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Linux ucontext：理解多線程編程的關(guān)鍵。 (linux ucontext)

linux ucontext：理解多線程編程的關(guān)鍵

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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，多核處理器已經(jīng)成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的一種常見(jiàn)技術(shù)。在多核處理器上，多線程編程變得更加重要和有意義，因?yàn)樗梢猿浞掷孟到y(tǒng)的并行性能，提高程序的性能和響應(yīng)速度。然而，多線程編程涉及到許多復(fù)雜的概念和技術(shù)，其中一個(gè)關(guān)鍵的概念就是Linux ucontext。

什么是Linux ucontext？

Linux ucontext是Linux系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵功能，它提供了一種在用戶空間中實(shí)現(xiàn)協(xié)作式多任務(wù)處理的方法。它可以保存和恢復(fù)完整的線程上下文信息，包括堆棧指針、程序計(jì)數(shù)器、信號(hào)掩碼等。這使得程序員可以在多個(gè)線程之間快速地切換，而無(wú)需通過(guò)慢速的內(nèi)核模式進(jìn)行線程切換。

Linux ucontext還可以為線程提供一種協(xié)作式多任務(wù)處理方式，該方式依賴于線程之間的共同協(xié)調(diào)，而不是預(yù)定的時(shí)間片輪轉(zhuǎn)。在協(xié)作式多任務(wù)處理中，每個(gè)線程都可以選擇何時(shí)放棄處理器，并將時(shí)間片分配給其他線程，以便其他線程可以繼續(xù)并行執(zhí)行。

Linux ucontext與多線程編程的關(guān)系

在多線程編程中，使用Linux ucontext可以實(shí)現(xiàn)許多重要的任務(wù)和目標(biāo)，包括：

1. 線程切換：使用ucontext，程序員可以在不切換到內(nèi)核模式的情況下，輕松地保存并恢復(fù)線程上下文。這使得線程切換變得更加快速和高效。

2. 非搶占式多任務(wù)處理：在非搶占式多任務(wù)處理中，每個(gè)線程都可以選擇何時(shí)放棄處理器，并將時(shí)間片分配給其他線程，以便其他線程可以繼續(xù)并行執(zhí)行。這使得程序員可以更好地掌控線程的執(zhí)行順序和優(yōu)先級(jí)。

3. 提高程序性能：使用多線程編程和Linux ucontext，程序員可以充分利用多核處理器的性能，提高程序的性能和響應(yīng)速度。

4. 避免線程競(jìng)爭(zhēng)：在多線程編程中，線程之間的競(jìng)爭(zhēng)是一個(gè)重要的問(wèn)題。使用Linux ucontext，程序員可以更好地控制和管理線程之間的交互，從而避免競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題。

在當(dāng)今快節(jié)奏的計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中，多線程編程已經(jīng)成為一種非常重要的技術(shù)。使用Linux ucontext可以幫助程序員更好地控制線程之間的交互，從而實(shí)現(xiàn)更好的程序性能和響應(yīng)速度。如果您是一名多線程編程的程序員，那么Linux ucontext是您必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)。

相關(guān)問(wèn)題拓展閱讀：

如何移植uCOS-III到Linux系統(tǒng) How to Port uCOS-III on Linux OS
linux系統(tǒng)中SIGUSR1信號(hào)是如何產(chǎn)生的。

如何移植uCOS-III到Linux系統(tǒng) How to Port uCOS-III on Linux OS

關(guān)于uCOS-II移植到Linux系統(tǒng)的核心代碼

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基本移植已被映射到Linux信號(hào)，并在OS_CPU_C.C中實(shí)施;注意在這個(gè)移植方案中沒(méi)有匯編語(yǔ)言文件。一些功能被內(nèi)聯(lián)在OS_CPU.H中。換句話說(shuō)，檔彎就是這里只有一個(gè)Linux進(jìn)程（也只有一個(gè)線程），以及所有任務(wù)的創(chuàng)建和調(diào)度都是由microC/OS – II來(lái)做的。

在當(dāng)前任務(wù)堆棧進(jìn)行信號(hào)傳遞。OSTCBStkPtr是指向ucontext_t堆棧結(jié)構(gòu)，供接下去使用。

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?OS_TASK_SW( )：使用Linux系統(tǒng)調(diào)用的上下文切換殺（）系統(tǒng)調(diào)用，它發(fā)送信號(hào)SIGUSR1給自己。

?OSCtxSw( )：切換任務(wù)是做一個(gè)中斷發(fā)生后，一個(gè)新的任務(wù)變得準(zhǔn)備運(yùn)行，任務(wù)自愿放棄CPU的。這個(gè)函數(shù)被調(diào)用的信號(hào)SIGUSR1和SIGALRM的處理程序。切換是由setcontext（）。

?OSTickISR( ) 是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行代碼，如在書(shū)中所述。它被函數(shù)OSTimeTickSigHandler（）周期性地調(diào)用。

?OSInitHookBegin（）：這個(gè)鉤子是用來(lái)初始化Linux的信號(hào)和句柄。它調(diào)用LinuxInit（）。

?LinuxInitInt( ) 已被要求用戶在更高優(yōu)先級(jí)的用戶應(yīng)用任務(wù)中模蠢譽(yù)調(diào)用。它啟動(dòng)時(shí)鐘節(jié)拍。

?OSTaskIdleHook( ) 是空的，休眠一段時(shí)間或直到下一次信號(hào)被發(fā)生（調(diào)用一個(gè)select（）系統(tǒng)調(diào)用）。

?OSTaskStkInit( ) 初始化一個(gè)ucontext_t結(jié)構(gòu)的任務(wù)堆棧和調(diào)整TCBs域。SysV系統(tǒng)調(diào)用getcontext（）和makecontext( )有助于處理此過(guò)程。

?OSStartHighRdy( ) 使用setcontext（）恢復(fù)先前上下文。由于該功能只能使用一次，應(yīng)該在未來(lái)的調(diào)用中被OSCtxSw取代。

?OS_CPU_SR：此類型映射到一個(gè)sigset_t。它是用來(lái)阻塞和恢復(fù)信號(hào)。由于Linux移植采用了Critical Method ＃3，它貫穿整個(gè)系統(tǒng)。

?OS_CRITICAL_METHOD：旦段= 3; Linux移植必須記住信號(hào)掩碼的先前狀態(tài)。

?OS_ENTER_CRITICAL( ) 是一個(gè)宏，通過(guò)Linuxsigprocmask（）系統(tǒng)調(diào)用，阻塞SIGALRM和SIGUSR1信號(hào)。

?OS_EXIT_CRITICAL( ) 恢復(fù)信號(hào)掩碼的先前狀態(tài)。

?OS_TASK_DEF_STK_SIZE：在Linux上的合理大小是2023words。這主要是由于處理堆棧上的信號(hào)。

參考：

linux系統(tǒng)中SIGUSR1信號(hào)是如何產(chǎn)生的。

你的塵漏SIGUSER1定義了嗎？默認(rèn)的話，凱兄中系統(tǒng)沒(méi)有這一個(gè)盯山信號(hào) SIG_ERR是這樣定義的 #define SIG_ERR (void (*) () ) -1 ,

首先，Linux中的信號(hào)可以通過(guò)kill -l命令獲取，如下圖所示：

如上圖所示，編號(hào)為1 ~ 31的信號(hào)為傳統(tǒng)UNIX支持的信號(hào)，是不可靠信號(hào)(非實(shí)時(shí)的)，編號(hào)為32 ~ 63的信號(hào)是后來(lái)擴(kuò)充的，稱做可靠信號(hào)(實(shí)時(shí)信判鋒號(hào))。不可靠信號(hào)和可靠信號(hào)的區(qū)別在于前者不支持排隊(duì)，可能會(huì)造成信號(hào)丟失，而后者不會(huì)。

其次，SIGUSR1 ，這是留給用戶使用的信號(hào)。一般在編程中使用。舉例說(shuō)明：sigqueue向掘碧晌本進(jìn)程發(fā)送數(shù)據(jù)的信號(hào)，C語(yǔ)言代碼如下：

#include

void myhandler(int signo,siginfo_t *si,void *ucontext);

int main(){

union sigval val;//定義一個(gè)攜帶數(shù)據(jù)的

共用體

struct sigaction oldact,act;

act.sa_sigaction=myhandler;

act.sa_flags=SA_SIGINFO;//表示使用sa_sigaction指示的函數(shù)，慧沖處理完恢復(fù)默認(rèn)，不阻塞處理過(guò)程中到達(dá)下在被處理的信號(hào)

//注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)

sigaction(SIGUSR1,&act,&oldact);

char data;

int num=0;

while(numsi_ptr));

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