSR_T_BIT;
26. else
27. cpsr&=~PSR_T_BIT;
28. }
29. #endif
30. //这里的retcode就是保存手工构造的sigreturn()代码
31. if(ka->sa.sa_flags&SA_RESTORER){
32. retcode=(unsignedlong)ka->sa.sa_restorer;
33. }else{
34. unsignedintidx=thumb;
36. if(ka->sa.sa_flags&SA_SIGINFO)
37. idx+=2;
39. if(__put_user(sigreturn_codes[idx],rc))
40. return1;
42. if(cpsr&MODE32_BIT){
43. /*
44. *32-bitcodecanusethenewhigh-page
45. *signalreturncodesupport.
46. */
47. retcode=KERN_SIGRETURN_CODE+(idx<2)+thumb;
48. }else{
49. /*
50. *Ensurethattheinstructioncachesees
51. *thereturncodewrittenontothestack.
52. */
53. flush_icache_range((unsignedlong)rc,
54. (unsignedlong)(rc+1));
56. retcode=((unsignedlong)rc)+thumb;
57. }
58. }
60. regs->ARM_r0=usig;
61. regs->ARM_sp=(unsignedlong)frame;//堆栈
62. regs->regs->ARM_lr=retcode;//返回地址，当