我正在设计一种具有以下特性的调度算法：
- 在一个进程中有 2 个用户线程（上下文）（我应该做 3 个线程，但在 osx 上还不行，所以我决定现在让 2 个工作）
- 使用每 1 秒关闭一次的 SIGALRM 信号进行抢先，并将控制从一个上下文更改为另一个，并保存在执行切换之前正在运行的上下文的当前状态（寄存器和当前位置）。
我注意到以下内容：
- ucontext.h 库在 mac osx 上的行为很奇怪，而当它在 Linux 中应用时，它的行为完全符合它的预期（来自此 man 链接的示例：http: //man7.org/linux/man-pages/man3/makecontext .3.html像在 linux 上应该的那样完美地工作，而在 mac 上，它在进行任何交换之前因分段错误而失败）。不幸的是，我必须让它在 osx 而不是 linux 上运行。
- 我设法通过使用 getcontext() & 然后 setcontext() 来交换上下文来解决 osx 上的 swapcontext 错误。
- 在我的信号处理函数中，我使用了 sa_sigaction( int sig, siginfo_t *s, void * cntxt )，因为第三个变量曾经将它重新转换为 ucontext_t 指针，是关于被中断的上下文的信息（这在 Linux 上是正确的）一旦我测试过它）但在mac上它没有指向正确的位置，因为当我使用它时我再次遇到分段错误。
我已经为每个上下文设计了我的测试函数，使其在 while 循环中循环，因为我想中断它们并确保它们返回到该函数中的正确位置执行。我已经定义了一个静态全局计数变量，它可以帮助我查看我是否在正确的用户线程中。
最后一点是，我发现在测试函数中调用 getcontext() 在我的 while 循环中会不断更新我当前上下文的位置，因为它是空的 while 循环，因此当该上下文的时间到来时调用 setcontext()从适当的地方执行。此解决方案是多余的，因为这些功能将从 API 外部提供。
#include <stdio.h>
#include <sys/ucontext.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <stdbool.h>
#include <errno.h>
/*****************************************************************************/
/* time-utility */
/*****************************************************************************/
#include <sys/time.h> // struct timeval
void timeval_add_s( struct timeval *tv, uint64_t s ) {
tv->tv_sec += s;
}
void timeval_diff( struct timeval *c, struct timeval *a, struct timeval *b ) {
// use signed variables
long aa;
long bb;
long cc;
aa = a->tv_sec;
bb = b->tv_sec;
cc = aa - bb;
cc = cc < 0 ? -cc : cc;
c->tv_sec = cc;
aa = a->tv_usec;
bb = b->tv_usec;
cc = aa - bb;
cc = cc < 0 ? -cc : cc;
c->tv_usec = cc;
out:
return;
}
/******************************************************************************/
/* Variables */
/*****************************************************************************/
static int count;
/* For now only the T1 & T2 are used */
static ucontext_t T1, T2, T3, Main, Main_2;
ucontext_t *ready_queue[ 4 ] = { &T1, &T2, &T3, &Main_2 };
static int thread_count;
static int current_thread;
/* timer struct */
static struct itimerval a;
static struct timeval now, then;
/* SIGALRM struct */
static struct sigaction sa;
#define USER_THREAD_SWICTH_TIME 1
static int check;
/******************************************************************************/
/* signals */
/*****************************************************************************/
void handle_schedule( int sig, siginfo_t *s, void * cntxt ) {
ucontext_t * temp_current = (ucontext_t *) cntxt;
if( check == 0 ) {
check = 1;
printf("We were in main context user-thread\n");
} else {
ready_queue[ current_thread - 1 ] = temp_current;
printf("We were in User-Thread # %d\n", count );
}
if( current_thread == thread_count ) {
current_thread = 0;
}
printf("---------------------------X---------------------------\n");
setcontext( ready_queue[ current_thread++ ] );
out:
return;
}
/* initializes the signal handler for SIGALARM, sets all the values for the alarm */
static void start_init( void ) {
int r;
sa.sa_sigaction = handle_schedule;
sigemptyset( &sa.sa_mask );
sa.sa_flags = SA_SIGINFO;
r = sigaction( SIGALRM, &sa, NULL );
if( r == -1 ) {
printf("Error: cannot handle SIGALARM\n");
goto out;
}
gettimeofday( &now, NULL );
timeval_diff( &( a.it_value ), &now, &then );
timeval_add_s( &( a.it_interval ), USER_THREAD_SWICTH_TIME );
setitimer( ITIMER_REAL, &a, NULL );
out:
return;
}
/******************************************************************************/
/* Thread Init */
/*****************************************************************************/
static void thread_create( void * task_func(void), int arg_num, int task_arg ) {
ucontext_t* thread_temp = ready_queue[ thread_count ];
getcontext( thread_temp );
thread_temp->uc_link = NULL;
thread_temp->uc_stack.ss_size = SIGSTKSZ;
thread_temp->uc_stack.ss_sp = malloc( SIGSTKSZ );
thread_temp->uc_stack.ss_flags = 0;
if( arg_num == 0 ) {
makecontext( thread_temp, task_func, arg_num );
} else {
makecontext( thread_temp, task_func, arg_num, task_arg );
}
thread_count++;
out:
return;
}
/******************************************************************************/
/* Testing Functions */
/*****************************************************************************/
void thread_funct( int i ) {
printf( "---------------------------------This is User-Thread #%d--------------------------------\n", i );
while(1) { count = i;} //getcontext( ready_queue[ 0 ] );}
out:
return;
}
void thread_funct_2( int i ) {
printf( "---------------------------------This is User-Thread #%d--------------------------------\n", i );
while(1) { count = i;} //getcontext( ready_queue[ 1 ] ); }
out:
return;
}
/******************************************************************************/
/* Main Functions */
/*****************************************************************************/
int main( void ) {
int r;
gettimeofday( &then, NULL );
thread_create( (void *)thread_funct, 1, 1);
thread_create( (void *)thread_funct_2, 1, 2);
start_init();
while(1);
printf( "completed\n" );
out:
return 0;
}
- 我在这里做错了什么？我必须稍微改变一下才能在 Linux 上正确运行它并在 OSX 上运行适用于 Linux 的版本会导致分段错误，但为什么它会在该操作系统上运行而不是这个？
- 这是否与我在每个上下文中分配的堆栈大小有关？
- 我应该为我的信号分配一个堆栈空间吗？（它说如果我不这样做，那么它使用默认堆栈，如果我这样做并没有真正的区别）？
- 如果使用 ucontext 永远不会在 mac osx 上给出可预测的行为，那么在 osx 上实现用户线程的替代方案是什么？我尝试使用 tmrjump 和 longjmp 但我遇到了同样的问题，即当上下文在执行某个函数的过程中被中断时，我如何才能获得该上下文被中断的确切位置以便继续我下一次中断的地方时间？