C语言 实现用户级线程库 - 从 makecontext 返回值

Question

我在用户线程库上看到了一些问题，但似乎没有一个能回答我的问题。 我能够创建线程，运行它们，取消它们，然后退出它们。 由于某种原因，我无法做的是让一个线程返回数据。

初始化线程库时，我按如下方式设置退出线程上下文：

getcontext(&threadEnd);
threadEnd.uc_stack.ss_sp = (char *)malloc(SIGSTKSZ);
threadEnd.uc_stack.ss_size = SIGSTKSZ;
makecontext(&threadEnd, (void *) thread_exit, 1, &ReturnValue);

我创建一个线程并按如下方式分配它：

thread->myContext.uc_stack.ss_sp = (char *) malloc(SIGSTKSZ);
thread->myContext.uc_stack.ss_size = SIGSTKSZ;
thread->myContext.uc_link = &threadEnd;

当函数返回并调用 thread_exit（） 时：

    void thread_exit(void* retval){
    int* test;
    if (retval != NULL)
    {
        test = (int*) retval;
        printf("Returned value: %in", *test);
        fflush(stdout);
    }

打印输出始终为"返回值：0"

被调用的函数返回指向整数的指针。

我做错了什么？

Answer 1

如果您在 GBD 中单步执行程序，则不会保存用于创建上下文的函数的返回。

我的实验示例：（观察 rax 寄存器）：

返回语句：

thread1 (arg=0x1) at test_create_join.c:14
14      return (void *)11;
Value returned is $1 = 19
(gdb) info registers
rax            0x13 19
---

返回后：

(gdb) step
15  }
(gdb) info registers
rax            0xb  11

内部上下文切换：

__start_context () at ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/__start_context.S:32
32  ../sysdeps/unix/sysv/linux/x86_64/__start_context.S: No such file or directory.
(gdb) info registers
rax            0xb  11

您可以看到为几条指令保留了返回值，但经过几个步骤后，它变为 0。显然它特定于x86_64拱门，但我认为它可能与大多数拱门相同（即 makecontext 的行为）

现在，如果您需要线程函数的返回值，则可以采用另一种方式。只需创建一个线程处理程序来运行线程，并使用处理程序来创建新上下文。在这里，您可以获得要作为线程运行的函数的返回，并将其保存在线程控制块结构中以供以后使用。

typedef struct {
    thread_start_routine start;
    void *arg;
} entry_point;
static void thread_runner(void *args) {
    exit_critical_section();
    entry_point *entry = (entry_point *) args;
    // run the thread and get the exit code
    current->retcode = entry->start(entry->arg);
}

Answer 2

您需要一些简单的同步来等待一个线程。工作线程设置变量测试和信号。

// Pseudo code
// worker thread
retval = &VALUE; // retval is pointer?
SignalEvent( hEvent );

和主线程：

// Pseudo code
// main thread
int* test;
hEvent = CreateEvent();
WaitOnEvent( hEvent );
if (retval != NULL)
{
    test = (int*) retval;
    printf("Returned value: %in", *test);
    fflush(stdout);
}

对于许多线程，您需要决定是简单地等待其中任何一个，还是等待任何但直到它们都发出信号，或者您想等到所有线程都发出信号然后检查值。此外，我们通常会考虑等待事件的线程是否在等待时执行一些空闲循环，并可能执行其他工作（更复杂的情况）。

如果您使用C++我可以提供一个带有 11 个条件变量的示例C++但对于 C，它通常是 POSIX 或 Win32 API，但我们可以使用伪代码。Win32 SetEvent 和 WaitForSingleObject。这个 POSIX 主题几乎涵盖了您的条件变量。

请注意，线程

完成一个线程也会触发信号，因此在 Win32 中，您可以直接等待线程句柄，但这种方法可能不可移植。此外，线程及其同步不是 C 语言标准的一部分，因此只适用于提供两者的某些操作系统才有意义。

Answer 3

首先，当向makecontext提供参数时，最后一个应该始终NULL：

makecontext(&threadEnd, (void *) thread_exit, 1, &ReturnValue, NULL);

我

遇到了同样的问题，我处理它的方式有点不同，即不使用我存储start_routine uc_link，即 func和arg thread结构内部并使用了包装函数：实际调用线程函数并存储返回值的thread_runner：

makecontext(&thread->ctx, (void *) thread_runner, 1, thread, NULL);

其中线程流道是：

void thread_runner(thread_t *thread){
  void **retval = thread->func(thread->arg);
  if(retval != NULL){
    thread_exit(*retval);
  } else {
    thread_exit(NULL);
  }
}

Answer 4

我们不应该在 makecontext（） 的参数列表中传递指针。它们必须是手册中指定的整数：

函数 func 被调用，并传递了序列遵循 argc 的整数 （int） 参数;调用方必须在 argc 中指定这些参数的数量。

在某些体系结构上，

整数与指针具有相同的大小（例如 32 位），但在其他体系结构上，指针为 64 位，而整数的长度为 32 位。在最近的 GLIBC/Linux x86_64 体系结构中，参数在上下文中存储为"长长"整数。因此，这可能会起作用，因为这会使参数存储为 64 位值（与指针的大小兼容），但这不是可移植的。因此，这可以解释为什么您没有通过"&ReturnValue"指针获得正确的值。