c - OS X 10.10 上 ucontext makecontext 的段错误

Question

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define _XOPEN_SOURCE 600
#include <ucontext.h>

/* Tests creation.
   Should print "Hello World!" */

typedef struct thread_t{
  ucontext_t thread_context;
}thread_t;

void *thr1(void *in) {
  printf("Hello World!\n");
  fflush(stdout);
  return NULL;
}

void *thr2(void *in) {
  printf("goodbye World!\n");
  fflush(stdout);
  return NULL;
}

int main() {
  thread_t t1;
  thread_t t2;

  thread_create( &t1, thr1, NULL);
  // if you comment out the following line, the program will run like a charm. 
  thread_create( &t2, thr2, NULL);
  setcontext(&t1.thread_context);

  return EXIT_SUCCESS;
}

void thread_routine(void *(*start_routine)(void *), void *arg)
{
  start_routine(arg);
  printf("gtthread routine finished\n");
}

int thread_create(thread_t *thread,
        void *(*start_routine)(void *),
        void *arg){
  if (getcontext(&(thread->thread_context)) == -1)
  {
    perror("getcontext");
  }

  thread->thread_context.uc_stack.ss_sp = (char*) malloc(SIGSTKSZ);
  thread->thread_context.uc_stack.ss_size = SIGSTKSZ;
  thread->thread_context.uc_link = NULL;

  makecontext(&(thread->thread_context), thread_routine, 2, (void *)start_routine, arg);
}

我在 OS X 10.10 中使用 gcc 运行我的代码。我正在尝试实现用户上下文库。

如果我注释掉 thread_create( &t2, thr2, NULL);，代码将产生预期的效果。我不知道为什么与 t2 相关的行会导致 t1 的段错误。

作者注释

切换到 Ubuntu 后，我很高兴地致力于实现用户上下文库。一切正常。不再有段错误。正如预期的那样，它在 OS X 10.10 上崩溃了。

我的猜测是，由于 makecontext()、swapcontext() 等在 OS X 上自 10.6 以来已被弃用，正如编译器所警告的那样，我不应该期望它会起作用。

Answer 1

你的程序有一些缺陷，其中一些导致它产生未定义的行为。未定义的行为可能会完全按照您的预期表现出来，但如果它碰巧在某些特定环境中出现过一次，则没有任何理由期望它会再次出现——不是在那个环境中，并且当然不是在不同的环境中。

以下是我注意到的更严重的问题:

• thread_routine() 没有上下文启动函数的正确返回类型或参数类型。上下文启动函数应返回 void(即什么都没有)而不是 void *，这是完全不同的。此外，传递给它的实际参数(如果有的话)都将是 int 类型。因此，当您的程序因 setcontext() 而调用此函数时，会产生未定义的行为。在函数指针和对象指针都与 int 大小相同的机器上，您可能会侥幸逃脱，但在其他机器上，程序可能会严重崩溃。这可能是您观察到的段错误的原因。

• 在 thread_create() 中，您将 thread->thread_context.uc_link 初始化为 NULL。这本身并不是一个错误，但从更大的角度来看，它会产生这样的效果:当上下文的启动函数返回时，运行它的(操作系统)线程将退出。据推测，您更愿意有机会在不同的环境中交换。

• 您使用 setcontext() 切换到 t1 上下文。如果成功，此调用既不会返回，也不会返回，使您无法稍后切换到 t2 上下文。但实际上，当 t1 的 start 函数返回时(见上文)，线程和整个程序无论如何都会退出，所以这对你来说没有实际意义。不过，就其值(value)而言，您可能应该改用 swapcontext()。

• thread_create() 被声明为返回一个int，但它没有return 语句。

  <

顺便说一句，

gcc 应该发出关于其中一些问题的警告。如果不是，则调高警告级别。 -Wall 级别应该足够了，但我也经常打开 -Wextra 来查找问题。有时您可以安全地忽略一些警告(尤其是使用 -Wextra)，但您应该对每一个警告单独进行评估。