c - 在Docker容器内使用成员

Question

我有一个需要能够处理SIGTERM的程序。为此，我需要sigterm处理程序将设置的sig_atomic_t全局标志。为了使主代码能够可靠地读取该变量，我需要在处理程序和主代码中都使用一个中间符。

正如我现在所拥有的，它是这样的:

static  int             mb_cmd;
static  sig_atomic_t    sigterm;


static
int     mb_init(void);
static
int     sigterm_init(void);
static
void    sigterm_handler(int sig);


inline
int     membarrier(int cmd, int flags)
{
        return  syscall(__NR_membarrier, cmd, flags);
}


int     main(void)
{
        int     status;

        status  = 1;
        if (sigterm_init())
                goto err;

        do {
                // do stuff
                asm volatile ("" : : : "memory");
        } while (!sigterm);

        return  0;
err:
        fprintf(stderr, "ERROR: main(): %i\n", status);
        perrorx(NULL);

        return  status;
}


static
int     mb_init(void)
{
        static bool     done = false;
        int             cmd;
        int             status;

        if (done)
                return  0;

        status  = 1;
        cmd     = membarrier(MEMBARRIER_CMD_QUERY, 0);
        if (cmd < 0)
                goto err;

        if (cmd & MEMBARRIER_CMD_PRIVATE_EXPEDITED) {
                status  = 2;
                mb_cmd  = MEMBARRIER_CMD_PRIVATE_EXPEDITED;
                if (membarrier(MEMBARRIER_CMD_REGISTER_PRIVATE_EXPEDITED, 0))
                        goto err;
        } else if (cmd & MEMBARRIER_CMD_GLOBAL_EXPEDITED) {
                status  = 3;
                mb_cmd  = MEMBARRIER_CMD_GLOBAL_EXPEDITED;
                if (membarrier(MEMBARRIER_CMD_REGISTER_GLOBAL_EXPEDITED, 0))
                        goto err;
        } else {
                mb_cmd  = MEMBARRIER_CMD_GLOBAL;
        }

        status  = 4;
        if (membarrier(mb_cmd, 0))
                goto err;
        done    = true;
        return  0;
err:
        fprintf(stderr, "ERROR: mb_init(): %i\n", status);
        return  status;

}

static
int     sigterm_init(void)
{
        struct sigaction        sa = {0};
        int                     status;

        status  = 1;
        if (mb_init())
                goto err;

        sigterm = false;
        membarrier(mb_cmd, 0);

        status++;
        sigemptyset(&sa.sa_mask);
        sa.sa_handler   = &sigterm_handler;
        if (sigaction(SIGTERM, &sa, NULL))
                goto err;
        return  0;
err:
        fprintf(stderr, "ERROR: sigterm_init(): %i\n", status);
        return  status;
}

static
void    sigterm_handler(int sig)
{

        (void)sig;

        sigterm = true;
        membarrier(mb_cmd, 0);
}

当我在计算机上运行程序时，它可以正常工作，但是在docker上，它显示以下错误( errno为1):

ERROR: mb_init(): 1
ERROR: sigterm_init(): 1
ERROR: main(): 1
./rob:
    rob.c:184:
    main():
    E1 -    Operation not permitted

如何在应该在docker上运行的程序中使用内存屏障？

Answer 1

And for the main code to be able to reliably read that variable, I need to use a membarrier both in the handler and in the main code.

不，只需将其设置为volatile sig_atomic_t即可。 ISO C保证您的代码可以工作，而无需在源代码中编写任何显式的障碍。 (基本类似于具有mo_relaxed顺序的无锁 _Atomic，但有序wrt和其他 Volatile 访问除外。)

而且，如果确实需要内存屏障，则不需要 membarrier系统调用，只需使用 asm("" ::: "memory")强制存储或加载至少在循环中发生一次。

如果您有另一个线程从内存中进行弱排序的加载，但无法对其进行优化(退出循环)，则 membarrier()可能会很有用。如果您在生产者线程中的两个存储之间进行操作，则 membarrier()可能会将另一个内核上的宽松负载有效地转换为获取负载。

由于您已经在读取器中使用了编译时完整屏障(以防止非 Volatile 负载脱离循环)，因此检查exit_now或keep_running标志没有排序顺序。其他代码，则不需要。

ISO C首先只保证 volatile sig_atomic_t的任何内容，而不是简单的 sig_atomic_t(通常只是 int)。 使用sig_atomic_t的唯一原因是将它与volatile一起使用。

实际上， volatile int甚至对其他线程可见，而不仅仅是在信号处理程序和暂停运行该信号处理程序的线程之间。 (因为真正的C实现在高速缓存相关的硬件上运行，并且不进行硬件竞争检测等)，但是到那时，您只是在滚动自己的无锁原子，而应该使用 _Atomic int。另请参见 https://electronics.stackexchange.com/questions/387181/mcu-programming-c-o2-optimization-breaks-while-loop/387478#387478，以了解单线程和中断(或信号)处理程序之间的原子性。

并参阅 When to use volatile with multi threading?-基本上从不使用 _Atomic中的C11 stdatomic.h。我的回答解释了为什么它在实践中确实起作用，以及发生了什么。