1 use core::sync::atomic::compiler_fence; 2 3 use alloc::sync::Arc; 4 5 use crate::{ 6 arch::ipc::signal::{SigCode, SigFlags, SigSet, Signal}, 7 ipc::signal_types::SigactionType, 8 kwarn, 9 libs::spinlock::SpinLockGuard, 10 process::{pid::PidType, Pid, ProcessControlBlock, ProcessFlags, ProcessManager}, 11 syscall::SystemError, 12 }; 13 14 use super::signal_types::{ 15 SaHandlerType, SigInfo, SigType, Sigaction, SignalStruct, SIG_KERNEL_STOP_MASK, 16 }; 17 18 impl Signal { 19 /// 向目标进程发送信号 20 /// 21 /// ## 参数 22 /// 23 /// - `sig` 要发送的信号 24 /// - `info` 要发送的信息 25 /// - `pid` 进程id（目前只支持pid>0) 26 pub fn send_signal_info( 27 &self, 28 info: Option<&mut SigInfo>, 29 pid: Pid, 30 ) -> Result<i32, SystemError> { 31 // TODO:暂时不支持特殊的信号操作，待引入进程组后补充 32 // 如果 pid 大于 0，那么会发送信号给 pid 指定的进程 33 // 如果 pid 等于 0，那么会发送信号给与调用进程同组的每个进程，包括调用进程自身 34 // 如果 pid 小于 -1，那么会向组 ID 等于该 pid 绝对值的进程组内所有下属进程发送信号。向一个进程组的所有进程发送信号在 shell 作业控制中有特殊有途 35 // 如果 pid 等于 -1，那么信号的发送范围是：调用进程有权将信号发往的每个目标进程，除去 init（进程 ID 为 1）和调用进程自身。如果特权级进程发起这一调用，那么会发送信号给系统中的所有进程，上述两个进程除外。显而易见，有时也将这种信号发送方式称之为广播信号 36 // 如果并无进程与指定的 pid 相匹配，那么 kill() 调用失败，同时将 errno 置为 ESRCH（“查无此进程”） 37 if pid.lt(&Pid::from(0)) { 38 kwarn!("Kill operation not support: pid={:?}", pid); 39 return Err(SystemError::EOPNOTSUPP_OR_ENOTSUP); 40 } 41 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 42 // 检查sig是否符合要求，如果不符合要求，则退出。 43 if !self.is_valid() { 44 return Err(SystemError::EINVAL); 45 } 46 let mut retval = Err(SystemError::ESRCH); 47 let pcb = ProcessManager::find(pid); 48 49 if pcb.is_none() { 50 kwarn!("No such process."); 51 return retval; 52 } 53 // println!("Target pcb = {:?}", pcb.as_ref().unwrap()); 54 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 55 // 发送信号 56 retval = self.send_signal(info, pcb.unwrap(), PidType::PID); 57 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 58 return retval; 59 } 60 61 /// @brief 判断是否需要强制发送信号，然后发送信号 62 /// 进入函数后加锁 63 /// 64 /// @return SystemError 错误码 65 fn send_signal( 66 &self, 67 info: Option<&mut SigInfo>, 68 pcb: Arc<ProcessControlBlock>, 69 pt: PidType, 70 ) -> Result<i32, SystemError> { 71 // 是否强制发送信号 72 let mut force_send = false; 73 // signal的信息为空 74 75 if let Some(ref siginfo) = info { 76 force_send = matches!(siginfo.sig_code(), SigCode::Kernel); 77 } else { 78 // todo: 判断signal是否来自于一个祖先进程的namespace，如果是，则强制发送信号 79 //详见 https://opengrok.ringotek.cn/xref/linux-6.1.9/kernel/signal.c?r=&mo=32170&fi=1220#1226 80 } 81 82 if !self.prepare_sianal(pcb.clone(), force_send) { 83 return Err(SystemError::EINVAL); 84 } 85 // kdebug!("force send={}", force_send); 86 let pcb_info = pcb.sig_info(); 87 let pending = if matches!(pt, PidType::PID) { 88 pcb_info.sig_shared_pending() 89 } else { 90 pcb_info.sig_pending() 91 }; 92 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 93 // 如果是kill或者目标pcb是内核线程，则无需获取sigqueue，直接发送信号即可 94 if matches!(self, Signal::SIGKILL) || pcb.flags().contains(ProcessFlags::KTHREAD) { 95 //避免死锁 96 drop(pcb_info); 97 self.complete_signal(pcb.clone(), pt); 98 } 99 // 如果不是实时信号的话，同一时刻信号队列里只会有一个待处理的信号，如果重复接收就不做处理 100 else if !self.is_rt_signal() && pending.queue().find(self.clone()).0.is_some() { 101 return Ok(0); 102 } else { 103 // TODO signalfd_notify 完善 signalfd 机制 104 // 如果是其他信号，则加入到sigqueue内，然后complete_signal 105 let new_sig_info = match info { 106 Some(siginfo) => { 107 // 已经显式指定了siginfo，则直接使用它。 108 (*siginfo).clone() 109 } 110 None => { 111 // 不需要显示指定siginfo，因此设置为默认值 112 SigInfo::new( 113 self.clone(), 114 0, 115 SigCode::User, 116 SigType::Kill(ProcessManager::current_pcb().pid()), 117 ) 118 } 119 }; 120 drop(pcb_info); 121 pcb.sig_info_mut() 122 .sig_pending_mut() 123 .queue_mut() 124 .q 125 .push(new_sig_info); 126 127 if pt == PidType::PGID || pt == PidType::SID {} 128 self.complete_signal(pcb.clone(), pt); 129 } 130 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 131 return Ok(0); 132 } 133 134 /// @brief 将信号添加到目标进程的sig_pending。在引入进程组后，本函数还将负责把信号传递给整个进程组。 135 /// 136 /// @param sig 信号 137 /// @param pcb 目标pcb 138 /// @param pt siginfo结构体中，pid字段代表的含义 139 fn complete_signal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>, pt: PidType) { 140 // kdebug!("complete_signal"); 141 // todo: 将信号产生的消息通知到正在监听这个信号的进程（引入signalfd之后，在这里调用signalfd_notify) 142 // 将这个信号加到目标进程的sig_pending中 143 pcb.sig_info_mut() 144 .sig_pending_mut() 145 .signal_mut() 146 .insert(self.clone().into()); 147 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 148 // ===== 寻找需要wakeup的目标进程 ===== 149 // 备注：由于当前没有进程组的概念，每个进程只有1个对应的线程，因此不需要通知进程组内的每个进程。 150 // todo: 当引入进程组的概念后，需要完善这里，使得它能寻找一个目标进程来唤醒，接着执行信号处理的操作。 151 152 // let _signal = pcb.sig_struct(); 153 154 let mut _target: Option<Arc<ProcessControlBlock>> = None; 155 156 // 判断目标进程是否想接收这个信号 157 if self.wants_signal(pcb.clone()) { 158 _target = Some(pcb.clone()); 159 } else if pt == PidType::PID { 160 /* 161 * There is just one thread and it does not need to be woken. 162 * It will dequeue unblocked signals before it runs again. 163 */ 164 return; 165 } else { 166 /* 167 * Otherwise try to find a suitable thread. 168 * 由于目前每个进程只有1个线程，因此当前情况可以返回。信号队列的dequeue操作不需要考虑同步阻塞的问题。 169 */ 170 return; 171 } 172 173 // TODO:引入进程组后，在这里挑选一个进程来唤醒，让它执行相应的操作。 174 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 175 // TODO: 到这里，信号已经被放置在共享的pending队列中，我们在这里把目标进程唤醒。 176 if _target.is_some() { 177 let guard = pcb.sig_struct(); 178 signal_wake_up(pcb.clone(), guard, *self == Signal::SIGKILL); 179 } 180 } 181 182 /// @brief 本函数用于检测指定的进程是否想要接收SIG这个信号。 183 /// 当我们对于进程组中的所有进程都运行了这个检查之后，我们将可以找到组内愿意接收信号的进程。 184 /// 这么做是为了防止我们把信号发送给了一个正在或已经退出的进程，或者是不响应该信号的进程。 185 #[inline] 186 fn wants_signal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>) -> bool { 187 // 如果改进程屏蔽了这个signal，则不能接收 188 if pcb.sig_info().sig_block().contains(self.clone().into()) { 189 return false; 190 } 191 192 // 如果进程正在退出，则不能接收信号 193 if pcb.flags().contains(ProcessFlags::EXITING) { 194 return false; 195 } 196 197 if *self == Signal::SIGKILL { 198 return true; 199 } 200 201 if pcb.sched_info().state().is_blocked() { 202 return false; 203 } 204 205 // todo: 检查目标进程是否正在一个cpu上执行，如果是，则返回true，否则继续检查下一项 206 207 // 检查目标进程是否有信号正在等待处理，如果是，则返回false，否则返回true 208 if pcb.sig_info().sig_pending().signal().bits() == 0 { 209 assert!(pcb.sig_info().sig_pending().queue().q.is_empty()); 210 return true; 211 } else { 212 return false; 213 } 214 } 215 216 /// @brief 判断signal的处理是否可能使得整个进程组退出 217 /// @return true 可能会导致退出（不一定） 218 #[allow(dead_code)] 219 #[inline] 220 fn sig_fatal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>) -> bool { 221 let action = pcb.sig_struct().handlers[self.clone() as usize - 1].action(); 222 // 如果handler是空，采用默认函数，signal处理可能会导致进程退出。 223 match action { 224 SigactionType::SaHandler(handler) => handler.is_sig_default(), 225 SigactionType::SaSigaction(sigaction) => sigaction.is_none(), 226 } 227 // todo: 参照linux的sig_fatal实现完整功能 228 } 229 230 /// 检查信号是否能被发送，并且而且要处理 SIGCONT 和 STOP 信号 231 /// 232 /// ## 参数 233 /// 234 /// - `pcb` 要发送信号的目标pcb 235 /// 236 /// - `force` 是否强制发送(指走 fast path ， 不加入 sigpending按顺序处理，直接进入 complete_signal) 237 /// 238 /// ## 返回值 239 /// 240 /// - `true` 能够发送信号 241 /// 242 /// - `false` 不能发送信号 243 fn prepare_sianal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>, _force: bool) -> bool { 244 let flush: SigSet; 245 if !(self.into_sigset() & SIG_KERNEL_STOP_MASK).is_empty() { 246 flush = Signal::SIGCONT.into_sigset(); 247 pcb.sig_info_mut() 248 .sig_shared_pending_mut() 249 .flush_by_mask(&flush); 250 // TODO 对每个子线程 flush mask 251 } else if *self == Signal::SIGCONT { 252 flush = SIG_KERNEL_STOP_MASK; 253 assert!(!flush.is_empty()); 254 pcb.sig_info_mut() 255 .sig_shared_pending_mut() 256 .flush_by_mask(&flush); 257 let _r = ProcessManager::wakeup_stop(&pcb); 258 // TODO 对每个子线程 flush mask 259 // 这里需要补充一段逻辑，详见https://opengrok.ringotek.cn/xref/linux-6.1.9/kernel/signal.c#952 260 } 261 262 // 一个被阻塞了的信号肯定是要被处理的 263 if pcb.sig_info().sig_block().contains(self.into_sigset()) { 264 return true; 265 } 266 return !pcb.sig_struct().handlers[self.clone() as usize - 1].is_ignore(); 267 268 //TODO 仿照 linux 中的prepare signal完善逻辑，linux 中还会根据例如当前进程状态(Existing)进行判断，现在的信号能否发出就只是根据 ignored 来判断 269 } 270 } 271 272 /// 因收到信号而唤醒进程 273 /// 274 /// ## 参数 275 /// 276 /// - `pcb` 要唤醒的进程pcb 277 /// - `_guard` 信号结构体锁守卫，来保证信号结构体已上锁 278 /// - `fatal` 表明这个信号是不是致命的(会导致进程退出) 279 #[inline] 280 fn signal_wake_up(pcb: Arc<ProcessControlBlock>, _guard: SpinLockGuard<SignalStruct>, fatal: bool) { 281 // 如果是 fatal 的话就唤醒 stop 和 block 的进程来响应，因为唤醒后就会终止 282 // 如果不是 fatal 的就只唤醒 stop 的进程来响应 283 // kdebug!("signal_wake_up"); 284 // 如果目标进程已经在运行，则发起一个ipi，使得它陷入内核 285 let r = ProcessManager::wakeup_stop(&pcb); 286 if r.is_ok() { 287 ProcessManager::kick(&pcb); 288 } else { 289 if fatal { 290 let _r = ProcessManager::wakeup(&pcb).map(|_| { 291 ProcessManager::kick(&pcb); 292 }); 293 } 294 } 295 } 296 297 /// @brief 当一个进程具有多个线程之后，在这里需要重新计算线程的flag中的TIF_SIGPENDING位 298 fn recalc_sigpending() { 299 // todo: 300 } 301 302 /// @brief 刷新指定进程的sighand的sigaction，将满足条件的sigaction恢复为Default 303 /// 除非某个信号被设置为ignore且force_default为false，否则都不会将其恢复 304 /// 305 /// @param pcb 要被刷新的pcb 306 /// @param force_default 是否强制将sigaction恢复成默认状态 307 pub fn flush_signal_handlers(pcb: Arc<ProcessControlBlock>, force_default: bool) { 308 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 309 // kdebug!("hand=0x{:018x}", hand as *const sighand_struct as usize); 310 let actions = &mut pcb.sig_struct().handlers; 311 312 for sigaction in actions.iter_mut() { 313 if force_default || !sigaction.is_ignore() { 314 sigaction.set_action(SigactionType::SaHandler(SaHandlerType::SigDefault)); 315 } 316 // 清除flags中，除了DFL和IGN以外的所有标志 317 sigaction.set_restorer(None); 318 sigaction.mask_mut().remove(SigSet::all()); 319 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 320 } 321 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 322 } 323 324 pub(super) fn do_sigaction( 325 sig: Signal, 326 act: Option<&mut Sigaction>, 327 old_act: Option<&mut Sigaction>, 328 ) -> Result<(), SystemError> { 329 if sig == Signal::INVALID { 330 return Err(SystemError::EINVAL); 331 } 332 let pcb = ProcessManager::current_pcb(); 333 // 指向当前信号的action的引用 334 let action: &mut Sigaction = &mut pcb.sig_struct().handlers[sig as usize - 1]; 335 336 // 对比 MUSL 和 relibc ， 暂时不设置这个标志位 337 // if action.flags().contains(SigFlags::SA_FLAG_IMMUTABLE) { 338 // return Err(SystemError::EINVAL); 339 // } 340 341 // 保存原有的 sigaction 342 let old_act: Option<&mut Sigaction> = { 343 if old_act.is_some() { 344 let oa = old_act.unwrap(); 345 *(oa) = (*action).clone(); 346 Some(oa) 347 } else { 348 None 349 } 350 }; 351 // 清除所有的脏的sa_flags位（也就是清除那些未使用的） 352 let act = { 353 if act.is_some() { 354 let ac = act.unwrap(); 355 *ac.flags_mut() &= SigFlags::SA_ALL; 356 Some(ac) 357 } else { 358 None 359 } 360 }; 361 362 if old_act.is_some() { 363 *old_act.unwrap().flags_mut() &= SigFlags::SA_ALL; 364 } 365 366 if act.is_some() { 367 let ac = act.unwrap(); 368 // 将act.sa_mask的SIGKILL SIGSTOP的屏蔽清除 369 ac.mask_mut() 370 .remove(SigSet::from(Signal::SIGKILL.into()) | SigSet::from(Signal::SIGSTOP.into())); 371 372 // 将新的sigaction拷贝到进程的action中 373 *action = *ac; 374 /* 375 * 根据POSIX 3.3.1.3规定： 376 * 1.不管一个信号是否被阻塞，只要将其设置SIG_IGN，如果当前已经存在了正在pending的信号，那么就把这个信号忽略。 377 * 378 * 2.不管一个信号是否被阻塞，只要将其设置SIG_DFL，如果当前已经存在了正在pending的信号， 379 并且对这个信号的默认处理方式是忽略它，那么就会把pending的信号忽略。 380 */ 381 if action.is_ignore() { 382 let mut mask: SigSet = SigSet::from_bits_truncate(0); 383 mask.insert(sig.into()); 384 pcb.sig_info_mut().sig_pending_mut().flush_by_mask(&mask); 385 // todo: 当有了多个线程后，在这里进行操作，把每个线程的sigqueue都进行刷新 386 } 387 } 388 return Ok(()); 389 } 390 391 /// 设置当前进程的屏蔽信号 (sig_block)，待引入 [sigprocmask](https://man7.org/linux/man-pages/man2/sigprocmask.2.html) 系统调用后要删除这个散装函数 392 /// 393 /// ## 参数 394 /// 395 /// - `new_set` 新的屏蔽信号bitmap的值 396 pub fn set_current_sig_blocked(new_set: &mut SigSet) { 397 new_set.remove(SigSet::from(Signal::SIGKILL.into()) | SigSet::from(Signal::SIGSTOP.into())); 398 //TODO 把这个散装函数用 sigsetops 替换掉 399 let pcb = ProcessManager::current_pcb(); 400 401 /* 402 如果当前pcb的sig_blocked和新的相等，那么就不用改变它。 403 请注意，一个进程的sig_blocked字段不能被其他进程修改！ 404 */ 405 if pcb.sig_info().sig_block().eq(new_set) { 406 return; 407 } 408 409 let guard = pcb.sig_struct_irq(); 410 // todo: 当一个进程有多个线程后，在这里需要设置每个线程的block字段，并且 retarget_shared_pending（虽然我还没搞明白linux这部分是干啥的） 411 412 // 设置当前进程的sig blocked 413 *pcb.sig_info_mut().sig_block_mut() = *new_set; 414 recalc_sigpending(); 415 drop(guard); 416 } 417