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 54 let pcb = pcb.unwrap(); 55 // println!("Target pcb = {:?}", pcb.as_ref().unwrap()); 56 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 57 // 发送信号 58 retval = self.send_signal(info, pcb.clone(), PidType::PID); 59 60 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 61 return retval; 62 } 63 64 /// @brief 判断是否需要强制发送信号，然后发送信号 65 /// 进入函数后加锁 66 /// 67 /// @return SystemError 错误码 68 fn send_signal( 69 &self, 70 info: Option<&mut SigInfo>, 71 pcb: Arc<ProcessControlBlock>, 72 pt: PidType, 73 ) -> Result<i32, SystemError> { 74 // 是否强制发送信号 75 let mut force_send = false; 76 // signal的信息为空 77 78 if let Some(ref siginfo) = info { 79 force_send = matches!(siginfo.sig_code(), SigCode::Kernel); 80 } else { 81 // 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 82 //详见 https://opengrok.ringotek.cn/xref/linux-6.1.9/kernel/signal.c?r=&mo=32170&fi=1220#1226 83 } 84 85 if !self.prepare_sianal(pcb.clone(), force_send) { 86 return Err(SystemError::EINVAL); 87 } 88 // kdebug!("force send={}", force_send); 89 let pcb_info = pcb.sig_info(); 90 let pending = if matches!(pt, PidType::PID) { 91 pcb_info.sig_shared_pending() 92 } else { 93 pcb_info.sig_pending() 94 }; 95 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 96 // 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 97 if matches!(self, Signal::SIGKILL) || pcb.flags().contains(ProcessFlags::KTHREAD) { 98 //避免死锁 99 drop(pcb_info); 100 self.complete_signal(pcb.clone(), pt); 101 } 102 // 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 103 else if !self.is_rt_signal() && pending.queue().find(self.clone()).0.is_some() { 104 return Ok(0); 105 } else { 106 // TODO signalfd_notify 完善 signalfd 机制 107 // 如果是其他信号，则加入到sigqueue内，然后complete_signal 108 let new_sig_info = match info { 109 Some(siginfo) => { 110 // 已经显式指定了siginfo，则直接使用它。 111 (*siginfo).clone() 112 } 113 None => { 114 // 不需要显示指定siginfo，因此设置为默认值 115 SigInfo::new( 116 self.clone(), 117 0, 118 SigCode::User, 119 SigType::Kill(ProcessManager::current_pcb().pid()), 120 ) 121 } 122 }; 123 drop(pcb_info); 124 pcb.sig_info_mut() 125 .sig_pending_mut() 126 .queue_mut() 127 .q 128 .push(new_sig_info); 129 130 if pt == PidType::PGID || pt == PidType::SID {} 131 self.complete_signal(pcb.clone(), pt); 132 } 133 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 134 return Ok(0); 135 } 136 137 /// @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。 138 /// 139 /// @param sig 信号 140 /// @param pcb 目标pcb 141 /// @param pt siginfo结构体中，pid字段代表的含义 142 fn complete_signal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>, pt: PidType) { 143 // kdebug!("complete_signal"); 144 // 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) 145 // 将这个信号加到目标进程的sig_pending中 146 pcb.sig_info_mut() 147 .sig_pending_mut() 148 .signal_mut() 149 .insert(self.clone().into()); 150 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 151 // ===== 寻找需要wakeup的目标进程 ===== 152 // 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。 153 // 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。 154 155 // let _signal = pcb.sig_struct(); 156 157 let mut _target: Option<Arc<ProcessControlBlock>> = None; 158 159 // 判断目标进程是否想接收这个信号 160 if self.wants_signal(pcb.clone()) { 161 _target = Some(pcb.clone()); 162 } else if pt == PidType::PID { 163 /* 164 * There is just one thread and it does not need to be woken. 165 * It will dequeue unblocked signals before it runs again. 166 */ 167 return; 168 } else { 169 /* 170 * Otherwise try to find a suitable thread. 171 * 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。 172 */ 173 return; 174 } 175 176 // 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。 177 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 178 // 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。 179 if _target.is_some() { 180 let guard = pcb.sig_struct(); 181 signal_wake_up(pcb.clone(), guard, *self == Signal::SIGKILL); 182 } 183 } 184 185 /// @brief 本函数用于检测指定的进程是否想要接收SIG这个信号。 186 /// 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。 187 /// 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。 188 #[inline] 189 fn wants_signal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>) -> bool { 190 // 如果改进程屏蔽了这个signal，则不能接收 191 if pcb.sig_info().sig_block().contains(self.clone().into()) { 192 return false; 193 } 194 195 // 如果进程正在退出，则不能接收信号 196 if pcb.flags().contains(ProcessFlags::EXITING) { 197 return false; 198 } 199 200 if *self == Signal::SIGKILL { 201 return true; 202 } 203 204 if pcb.sched_info().state().is_blocked() { 205 return false; 206 } 207 208 // 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 209 210 // 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 211 if pcb.sig_info().sig_pending().signal().bits() == 0 { 212 assert!(pcb.sig_info().sig_pending().queue().q.is_empty()); 213 return true; 214 } else { 215 return false; 216 } 217 } 218 219 /// @brief 判断signal的处理是否可能使得整个进程组退出 220 /// @return true 可能会导致退出（不一定） 221 #[allow(dead_code)] 222 #[inline] 223 fn sig_fatal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>) -> bool { 224 let action = pcb.sig_struct().handlers[self.clone() as usize - 1].action(); 225 // 如果handler是空，采用默认函数，signal处理可能会导致进程退出。 226 match action { 227 SigactionType::SaHandler(handler) => handler.is_sig_default(), 228 SigactionType::SaSigaction(sigaction) => sigaction.is_none(), 229 } 230 // todo: 参照linux的sig_fatal实现完整功能 231 } 232 233 /// 检查信号是否能被发送，并且而且要处理 SIGCONT 和 STOP 信号 234 /// 235 /// ## 参数 236 /// 237 /// - `pcb` 要发送信号的目标pcb 238 /// 239 /// - `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) 240 /// 241 /// ## 返回值 242 /// 243 /// - `true` 能够发送信号 244 /// 245 /// - `false` 不能发送信号 246 fn prepare_sianal(&self, pcb: Arc<ProcessControlBlock>, _force: bool) -> bool { 247 let flush: SigSet; 248 if !(self.into_sigset() & SIG_KERNEL_STOP_MASK).is_empty() { 249 flush = Signal::SIGCONT.into_sigset(); 250 pcb.sig_info_mut() 251 .sig_shared_pending_mut() 252 .flush_by_mask(&flush); 253 // TODO 对每个子线程 flush mask 254 } else if *self == Signal::SIGCONT { 255 flush = SIG_KERNEL_STOP_MASK; 256 assert!(!flush.is_empty()); 257 pcb.sig_info_mut() 258 .sig_shared_pending_mut() 259 .flush_by_mask(&flush); 260 let _r = ProcessManager::wakeup_stop(&pcb); 261 // TODO 对每个子线程 flush mask 262 // 这里需要补充一段逻辑，详见https://opengrok.ringotek.cn/xref/linux-6.1.9/kernel/signal.c#952 263 } 264 265 // 一个被阻塞了的信号肯定是要被处理的 266 if pcb.sig_info().sig_block().contains(self.into_sigset()) { 267 return true; 268 } 269 return !pcb.sig_struct().handlers[self.clone() as usize - 1].is_ignore(); 270 271 //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 272 } 273 } 274 275 /// 因收到信号而唤醒进程 276 /// 277 /// ## 参数 278 /// 279 /// - `pcb` 要唤醒的进程pcb 280 /// - `_guard` 信号结构体锁守卫，来保证信号结构体已上锁 281 /// - `fatal` 表明这个信号是不是致命的(会导致进程退出) 282 #[inline] 283 fn signal_wake_up(pcb: Arc<ProcessControlBlock>, _guard: SpinLockGuard<SignalStruct>, fatal: bool) { 284 // 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 285 // 如果不是 fatal 的就只唤醒 stop 的进程来响应 286 // kdebug!("signal_wake_up"); 287 // 如果目标进程已经在运行，则发起一个ipi，使得它陷入内核 288 let state = pcb.sched_info().state(); 289 let mut wakeup_ok = true; 290 if state.is_blocked_interruptable() { 291 ProcessManager::wakeup(&pcb).unwrap_or_else(|e| { 292 wakeup_ok = false; 293 kwarn!( 294 "Current pid: {:?}, signal_wake_up target {:?} error: {:?}", 295 ProcessManager::current_pcb().pid(), 296 pcb.pid(), 297 e 298 ); 299 }); 300 } else if state.is_stopped() { 301 ProcessManager::wakeup_stop(&pcb).unwrap_or_else(|e| { 302 wakeup_ok = false; 303 kwarn!( 304 "Current pid: {:?}, signal_wake_up target {:?} error: {:?}", 305 ProcessManager::current_pcb().pid(), 306 pcb.pid(), 307 e 308 ); 309 }); 310 } else { 311 wakeup_ok = false; 312 } 313 314 if wakeup_ok { 315 ProcessManager::kick(&pcb); 316 } else { 317 if fatal { 318 let _r = ProcessManager::wakeup(&pcb).map(|_| { 319 ProcessManager::kick(&pcb); 320 }); 321 } 322 } 323 } 324 325 /// @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 326 fn recalc_sigpending() { 327 // todo: 328 } 329 330 /// @brief 刷新指定进程的sighand的sigaction，将满足条件的sigaction恢复为Default 331 /// 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 332 /// 333 /// @param pcb 要被刷新的pcb 334 /// @param force_default 是否强制将sigaction恢复成默认状态 335 pub fn flush_signal_handlers(pcb: Arc<ProcessControlBlock>, force_default: bool) { 336 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 337 // kdebug!("hand=0x{:018x}", hand as *const sighand_struct as usize); 338 let actions = &mut pcb.sig_struct().handlers; 339 340 for sigaction in actions.iter_mut() { 341 if force_default || !sigaction.is_ignore() { 342 sigaction.set_action(SigactionType::SaHandler(SaHandlerType::SigDefault)); 343 } 344 // 清除flags中，除了DFL和IGN以外的所有标志 345 sigaction.set_restorer(None); 346 sigaction.mask_mut().remove(SigSet::all()); 347 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 348 } 349 compiler_fence(core::sync::atomic::Ordering::SeqCst); 350 } 351 352 pub(super) fn do_sigaction( 353 sig: Signal, 354 act: Option<&mut Sigaction>, 355 old_act: Option<&mut Sigaction>, 356 ) -> Result<(), SystemError> { 357 if sig == Signal::INVALID { 358 return Err(SystemError::EINVAL); 359 } 360 let pcb = ProcessManager::current_pcb(); 361 // 指向当前信号的action的引用 362 let action: &mut Sigaction = &mut pcb.sig_struct().handlers[sig as usize - 1]; 363 364 // 对比 MUSL 和 relibc ， 暂时不设置这个标志位 365 // if action.flags().contains(SigFlags::SA_FLAG_IMMUTABLE) { 366 // return Err(SystemError::EINVAL); 367 // } 368 369 // 保存原有的 sigaction 370 let old_act: Option<&mut Sigaction> = { 371 if old_act.is_some() { 372 let oa = old_act.unwrap(); 373 *(oa) = (*action).clone(); 374 Some(oa) 375 } else { 376 None 377 } 378 }; 379 // 清除所有的脏的sa_flags位（也就是清除那些未使用的） 380 let act = { 381 if act.is_some() { 382 let ac = act.unwrap(); 383 *ac.flags_mut() &= SigFlags::SA_ALL; 384 Some(ac) 385 } else { 386 None 387 } 388 }; 389 390 if old_act.is_some() { 391 *old_act.unwrap().flags_mut() &= SigFlags::SA_ALL; 392 } 393 394 if act.is_some() { 395 let ac = act.unwrap(); 396 // 将act.sa_mask的SIGKILL SIGSTOP的屏蔽清除 397 ac.mask_mut() 398 .remove(SigSet::from(Signal::SIGKILL.into()) | SigSet::from(Signal::SIGSTOP.into())); 399 400 // 将新的sigaction拷贝到进程的action中 401 *action = *ac; 402 /* 403 * 根据POSIX 3.3.1.3规定： 404 * 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。 405 * 406 * 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， 407 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。 408 */ 409 if action.is_ignore() { 410 let mut mask: SigSet = SigSet::from_bits_truncate(0); 411 mask.insert(sig.into()); 412 pcb.sig_info_mut().sig_pending_mut().flush_by_mask(&mask); 413 // 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 414 } 415 } 416 return Ok(()); 417 } 418 419 /// 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 420 /// 421 /// ## 参数 422 /// 423 /// - `new_set` 新的屏蔽信号bitmap的值 424 pub fn set_current_sig_blocked(new_set: &mut SigSet) { 425 new_set.remove(SigSet::from(Signal::SIGKILL.into()) | SigSet::from(Signal::SIGSTOP.into())); 426 //TODO 把这个散装函数用 sigsetops 替换掉 427 let pcb = ProcessManager::current_pcb(); 428 429 /* 430 如果当前pcb的sig_blocked和新的相等，那么就不用改变它。 431 请注意，一个进程的sig_blocked字段不能被其他进程修改！ 432 */ 433 if pcb.sig_info().sig_block().eq(new_set) { 434 return; 435 } 436 437 let guard = pcb.sig_struct_irq(); 438 // 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） 439 440 // 设置当前进程的sig blocked 441 *pcb.sig_info_mut().sig_block_mut() = *new_set; 442 recalc_sigpending(); 443 drop(guard); 444 } 445