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信号的影响

2013年09月20日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1934字 ⁄ 字号 评论关闭

1.重入

当进程捕获的信号时,不论进程当前执行到何处,都会跳到信号处理函数中执行,从信号处理函数中返回后,在恢复到先前的代码位置继续执行。信号处理函数不能判断此时进程执行到何处。

在一个进程中,main函数(主线程),其他线程以及信号处理函数都是各自独立的执行流程,它们是并行的。如果一个进程有多个执行流程,并且这些执行流程访问相同的全局资源,就有可能出现冲突。

如果一个函数第一次调用还没返回就又一次进入该函数,则称为重入。如果该函数访问一个全局的数据,就有可能因为重入导致错误,成为不可重入函数。反之,如果一个函数只访问局部变量或参数,则成为可重入函数或纯代码,或称为线程安全的函数。

 

如果一个函数符合以下条件之一,则称为不可重入的:

a 使用了全局的数据,例如全局变量或静态变量

b 调用了动态方法得到内存(例如malloc函数),因为动态分配内存的方法也是以链表来管理内存分配的,这种数据也是全局的

c 使用了标准I/O库,标准I/O库中的很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构

 

2.原子操作

要使用volatile限定符,且使用原子类型sig_atomic_t。

1).volatile

   影响编译器编译的结果,指出,volatile 变量是随时可能发生变化的,
每次使用时都需要去内存里重新读取它的值
,与volatile变量有关的运算,不要进行编译优化,
以免出错,(VC++ 在产生release版可执行码时会进行编译优化,加volatile关键字的变量有关的运算,将不进行编译优化。)。 例如:
   volatile int i=10;
   int j = i;
   ...
   int k = i;
   volatile 告诉编译器i是随时可能发生变化
的,每次使用它的时候必须从i的地址中读取,
因而编译器生成的可执行码会重新从i的地址读取数据放在k中
。 而优化做法是,由于编译器发现两次从i读数据的代码之间的代码没有对i进行过操作,它会自动把上次读的数据放在k中。而不是重新从i里面读。这样一来,如果i是一个寄存器变量或者表示一个端口数据就容易出错,所以说volatile可以保证对特殊地址的稳定访问,
不会出错。
   建议使用volatile变量的场所:
   (1) 并行设备的硬件寄存器
   (2) 一个中断服务子程序中会访问到的非自动变量(全局变量)
   (3) 多线程应用中被几个任务共享的变量
2).volatile和__volatile__:
 a. volatile是C语言定义的关键字,gcc为了需要又定义了__volatile__,它和
    volatile表达的是同一意思。
 b. volatile的本意是"易变的",由于访问寄存器的速度快于访存,所以编译器一般
    都会作优化以减少访存。如果变量加上volatile修饰,则编译器就不会对此变量
    的读写操作进行优化,即不通过寄存器缓冲而直接访存。
 c. __asm__ __volatile__一起指示编译器不要改动优化后面的汇编语句。
3).sig_atomic_t:
   当把变量声明为该类型是,则会保证该变量在使用或赋值时, 无论是在32位还是64位的机器上都能保证操作是原子的,
它会根据机器的类型自动适应。
  
今天看源代码时,看到sig_atomic_t这个类型,平时用得较少,平时一般是用int类型来代替。
   这个类型是定义在signal.h文件中
。下面来说说这个类型。
   在处理信号(signal)的时候,有时对于一些变量的访问希望不会被中断,无论是硬件中
断还是软件中断,这就要求访问或改变这些变量需要在计算机的一条指令内完成。通常情况下,int类型的变量通常是原子访问的,也可以认为
sig_atomic_t就是int类型的数据,因为对这些变量要求一条指令完成,所以sig_atomic_t不可能是结构体,只会是数字类型。
  
在linux里这样定义:
   typedef int __sig_atomic_t;
   另外gnu c的文档也说比int短的类型通常也是具有原子性的,例如short类型。同时,指针(地址)类型也一定是原子性的。 该类型在所有gnu c库支持的系统和支持posix的系统中都有定义。
3.中断系统调用

信号的到来会中断进程,使得进程跳转到信号处理程序出执行,然后继续执行该进程的其他部分。如果信号到来时正在执行系统调用,则该系统调用会被中断,当信号处理程序返回时,系统会重启系统调用。使用signal函数加在的信号处理程序总是会在信号处理结束后重启被中断的系统调用。而使用sigacton函数则可以设置信号处理程序返回时是否重启被中断的系统调用。
如果设置不重启系统调用,这将是一个使外设的读写函数从低速设备的阻塞中解放出来的好方法。


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