内核空间中的信号处理

Question

我写过一个使用SIGALRM和信号处理程序的程序。

我现在试图添加这个作为内核的测试模块。
我发现我必须替换很多libc提供的函数以及它们的底层系统调用...例如timer_create和sys_timer_createtimer_settime和sys_timer_settime等等。

但是，我遇到sigaction问题。
编译内核引发以下错误
arch/arm/mach-vexpress/cpufreq_test.c:157:2: error: implicit declaration of function 'sys_sigaction' [-Werror=implicit-function-declaration]

我已经把它贴在下面

int estimate_from_cycles() { 
    timer_t timer; 
    struct itimerspec old; 

    struct sigaction sig_action; 
    struct sigevent sig_event; 
    sigset_t sig_mask; 

    memset(&sig_action, 0, sizeof(struct sigaction)); 
    sig_action.sa_handler = alarm_handler; 
    sigemptyset(&sig_action.sa_mask); 

    VERBOSE("Blocking signal %d\n", SIGALRM); 
    sigemptyset(&sig_mask); 
    sigaddset(&sig_mask, SIGALRM); 

    if(sys_sigaction(SIGALRM, &sig_action, NULL)) { 
      ERROR("Could not assign sigaction\n"); 
      return -1; 
    } 

    if (sigprocmask(SIG_SETMASK, &sig_mask, NULL) == -1) { 
      ERROR("sigprocmask failed\n"); 
      return -1; 
    } 

    memset (&sig_event, 0, sizeof (struct sigevent)); 
    sig_event.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; 
    sig_event.sigev_signo = SIGALRM; 
    sig_event.sigev_value.sival_ptr = &timer; 


    if (sys_timer_create(CLOCK_PROCESS_CPUTIME_ID, &sig_event, &timer)) { 
      ERROR("Could not create timer\n"); 
      return -1; 
    } 

    if (sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &sig_mask, NULL) == -1) { 
      ERROR("sigprocmask unblock failed\n"); 
      return -1; 
    } 

    cycles = 0; 
    VERBOSE("Entering main loop\n"); 

    if(sys_timer_settime(timer, 0, &time_period, &old)) { 
      ERROR("Could not set timer\n"); 
      return -1; 
    } 

    while(1) { 
      ADD(CYCLES_REGISTER, 1); 
    } 
    return 0; 
} 

相关的代码块是接受用户空间代码，并单独改变足以运行调用这种方法内核空间中的代码？

Answer 1

就是这样的一种方法：取用户空间代码和改变调用 单独足以在内核空间运行代码？

当然不是！你在做什么是直接从内核空间调用系统调用的实现，但有而不是保证它们的SYS_function具有与系统调用相同的函数定义。正确的方法是搜索正确的内核例程，以满足您的需求。除非你正在编写驱动程序或内核功能，否则你不需要编写内核代码。系统调用只能从用户空间调用。他们的主要目的是提供一种安全的方式来访问操作系统（如File System，Socket等）提供的低级机制。

关于信号。你有一个TERRIBLE想法尝试使用来自内核空间的信号系统调用来接收信号。一个进程向另一个进程发送一个信号，并且信号用于用户空间，所以在用户空间进程之间。通常，将信号发送到另一个进程时发生的情况是，如果信号未被屏蔽，则接收进程停止并执行信号处理程序。请注意，为了实现这个结果，需要在用户空间和内核空间之间进行两次切换。

但是，内核的内部任务具有完全相同的用户空间结构，但存在一些差异（例如内存映射，父进程等）。当然，你不能从用户进程发送信号给内核线程（想象一下，如果你发送SIGKILL到关键组件，会发生什么）。由于内核线程具有相同的用户空间线程结构，因此它们可以接收信号，但其默认行为是放弃它们，除非有不同的指定。

我建议将代码更改为尝试从内核空间向用户空间发送信号，而不是尝试接收一个。 （你将如何发送一个信号给内核空间？你会指定哪个pid？）。这可能是一个很好的起点：http://people.ee.ethz.ch/~arkeller/linux/kernel_user_space_howto.html#toc6

由于这是系统调用的旧定义，因此您有sys_sigaction问题。正确的定义应该是sys_rt_sigaction。 来自内核源码3。12：

#ifdef CONFIG_OLD_SIGACTION 
asmlinkage long sys_sigaction(int, const struct old_sigaction __user *, 
           struct old_sigaction __user *); 
#endif 

#ifndef CONFIG_ODD_RT_SIGACTION 
asmlinkage long sys_rt_sigaction(int, 
            const struct sigaction __user *, 
            struct sigaction __user *, 
            size_t); 
#endif 

BTW，你应该不调用其中任何一个，他们是为了从用户空间调用。

Answer 2

你正在内核空间工作，所以你应该开始思考，你在内核空间工作，而不是试图将用户空间入侵内核。如果您需要在内核空间中调用sys_*函数家族，99.95％的时间，您已经在做一些非常非常错误的事情。

而不是while (1)，让它打破volatile变量上的循环，并启动一个简单的休眠线程，并在完成时更改变量的值。

I.e.

void some_function(volatile int *condition) { 
    sleep(x); 
    *condition = 0; 
} 

volatile int condition = 1; 
start_thread(some_function, &condition); 
while(condition) { 
     ADD(CYCLES_REGISTER, 1); 
} 

但是，你在做什么（我假设你正在试图让CPU在运行周期数）是Linux这样抢占内核本身不可能没有很多黑客的。如果你保持中断，你的循环计数将是不准确的，因为你的内核线程可能随时被切换出来。如果关闭中断，其他线程将不会运行，并且您的代码将无限循环并挂起内核。

您确定无法简单地使用内核中的BogoMIPs值吗？它基本上是你要测量的内容，但内核在启动过程中很早就做到了，并且做得很对。