本文着重点在内核信号处理对应用层堆栈的影响上，其他的一些在处理信号细节上被忽略。
至于本文是否跟安全相关，那就是仁者见仁智者见智了。
1 发送信号过程：
发送信号的过程比接收信号的过程简单的多。当应用层用KILL命令向某个进程发送进程的时候，内核只在进程task_struct的sigpending结构中安排一个信号位。
2 接收信号过程
信号处理的时机。
当某个进程有悬而未决的信号的时候，内核就会调用do_signal函数
do_signal做一些其他功能上的事情，真正递送一个信号是在handle_signal函数。于是在最后do_signal函数调用了handle_signal真正递送一个信号。当然要想到达这一步需要一些条件。比如说应用层已经声明要处理该信号，信号不是些不可捕获的信号等等...
重点中的重点，我们来看看handle_signal函数
/*
* OK, we're invoking a handler
*/
static void
handle_signal(unsigned long sig, struct k_sigaction *ka,
siginfo_t *info, sigset_t *oldset, struct pt_regs * regs)
{
....
/* Set up the stack frame */
if (ka-sa.sa_flags & SA_SIGINFO)
setup_rt_frame(sig, ka, info, oldset, regs);
else
setup_frame(sig, ka, oldset, regs);
.....
}
去掉一些我们不想关心的东西，代码就剩下上面这些。
以上函数setup_rt_frame和setup_frame就是内核在应用层的堆栈上安排信号堆栈帧的过程，就是我们所要关注的。setup_rt_frame和setup_frame雷同，我们就来分析下setup_frame函数。
static void setup_frame(int sig, struct k_sigaction *ka,
sigset_t *set, struct pt_regs * regs)
{
struct sigframe *frame;
int err = 0;
frame = get_sigframe(ka, regs, sizeof(*frame)); //决定要使用应用层堆栈的地址
if (!access_ok(VERIFY_WRITE, frame, sizeof(*frame))) //判断是否可写
goto give_sigsegv;
err |= __put_user((current-exec_domain
&& current-exec_domain-signal_invmap
&& sig
? current-exec_domain-signal_invmap[sig]
: sig),
&frame-sig);
if (err)
goto give_sigsegv;
/*保存寄存器信号到&frame-sc和&frame-fpstate中*/
err |= setup_sigcontext(&frame-sc, &frame-fpstate, regs, set-sig[0]);
if (err)
goto give_sigsegv;
if (_NSIG_WORDS 1) {
err |= __copy_to_user(frame-extramask, &set-sig[1],
sizeof(frame-extramask));
}
if (err)
goto give_sigsegv;
/* Set up to return from userspace. If provided, use a stub
already in userspace. */
if (ka-sa.sa_flags & SA_RESTORER) {
err |= __put_user(ka-sa.sa_restorer, &frame-pretcode);
} else {
/*把frame-retcod的地址放到&frame-pretcode中，这样当信号处理函数返回时候就会*/
/*跳到frame-retcode地址去执行代码了*/
err |= __put_user(frame-retcode, &frame-pretcode);
/* This is popl %eax ; movl $,%eax ; int $0x80 */
err |= __put_user(0xb858, (short *)(frame-retcode+0));
err |= __put_user(__NR_sigreturn, (int *)(frame-retcode+2));
err |= __put_user(0x80cd, (short *)(frame-retcode+6));
/*以上在frame-retcode上安排了popl %eax ; movl $,%eax ; int $0x80指令*/
}
if (err)
goto give_sigsegv;
/* Set up registers for signal handler */
regs-esp = (unsigned long) frame; //让应用层的esp指向frame;
regs-eip = (unsigned long) ka-sa.sa_handler;//EIP为信号处理函数
set_fs(USER_DS);
regs-xds = __USER_DS;
regs-xes = __USER_DS;
regs-xss = __USER_DS;
regs-xcs = __USER_CS;
regs-eflags &= ~TF_MASK;
#if DEBUG_SIG
printk("SIG deliver (%s:%d): sp=%p pc=%p ra=%p\n",
current-comm, current-pid, frame, regs-eip, frame-pretcode);
#endif
return;
give_sigsegv:
if (sig == SIGSEGV)
ka-sa.sa_handler = SIG_DFL;
force_sig(SIGSEGV, current);
}
到此，内核在应用层的堆栈上就安排了一个帧，我们来看一下一个实际的例子。
[alert7@redhat73 sigal]$ cat test.c
test ()
{
printf("test");
return;
}
int main(int argv,char **argc) {
char buf[256];
signal(10,test);
while(1);
}
[alert7@redhat73]
(gdb) b main
Breakpoint 1 at 0x8048501
(gdb) r dd dd
Starting program: /home/alert7/sigal/test dd dd
Breakpoint 1, 0x08048501 in main ()
(gdb)
Breakpoint 2 at 0x42029098
(gdb) c
Continuing.
(gdb) x/5i 0x42029098
0x42029098 : pop %eax
0x42029099 : mov $0x77,%eax
0x4202909e : int $0x80
0x420290a0 : mov (%esp,1),%ebx
0x420290a3 : ret
(gdb) i reg esp ebp eip
esp 0xbffff748 0xbffff748
ebp 0xbffffb38 0xbffffb38
eip 0x4202909e 0x4202909e
(gdb) x/50x $esp-8 //$esp-8就是内核构造的一个信号帧
0xbffff740: 0x42029098 0x0000000a 0x00000000 0x00000000
0xbffff750: 0x0000002b 0x0000002b 0xbffffba4 0x40013020
0xbffff760: 0xbffffb38 0xbffffa20 0x4213030c 0xbffffc00
0xbffff770: 0x08049752 0xbffffb2c 0x00000001 0x00000000
0xbffff780: 0x08048570 0x00000023 0x00000346 0xbffffa20
0xbffff790: 0x0000002b 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xbffff7a0: 0x4000083e 0x400005b8 0x40000218 0x400131e8
0xbffff7b0: 0x00000003 0x40013e48 0x00000003 0x42009e38
0xbffff7c0: 0x40013d68 0x0d1fc7ae 0x0d1fc7ae 0xbffff890
0xbffff7d0: 0x40013bc8 0x4200f624 0x00000000 0x00000000
0xbffff7e0: 0x42009e38 0x40013bc8 0x00000000 0x00000000
0xbffff7f0: 0x00000000 0x00000000 0x00000000 0x00000000
0xbffff800: 0x00000000 0x00000000
struct sigframe
{
char *pretcode; //这里为0x42029098，在该程序中，ka-sa.sa_flags 有 SA_RESTORER标志，
//所以没有在堆栈中安排指令，而是使用了一个现成的地址
int sig; //信号为10
struct sigcontext sc;
struct _fpstate fpstate;
unsigned long extramask[_NSIG_WORDS-1];
char retcode[8];
};
struct sigcontext {
unsigned short gs, __gsh;//0，0
unsigned short fs, __fsh;//0，0
unsigned short es, __esh;//0x2b,0
unsigned short ds, __dsh;//0x2b,0
unsigned long edi; //0xbffffba4
unsigned long esi; //0x40013020
unsigned long ebp; //0xbffffb38
unsigned long esp; //0xbffffa20
unsigned long ebx; //0x4213030c
unsigned long edx; //0xbffffc00
unsigned long ecx; //0x08049752
unsigned long eax; //0xbffffb2c
unsigned long trapno; //0x00000001
unsigned long err; //0x00000000
unsigned long eip; //0x08048570
unsigned short cs, __csh; //0x23,0
unsigned long eflags; //0x00000346
unsigned long esp_at_signal; //0xbffffa20
unsigned short ss, __ssh; //0x2b,0
struct _fpstate * fpstate; //0x00000000
unsigned long oldmask; //0x00000000
unsigned long cr2; //0x00000000
};
内核在应用层的堆栈上安了一个帧后，当一返回到应用态的时候就跳到信号处理函数test去执行了。
此时图一 ①，应用层的堆栈多了一个帧，如下：
**********************************************************************************
图一
(内存高址)
+--------------------------------------+
| ... |
+--------------------------------------+
| char retcode[8] | 8个字节
+--------------------------------------+
| long extramask[_NSIG_WORDS-1]; |
+--------------------------------------+
| struct _fpstate fpstate; |
+--------------------------------------+
| struct sigcontext sc; |
+--------------------------------------+
| int sig; |
+--------------------------------------+
| char *pretc
