установитьконтекст

setcontext — одна из семейства C библиотеки функций (остальные — getcontext , makecontext и swapcontext ), используемых для управления контекстом . setcontext Семейство позволяет реализовать на языке C расширенные управления потоками шаблоны , такие как итераторы , волокна и сопрограммы . Их можно рассматривать как расширенную версию setjmp/longjmp ; тогда как последний допускает только один нелокальный переход вверх по стеку , setcontext позволяет создавать несколько совместных потоков управления , каждый со своим стеком.

Спецификация

setcontext был указан в POSIX .1-2001 и Единой спецификации Unix версии 2, но не все Unix-подобные операционные системы предоставляют их. В POSIX .1-2004 эти функции устарели. а в POSIX .1-2008 они были удалены, а потоки POSIX в качестве возможной замены были указаны .

Определения

Функции и связанные типы определены в ucontext.h системный заголовочный файл . Это включает в себя ucontext_t тип, с которым работают все четыре функции:

typedef struct {
	ucontext_t *uc_link;
	sigset_t    uc_sigmask;
	stack_t     uc_stack;
	mcontext_t  uc_mcontext;
	...
} ucontext_t;

uc_link указывает на контекст, который будет возобновлен при выходе из текущего контекста, если контекст был создан с помощью makecontext (вторичный контекст). uc_sigmask используется для хранения набора сигналов, заблокированных в контексте, и uc_stack — это стек, используемый контекстом. uc_mcontext хранит выполнения состояние , включая все регистры и ЦП флаги , указатель инструкции и указатель стека ; mcontext_t является непрозрачным типом .

Функции:

• int setcontext(const ucontext_t *ucp)

  Эта функция передает управление контексту в ucp. Выполнение продолжается с того момента, в котором контекст был сохранен в ucp. setcontext не возвращается.

• int getcontext(ucontext_t *ucp)

  Сохраняет текущий контекст в ucp. Эта функция возвращает результат в двух возможных случаях: после первоначального вызова или когда поток переключается на контекст в ucp с помощью setcontext или swapcontext. getcontext функция не предоставляет возвращаемое значение, чтобы различать случаи (ее возвращаемое значение используется исключительно для сигнализации об ошибке), поэтому программист должен использовать явную переменную-флаг, которая не должна быть регистровой переменной и должна быть объявлена ​​изменчивой, чтобы избежать постоянного распространения или другие оптимизации компилятора .

• void makecontext(ucontext_t *ucp, void (*func)(), int argc, ...)

  The makecontext функция устанавливает альтернативный поток управления в ucp, который ранее был инициализирован с использованием getcontext. ucp.uc_stack член должен быть указан на стек соответствующего размера; константа SIGSTKSZ обычно используется. Когда ucp переходит к использованию setcontext или swapcontext, выполнение начнется с точки входа в функцию, на которую указывает func, с argc аргументы, как указано. Когда func завершается, управление возвращается ucp.uc_link.

• int swapcontext(ucontext_t *oucp, ucontext_t *ucp)

  Передает управление ucp и сохраняет текущее состояние выполнения в oucp.

Пример

В приведенном ниже примере показан итератор с использованием setcontext.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <ucontext.h>
#include <signal.h>

/* The three contexts:
 *    (1) main_context1 : The point in main to which loop will return.
 *    (2) main_context2 : The point in main to which control from loop will
 *                        flow by switching contexts.
 *    (3) loop_context  : The point in loop to which control from main will
 *                        flow by switching contexts. */
ucontext_t main_context1, main_context2, loop_context;

/* The iterator return value. */
volatile int i_from_iterator;

/* This is the iterator function. It is entered on the first call to
 * swapcontext, and loops from 0 to 9. Each value is saved in i_from_iterator,
 * and then swapcontext used to return to the main loop.  The main loop prints
 * the value and calls swapcontext to swap back into the function. When the end
 * of the loop is reached, the function exits, and execution switches to the
 * context pointed to by main_context1. */
void loop(
    ucontext_t *loop_context,
    ucontext_t *other_context,
    int *i_from_iterator)
{
    int i;
    
    for (i=0; i < 10; ++i) {
        /* Write the loop counter into the iterator return location. */
        *i_from_iterator = i;
        
        /* Save the loop context (this point in the code) into ''loop_context'',
         * and switch to other_context. */
        swapcontext(loop_context, other_context);
    }
    
    /* The function falls through to the calling context with an implicit
     * ''setcontext(&loop_context->uc_link);'' */
} 
 
int main(void)
{
    /* The stack for the iterator function. */
    char iterator_stack[SIGSTKSZ];

    /* Flag indicating that the iterator has completed. */
    volatile int iterator_finished;

    getcontext(&loop_context);
    /* Initialise the iterator context. uc_link points to main_context1, the
     * point to return to when the iterator finishes. */
    loop_context.uc_link          = &main_context1;
    loop_context.uc_stack.ss_sp   = iterator_stack;
    loop_context.uc_stack.ss_size = sizeof(iterator_stack);

    /* Fill in loop_context so that it makes swapcontext start loop. The
     * (void (*)(void)) typecast is to avoid a compiler warning but it is
     * not relevant to the behaviour of the function. */
    makecontext(&loop_context, (void (*)(void)) loop,
        3, &loop_context, &main_context2, &i_from_iterator);
   
    /* Clear the finished flag. */      
    iterator_finished = 0;

    /* Save the current context into main_context1. When loop is finished,
     * control flow will return to this point. */
    getcontext(&main_context1);
  
    if (!iterator_finished) {
        /* Set iterator_finished so that when the previous getcontext is
         * returned to via uc_link, the above if condition is false and the
         * iterator is not restarted. */
        iterator_finished = 1;
       
        while (1) {
            /* Save this point into main_context2 and switch into the iterator.
             * The first call will begin loop.  Subsequent calls will switch to
             * the swapcontext in loop. */
            swapcontext(&main_context2, &loop_context);
            printf("%d\n", i_from_iterator);
        }
    }
    
    return 0;
}

ПРИМЕЧАНИЕ: этот пример неверен, но в некоторых случаях может работать по назначению. Функция makecontext требует дополнительных параметров для типа int, но пример передает указатели. Таким образом, пример может не работать на 64-битных машинах (в частности, на LP64 -архитектурах, где sizeof(void*) > sizeof(int)). Эту проблему можно обойти, разбивая и реконструируя 64-битные значения, но это приводит к снижению производительности.

В архитектурах, где типы int и указатели имеют одинаковый размер (например, x86-32, где оба типа имеют 32 бита), вам, возможно, удастся обойтись передачей указателей в качестве аргументов функции makecontext() после argc. Однако переносимость этого метода не гарантируется, он не определен в соответствии со стандартами и не будет работать на архитектурах, где указатели больше целых чисел. Тем не менее, начиная с версии 2.8, glibc вносит некоторые изменения в makecontext(3), чтобы разрешить это на некоторых 64-битных архитектурах (например, x86-64).

Для контекста получения и установки может быть полезен контекст меньшего размера:

#include <stdio.h>
#include <ucontext.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, const char *argv[]){
	ucontext_t context;
	
	getcontext(&context);
	puts("Hello world");
	sleep(1);
	setcontext(&context);
	return 0;
}

Это создает бесконечный цикл, поскольку контекст содержит счетчик программы.

Внешние ссылки

• Контексты System V — по библиотеке GNU C Руководство
• setcontext(3): получить/установить контекст текущего пользователя – Linux программиста Руководство – Библиотечные функции
• setcontext(3) – FreeBSD функциям библиотеки Руководство по