如何从内核向用户空间发送信号答案

【问题标题】：How to send signal from kernel to user space如何从内核向用户空间发送信号
【发布时间】：2015-07-26 22:33:28
【问题描述】：

我的内核模块代码需要将信号 [def.] 发送到用户平台程序，以将其执行转移到注册的信号处理程序。

我知道如何在两个用户登陆进程之间发送信号，但我在网上找不到关于上述任务的任何示例。

具体来说，我的预期任务可能需要如下界面（一旦error != 1，代码行int a=10 不应执行）：

void __init m_start(){
    ...
    if(error){
        send_signal_to_userland_process(SIGILL)
    }
    int a = 10;
    ...
}

module_init(m_start())

【问题讨论】：

你为什么要这样做？你在编码什么样的内核模块？只供玩，还是供他人认真使用？您可能应该编辑您的问题以进一步激发它，或者放弃这个想法（正如我回答的那样）......
内核编程离题了。 VtC 并转移到 SO。

标签： linux-kernel signals

【解决方案1】：

我过去使用的一个示例，用于从内核空间的硬件中断向用户空间发送信号。就是这样：

内核空间

#include <asm/siginfo.h>    //siginfo
#include <linux/rcupdate.h> //rcu_read_lock
#include <linux/sched.h>    //find_task_by_pid_type

static int pid; // Stores application PID in user space

#define SIG_TEST 44

需要一些“包含”和定义。基本上，您需要用户空间中应用程序的 PID。

struct siginfo info;
struct task_struct *t;

memset(&info, 0, sizeof(struct siginfo));
info.si_signo = SIG_TEST;
// This is bit of a trickery: SI_QUEUE is normally used by sigqueue from user space,    and kernel space should use SI_KERNEL. 
// But if SI_KERNEL is used the real_time data  is not delivered to the user space signal handler function. */
info.si_code = SI_QUEUE;
// real time signals may have 32 bits of data.
info.si_int = 1234; // Any value you want to send
rcu_read_lock();
// find the task with that pid
t = pid_task(find_pid_ns(pid, &init_pid_ns), PIDTYPE_PID);
if (t != NULL) {
    rcu_read_unlock();      
    if (send_sig_info(SIG_TEST, &info, t) < 0) // send signal
        printk("send_sig_info error\n");
} else {
     printk("pid_task error\n");
     rcu_read_unlock();
    //return -ENODEV;
}

前面的代码准备好信号结构并发送它。请记住，您需要应用程序的 PID。在我的例子中，来自用户空间的应用程序通过 ioctl 驱动程序发送它的 PID：

static long dev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg) {
    ioctl_arg_t args;
    switch (cmd) {
        case IOCTL_SET_VARIABLES:
              if (copy_from_user(&args, (ioctl_arg_t *)arg, sizeof(ioctl_arg_t))) return -EACCES;
              pid = args.pid;
        break;

用户空间

定义并实现回调函数：

#define SIG_TEST 44

void signalFunction(int n, siginfo_t *info, void *unused) {
    printf("received value %d\n", info->si_int);
}

在主程序中：

int  fd = open("/dev/YourModule", O_RDWR); 
if (fd < 0) return -1;

args.pid       = getpid();
ioctl(fd, IOCTL_SET_VARIABLES, &args); // send the our PID as argument

struct sigaction sig;

sig.sa_sigaction = signalFunction; // Callback function
sig.sa_flags = SA_SIGINFO;
sigaction(SIG_TEST, &sig, NULL);

希望对你有所帮助，虽然答案有点长，但很容易理解。

【讨论】：

【解决方案2】：

您可以使用例如kill_pid（在<linux/sched.h> 中声明）向指定进程发送信号。要为其形成参数，请参阅sys_kill 的实现（在kernel/signal.c 中定义为SYSCALL_DEFINE2(kill)）。

注意，从内核向当前进程发送信号几乎是没有用的：内核代码应该在用户空间程序看到信号触发之前返回。

【讨论】：

你能详细说明一下吗：“内核代码应该在用户空间程序看到信号触发之前返回。” （我的理解是 current 进程应该看到信号被触发，如果它存储在它检查的内存中的某个位置；并且通过看到它，用户登陆进程可以跳转到运行信号处理程序，但是常规代码)。
信号处理不能中断内核代码。返回用户空间后，系统调用检查信号，并运行适当的机制（检查信号是否被阻塞、忽略、调用信号处理程序等）。但是用户空间代码会立即被信号中断。

【解决方案3】：

你的界面违背了 Linux 的精神。不要那样做.....system call（尤其是与您的驱动程序相关的那些）应该只以errno 失败（请参阅syscalls(2)...）； 考虑eventfd(2) 或netlink(7) 用于此类异步内核用户级通信（并期望用户代码能够poll(2) 他们）。

kernel module 可能无法加载。我不熟悉细节（从未编写过任何内核模块），但this hello2.c 示例表明模块初始化函数可以在失败时返回非零错误代码。

人们真的期待信号（这是一个困难而痛苦的概念）的行为与signal(7) 中记录的一样，而您想要做的事情并不适合该图片。所以一个表现良好的内核模块不应该向进程异步发送任何信号。

如果您的内核模块表现不佳，您的用户会很生气并且不会使用它。

如果您想分叉您的实验内核（例如用于研究目的），不要期望它会被大量使用；只有这样你才能真正打破你打算做的信号行为，并且你可以编写不适合内核模块图片的东西（例如添加一个新的系统调用）。另见kernelnewbies。

【讨论】：