如何从另一个函数内的随机位置调用 C 函数？

Question

谁能告诉我如何在 C 函数内的随机位置插入一个函数调用（比如 Yield() ），这样每次运行代码时，Yield() 都会从不同的地方调用部分代码？

我面临这样的要求，因为我在协作线程环境中使用 2 个线程，除非正在运行的线程显式地让出处理器，否则另一个（等待）线程无法开始运行。我不想将Yield() 调用放在一个点上，因为这会使线程序列具有确定性。在不重新连接整个环境（从合作到先发制人）的情况下，这是我能想到的唯一解决方案，其中 Thread_1() 在其中的随机位置进行 Yield() 调用，从而允许 Thread_2() 接管。

也欢迎对实现相同最终目标的不同解决方案的任何见解！

Answer 1

我认为需要 BFI 解决方案

我认为你必须以显而易见的方式解决这个问题。您需要为 Yield() 制作一个包装器，以便“随机”决定是否调用真实的东西。

如果您不关心执行速度，那么我会将其设为真正的 C 函数，如果您愿意，我可能会建议使用预处理器宏。

所以，类似：

#define Yield0() ((random() & 0xf) == 0 && Yield())

根据您想要的通话机会百分比选择掩码。对于 0xf，如果 random() 具有良好的低位随机性，那么您将在 16 次调用中看到 1 Yield()。如果你可以使用 MT 或其他高质量的随机数生成器，低位将直接有用，否则你可能想random() >> 3 & ...

您只需要在任何地方调用 Yield0()。

Answer 2

我会定义一个类似的函数：

void maybe_yield() { 
    if (rand() & 0x10)
        yield();
}

然后在整个代码中调用maybe_yield()。根据您希望调用 yield 的频率，您可以将 0x10 更改为设置更多位的常量，以更频繁地调用 yield()。除此之外，请务必调用 srand() 并使用从一次运行到下一次更改的值，以便在不同运行时获得不同的序列。

Answer 3

选项A：当线程卡住时，为什么不调用yield()？更好的是，为什么不将它封装在每个可能会卡住的操作中：

int disk_read (...)
{
    begin_io ();
    while (!io_completed  &&  !timed_out())
         yield();
    if (timed_out())
        // etc.
     ...
}

选项 B：通常——通过协作让步——当另一个线程还没有准备好运行时，yield() 是一个空操作。因此，把它放在任何地方：

void thread1 (...)
{
    yield();
    do_something_a();
    yield();
    do_something_b();
    yield();
    do_something_c();
    ...
}

选项 C：相信处理器足够快，并且等待事情发生的频率足够高，以至于最小的 yields() 工作正常：

void thread1 (...)
{
    init();
    while (...)
    {
        do_heavy_crunching();
        yield();
        do_something_else();
    }
}

在数百个实际应用程序中，选项 C 运行良好。确定性通常是有帮助的，而不是有害的。

Answer 4

实际上，当您在协作线程环境中运行时，您确实确实需要确定性。

但是，如果你下定决心要这样做，你只需要让它随机。

#include <stdlib.h>
// And make sure you seed the generator with srand() somewhere.
#define YIELD_CHANCE 15

#define yield Yield
#ifdef YIELD_CHANCE
    #if YIELD_CHANCE > 0
        #if YIELD_CHANCE <= 100
            #undef yield
            void yield(void) {
                if (rand() < (RAND_MAX / (100/YIELD_CHANCE)))
                    Yield();
                }
        #endif
    #endif
#endif

然后将您的Yield 调用更改为yield，根据编译时YIELD_CHANCE 设置的值，您将获得确定性或非确定性行为。

如果它不存在或超出 1 到 100 的范围，yield 将一直让步。如果在范围内，它会根据你给它的概率随机调用Yield函数。

Answer 5

你说你不需要预处理器，但它让它变得容易多了。

   #!/usr/bin/perl
   chomp(my $n =<stdin>);
   open (my $f, '<', $n);
   while (my $l = <$f>) {
        print $l;
        if ($l =~ /^[\s][^\.]/) {
            $r=rand();
           if ( int($r*5) == 1 ) {
                print "\tcall Yield\n";
            }
        }
    }

这个 perl 脚本（我的第一个脚本）将从标准输入读取文件名并将调用随机插入 gcc -S 生成的程序集，然后可以轻松编译。它可能不适用于您的编译器/架构，但正则表达式几乎可以做任何事情。

一个很好的补充是总是在处理器的跳转指令之前添加一个 yield。这可以为您节省洒水。最后，在跳转之前，您可以使用调用 random() 的包装函数。