信号对调试状态的影响

       内核中，信号是进程间通信的一种方式，进程间会kill不同的信号给其他进程，但是如果目标进程标记了trace状态（也就是被跟踪，ptrace attach到了这个进程的pid上），也就是说目标进程处于被调试器跟踪的状态，那么目标进程在处理信号之前，如果调试进程有信号处理函数，那么会把这个信号再次发送给调试进程。同时被调试器跟踪的进程会暂停状态，阻塞在wait操作的调试器进程会被唤醒。也就是说，被跟踪的进程在收到信号的时候，一定会给调试器一个处理的机会。调试器操作完毕后在调用ptrace函数的continue操作，使得被跟踪进程继续执行。

    关于调试的原理，请参考调试断点原理

函数调用关系和逻辑关系：

代码：

1.Kernel/signal.c: get_signal_to_deliver函数

  

signr = dequeue_signal(current, &current->blocked, info); //从信号队列中取出一个信号

    if (!signr)
        break; /* will return 0 */

    if (signr != SIGKILL) {
        signr = ptrace_signal(signr, info, regs, cookie); //如果不是SIGKILL信号就发送到调试器进程，同时激活调试器，停止当前进程
    if (!signr)
        continue;
    }

2.kernel/signal.c: ptrace_signal函数

static int ptrace_signal(int signr, siginfo_t *info,struct pt_regs *regs, void *cookie)
{
    if (!task_ptrace(current)) //如果当前进程没有标志被跟踪，就是说没有进程attach trace到当前进程，就没有后面的通知
        return signr;

    ptrace_signal_deliver(regs, cookie);

    /* Let the debugger run. */
    ptrace_stop(signr, 0, info); //向调试进程发信号，同时当前进程暂停，使调试进程唤醒

    /* We're back. Did the debugger cancel the sig? */
    signr = current->exit_code;
    if (signr == 0)
        return signr;

3.kernel/signal.c:ptrace_stop函数

   

if (current->signal->group_stop_count > 0)      //这里group_stop_count表示如果需要group stop,那么当前线程一定是会stop的，因为当前线程需要被调试器跟踪，当前状态下一定会停止，所以这里会减一
        --current->signal->group_stop_count;

    current->last_siginfo = info;
    current->exit_code = exit_code;

    /* Let the debugger run. */
    __set_current_state(TASK_TRACED);          //标记当前进程状态为trace状态，同时cpu看到这个状态会不去调度当前进程
    spin_unlock_irq(&current->sighand->siglock);
    read_lock(&tasklist_lock);
    if (may_ptrace_stop()) {                    //如果标记了被跟踪
        do_notify_parent_cldstop(current, CLD_TRAPPED); //一定条件下发送信号给调试器进程，同时，被动的唤醒调试器进程
    /*
    * Don't want to allow preemption here, because
    * sys_ptrace() needs this task to be inactive.
    *
    * XXX: implement read_unlock_no_resched().
    */
    preempt_disable();
    read_unlock(&tasklist_lock);
    preempt_enable_no_resched();
    schedule();                                 //放弃调度权

    这里关于group_stop_count的说明和在内核中的作用，参考stop信号对线程组的影响

4.kernel/signal.c: do_notify_parent_cldstop函数

  

static void do_notify_parent_cldstop(struct task_struct *tsk, int why)
    {
    struct siginfo info;
    unsigned long flags;
    struct task_struct *parent;
    struct sighand_struct *sighand;

    if (task_ptrace(tsk)) //前面可以肯定的一定是trace状态
        parent = tsk->parent; //parent代表调试器进程，real_parent是真实的父进程
    else {
        tsk = tsk->group_leader;
        parent = tsk->real_parent;
    }

    info.si_signo = SIGCHLD;
    info.si_errno = 0;
    /*
    * see comment in do_notify_parent() abot the following 3 lines
    */
    rcu_read_lock();
    info.si_pid = task_pid_nr_ns(tsk, parent->nsproxy->pid_ns); //按照pid namespace获得pid
    info.si_uid = __task_cred(tsk)->uid;
    rcu_read_unlock();

    info.si_utime = cputime_to_clock_t(tsk->utime);
    info.si_stime = cputime_to_clock_t(tsk->stime);

    info.si_code = why;
    switch (why) {
        case CLD_CONTINUED: //如果这里获得的信号是SIGCONT
            info.si_status = SIGCONT;
            break;
        case CLD_STOPPED: //如果是group stop，线程组都停止了
            info.si_status = tsk->signal->group_exit_code & 0x7f;
            break;
        case CLD_TRAPPED: //其他的信号
            info.si_status = tsk->exit_code & 0x7f;
            break;
        default:
            BUG();
    }

    sighand = parent->sighand;
    spin_lock_irqsave(&sighand->siglock, flags);
    //如果在用户态设置了信号处理函数并且标志 SA_NOCLDSTOP代表，进程停止时，不发送信号到父进程或者trace进程
    if (sighand->action[SIGCHLD-1].sa.sa_handler != SIG_IGN &&!(sighand->action[SIGCHLD-1].sa.sa_flags & SA_NOCLDSTOP))
        __group_send_sig_info(SIGCHLD, &info, parent);
    /*
    * Even if SIGCHLD is not generated, we must wake up wait4 calls.
    */
    __wake_up_parent(tsk, parent); //这里唤醒正在wait操作等待的线程，这里是调试器进程（或者是父进程）
    spin_unlock_irqrestore(&sighand->siglock, flags);
}

     这里pid namespace请参考 pid namespace浅分析，pid namespace 浅分析 续，对于这里调试器进程的wait函数和被跟踪进程最终调用_wake_up_parent函数，这里原理我并不了解，后面会分析这两个函数的源代码

总结：

     如果一个进程被跟踪（进程调用ptrace attach 一个进程），同时调试进程设置了信号处理函数，那么这个被跟踪的进程所产生的信号，会被发送到调试进程，但是不管调试进程是否设置了信号处理函数，被跟踪的进程肯定会休眠，唤醒调试进程来调试信息。