getcontext 系统调用 (ucontext.h) 究竟做了什么？答案

【问题标题】：What does the getcontext system call (ucontext.h) really do?getcontext 系统调用 (ucontext.h) 究竟做了什么？
【发布时间】：2013-10-21 20:20:18
【问题描述】：

我去年学习了操作系统，在此期间，我使用用户上下文（在标题 ucontext.h 中定义）为项目实现线程调度程序（其中每个线程模拟一个进程）。我正在参加一个讲座，将讨论用户上下文，我突然想到，尽管去年完成了这个项目，但我并不真正了解 getcontext 系统调用究竟做了什么。

getcontext 的 man pages 声明它

将 ucp 指向的结构初始化为当前活动的上下文。"

它还指出，对于 setcontext 的参数，如果 ucp 参数

通过调用 getcontext() 获得，程序继续执行，就好像这个调用刚刚返回一样。

好的，我明白了。

这就是我感到困惑的地方。通常，按照我的学习方式，要执行上下文切换，需要初始化 ucontext_t 结构并将其交换/设置为：

ucontext_t ucp;
ucontext_t oucp;
getcontext(&ucp);

// Initialize the stack_t struct in the ucontext_t struct
ucp.uc_stack.ss_sp = malloc(STACK_SIZE);
ucp.uc_stack.ss_size = STACK_SIZE;
ucp.uc_stack.ss_flags = 0;

ucp.uc_link = /* some other context, or just NULL */;

// Don't block any signals in this context
sigemptyset(&ucp.uc_sigmask);
// Assume that fn is a function that takes 0 arguments and returns void
makecontext(&ucp, fn, 0);

// Perform the context switch. Function 'fn' will be active now
swapcontext(&oucp, &ucp);
// alternatively: setcontext(&ucp);

如果我在较小的程序中省略 getcontext，则不会发生任何有趣的事情。在通过用户上下文进行更多上下文切换的较大程序中，我遇到了分段错误，只能通过重新添加 getcontext 来解决。

getcontext 到底是做什么的？为什么我不能只分配一个ucontext_t 结构，通过初始化uc_stack 和uc_sigmask 字段来初始化它，然后在没有getcontext 的情况下调用makecontext？是否有一些getcontext 执行而makecontext 不执行的必要初始化？

【问题讨论】：

标签： c operating-system posix ucontext

【解决方案1】：

我查看了 x86/linux 架构上 ucontext 的 GNU libc 实现，因此，可能存在以下不适用的不同实现。

GNU libc manual 声明：

传递给 makecontext 的 ucp 参数应通过调用 getcontext 来初始化。

如果您查看 glibc/sysdeps/unix/linux/x86/sys/ucontext.h 中的 mcontext_t，则有一个指向浮点状态 (fpregset_t fpregs) 的指针，该指针在 getcontext() 中初始化并在 setcontext() 中再次取消引用( ）。但是，它不是使用 makecontext() 初始化的。我对 GDB 进行了快速测试，当尝试取消引用指向未由 getcontext() 初始化的 ucontext_t 结构中的浮点上下文的指针时，我在 setcontext() 中遇到了段错误：

=> 0x00007ffff784308c : fldenv (%rcx)

【讨论】：