c - 使用 SIGALRM 切换线程上下文

Question

我有一个问题。我需要实现一个使用计时器和 SIGALRM 切换 ucontext 线程的程序，但是当我使用 evict_thread 函数切换线程时出现段错误。我相信这是竞争条件的结果，因为它发生在程序执行期间的不同时间。这是我的 evict_thread

void evict_thread(int signal)
{   
// Check that there is more than one thread in the queue
if ((int)list_length(runqueue) > 1)
{
    // Remove the currently executing thread from the runqueue and store its id
    int evict_thread_id = list_shift_int(runqueue);

    // Place the thread at the back of the run queue
    list_append_int(runqueue, evict_thread_id);

    // Get the id of the thread that is now at the head of the run queue
    int exec_thread_id = list_item_int(runqueue, 0);

    // Set the start time for new thread to the current time
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &thread_table[exec_thread_id]->start);

    printf("Switching context from %s to %s\n",
        thread_table[evict_thread_id]->thread_name,
        thread_table[exec_thread_id]->thread_name);

    // Execute the thread at the head of the run queue
    if (swapcontext(&thread_table[evict_thread_id]->context, &thread_table[exec_thread_id]->context) == -1)
    {
        perror("swapcontext failed\n");
        printf("errno: %d.\n", errno);
        return;
    }   
}
return;     
}

以上函数的调用方式如下

// Set the SIGALRM
if (sigset(SIGALRM, evict_thread) == -1)
{
    perror("sigset failed\n");
    printf("errno: %d.\n", errno);
    return;
}

// Initialize timer
thread_switcher.it_interval.tv_sec  = 0;
thread_switcher.it_interval.tv_usec = quantum_size;
thread_switcher.it_value.tv_sec = 0;
thread_switcher.it_value.tv_usec =  quantum_size;
setitimer(ITIMER_REAL, &thread_switcher, 0);

运行队列只是一个全局整数列表，这些整数是指向 ucontext 线程的全局指针表的索引。该列表是使用 libslack.org 上提供的 C 通用实用程序库中的列表数据结构实现的。

当我禁用计时器并让每个线程在切换上下文之前运行完成时，程序会正常运行，但是当在执行期间切换线程时，大约 80% 的时间会出现段错误。

此外，当我尝试使用 gdb 回溯段错误时，它表示它发生在系统调用内。

Answer 1

请记住，信号处理程序与主代码异步运行。 man 7 signal 页面值得仔细阅读，以确保您遵守指南。例如，在 Async-signal-safe-functions 部分中，没有提及 printf 或其他函数，例如 swapcontext。这意味着您无法从信号处理程序可靠地调用这些函数。

一般来说，尝试在信号处理程序中做尽可能少的工作。通常，这仅意味着在信号处理程序中设置 sig_atomic_t 类型的标志，然后在主循环中检查该标志的状态。

也许重新排列您的代码，以便上下文切换发生在主循环中，而不是来自信号处理程序。您也许可以在主循环中使用 sigwait 来等待计时器信号。