C sig_原子在linux信号掩码函数中的应用

我最近在学习《高级Linux编程》这本书时遇到了一个问题：这本书说应该使用

sig\u atomic\u t

变量类型，以确保如果在信号处理函数中设置全局标志或计数器，则不会在算术运算之间发生上下文切换（即

+

）并将其保存到寄存器中

---

我的问题是：如果我们不使用

sig_atomic_t

而只使用另一种类型，并且发生上下文切换，会发生什么？例如，我的意思是程序将返回并稍后保存。有人能给我一个会使我们的代码不稳定或出现错误的场景吗？

在您描述的场景中（从内存读取到寄存器、更新寄存器、写入内存以及在这些操作之间发生上下文切换）运行的风险是，您可能会丢失在其他上下文中进行的更新

例如：

main context:
  read i (=10) from memory to register R1
  add 5 to R1
    <interrupt. Switch to interrupt context>
    read i (=10) from memory to register R1
    add 10 to R1
    write R1 to i in memory (i = 20)
    <end of interrupt. Back to main context>
  write R1 to i in memory (i = 15)

main context:
  read first half of i (=10) from memory to register R1
  read second half of i (=10) from memory to register R2
  add 5 to R1/R2 pair
  write R1 to first half of i in memory
    <interrupt. Switch to interrupt context>
    read first half of i (= ??) from memory to register R1
    read second half of i (= ??) from memory to register R2
    add 10 to R1/R2 pair
    write R1 to first half of i in memory
    write R2 to second half of i in memory
    <end of interrupt. Back to main context>
  write R2 to second half of i in memory

主上下文：
从存储器向寄存器R1读取i（=10）
将5添加到R1
从存储器向寄存器R1读取i（=10）
加10到R1
将R1写入内存中的i（i=20）
将R1写入内存中的i（i=15）

如您所见，来自中断的更新已丢失

如果您的类型需要多个操作将其写入内存，并且中断发生在写操作的中间，则会出现更大的问题。 例如：

main context:
  read i (=10) from memory to register R1
  add 5 to R1
    <interrupt. Switch to interrupt context>
    read i (=10) from memory to register R1
    add 10 to R1
    write R1 to i in memory (i = 20)
    <end of interrupt. Back to main context>
  write R1 to i in memory (i = 15)

main context:
  read first half of i (=10) from memory to register R1
  read second half of i (=10) from memory to register R2
  add 5 to R1/R2 pair
  write R1 to first half of i in memory
    <interrupt. Switch to interrupt context>
    read first half of i (= ??) from memory to register R1
    read second half of i (= ??) from memory to register R2
    add 10 to R1/R2 pair
    write R1 to first half of i in memory
    write R2 to second half of i in memory
    <end of interrupt. Back to main context>
  write R2 to second half of i in memory

主上下文：
从存储器读取i（=10）的前半部分到寄存器R1
从存储器读取i（=10）的后半部分到寄存器R2
将5添加到R1/R2对
将R1写入内存中i的前半部分
将i（=？）的前半部分从内存读取到寄存器R1
从内存中读取i（=？）的后半部分到寄存器R2
将10添加到R1/R2对
将R1写入内存中i的前半部分
将R2写入内存中i的后半部分
将R2写入内存中i的后半部分

在这里，没有人知道我最终会有什么价值

---

使用

sig_atomic\u t

，第二个问题不会发生，因为该类型保证使用原子读/写操作。

下面是一个导致不安全行为的示例：

int64_t a = 2^32-1;

void some_signal_handler()
{
   ++a;
}

void f()
{
  if( a == 0 )
    printf("a is zero");
}

---

假设采用32位体系结构。变量a实际上存储为2个32位整数，并以{0,2^32-1}开头。第一个f将a的上半部分读取为0。然后出现一个信号，执行切换到信号处理程序。它将a从2^32-1增加到2^32 a的新值为{1,0}。信号处理程序完成，f的执行继续。f将a的下半部分读取为0。总的来说，f将a读取为零，这是不可能的。

比从信号处理程序写入变量更好的解决方案是保持管道打开，并从信号处理程序向管道写入一个值。这样做的好处是，它可以在没有任何争用条件的情况下唤醒select（只要您在管道的读取端进行选择），并使您能够在主select循环中完成信号的大部分主要处理，在主select循环中，您可以自由使用任何想要的库函数。

您将问题标记为dsp。您是否希望答案只突出显示DSP上可能出现的问题？问题本身没有提到DSP。谢谢，在这种情况下，我们需要将所有变量声明为原子变量。我的问题是关于在处理另一个信号时何时出现某些信号。不客气。我试图展示一个最常见的场景。