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errnoはスレッドセーフですか?

errno.h、この変数はextern int errno;だから私の質問は、いくつかの呼び出しの後にerrno値をチェックしたり、マルチスレッドコードでperror()を使用したりするのは安全かということです。これはスレッドセーフ変数ですか?そうでない場合、代替案は何ですか?

X86アーキテクチャ上のgccでLinuxを使用しています。

160
vinit dhatrak

はい、スレッドセーフです。 Linuxでは、グローバルerrno変数はスレッド固有です。 POSIXでは、errnoがスレッドセーフであることが必要です。

http://www.unix.org/whitepapers/reentrant.html を参照してください

POSIX.1では、errnoは外部グローバル変数として定義されています。しかし、この定義はマルチスレッド環境では受け入れられません。その使用は非決定的な結果をもたらす可能性があるためです。問題は、2つ以上のスレッドでエラーが発生し、すべて同じエラー番号が設定されることです。これらの状況では、スレッドは別のスレッドによって既に更新された後、errnoをチェックすることになります。

結果の非決定性を回避するために、POSIX.1cは次のようにスレッドごとのエラー番号にアクセスできるサービスとしてerrnoを再定義します(ISO/IEC 9945:1-1996、§2.4)。

一部の関数は、シンボルerrnoを介してアクセスされる変数にエラー番号を提供する場合があります。シンボルerrnoは、C Standard ...

http://linux.die.net/man/3/errno も参照してください

errnoはスレッドローカルです。あるスレッドに設定しても、他のスレッドの値には影響しません。

166
Charles Salvia

はい


Errnoはもはや単純な変数ではなく、特にスレッドセーフであるために、舞台裏で複雑なものです。

見る $ man 3 errno

ERRNO(3)                   Linux Programmer’s Manual                  ERRNO(3)

NAME
       errno - number of last error

SYNOPSIS
       #include <errno.h>

DESCRIPTION

      ...
       errno is defined by the ISO C standard to be  a  modifiable  lvalue  of
       type  int,  and  must not be explicitly declared; errno may be a macro.
       errno is thread-local; setting it in one thread  does  not  affect  its
       value in any other thread.

再確認できます:

$ cat > test.c
#include <errno.h>
f() { g(errno); }
$ cc -E test.c | grep ^f
f() { g((*__errno_location ())); }
$ 
57
DigitalRoss

Errno.hでは、この変数はextern int errnoとして宣言されています。

C標準には次のように書かれています:

マクロerrnoは、オブジェクトの識別子である必要はありません。関数呼び出しの結果、変更可能な左辺値に展開される場合があります(たとえば、*errno())。

一般的に、errnoは、現在のスレッドのエラー番号のアドレスを返す関数を呼び出してから逆参照するマクロです。

Linuxの/usr/include/bits/errno.hにあるものを次に示します。

/* Function to get address of global `errno' variable.  */
extern int *__errno_location (void) __THROW __attribute__ ((__const__));

#  if !defined _LIBC || defined _LIBC_REENTRANT
/* When using threads, errno is a per-thread value.  */
#   define errno (*__errno_location ())
#  endif

最終的に、この種のコードを生成します。

> cat essai.c
#include <errno.h>

int
main(void)
{
    errno = 0;

    return 0;
}
> gcc -c -Wall -Wextra -pedantic essai.c
> objdump -d -M intel essai.o

essai.o:     file format elf32-i386


Disassembly of section .text:

00000000 <main>:
   0: 55                    Push   ebp
   1: 89 e5                 mov    ebp,esp
   3: 83 e4 f0              and    esp,0xfffffff0
   6: e8 fc ff ff ff        call   7 <main+0x7>  ; get address of errno in EAX
   b: c7 00 00 00 00 00     mov    DWORD PTR [eax],0x0  ; store 0 in errno
  11: b8 00 00 00 00        mov    eax,0x0
  16: 89 ec                 mov    esp,ebp
  18: 5d                    pop    ebp
  19: c3                    ret
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多くのUnixシステムでは、-D_REENTRANTを使用してコンパイルすると、errnoがスレッドセーフになります。

例えば:

#if defined(_REENTRANT) || _POSIX_C_SOURCE - 0 >= 199506L
extern int *___errno();
#define errno (*(___errno()))
#else
extern int errno;
/* ANSI C++ requires that errno be a macro */
#if __cplusplus >= 199711L
#define errno errno
#endif
#endif  /* defined(_REENTRANT) */
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これは私のMacの_<sys/errno.h>_からです:

_#include <sys/cdefs.h>
__BEGIN_DECLS
extern int * __error(void);
#define errno (*__error())
__END_DECLS
_

したがって、errnoは関数__error()になりました。この関数は、スレッドセーフになるように実装されています。

9
vy32

yes。これは errno manページ および他の応答で説明されているように、errnoはスレッドローカル変数です。

ただし、、簡単に忘れてしまう愚かな詳細があります。プログラムは、システムコールを実行するシグナルハンドラでerrnoを保存および復元する必要があります。これは、シグナルがその値を上書きする可能性のあるプロセススレッドの1つによって処理されるためです。

したがって、シグナルハンドラはerrnoを保存および復元する必要があります。何かのようなもの:

void sig_alarm(int signo)
{
 int errno_save;

 errno_save = errno;

 //whatever with a system call

 errno = errno_save;
}
8

答えは「依存する」だと思います。通常、スレッドセーフCランタイムライブラリは、正しいフラグを使用してスレッドコードを構築している場合、関数呼び出し(関数へのマクロ展開)としてerrnoを実装します。

6
Timo Geusch

マシン上で簡単なプログラムを実行することで確認できます。

#include <stdio.h>                                                                                                                                             
#include <pthread.h>                                                                                                                                           
#include <errno.h>                                                                                                                                             
#define NTHREADS 5                                                                                                                                             
void *thread_function(void *);                                                                                                                                 

int                                                                                                                                                            
main()                                                                                                                                                         
{                                                                                                                                                              
   pthread_t thread_id[NTHREADS];                                                                                                                              
   int i, j;                                                                                                                                                   

   for(i=0; i < NTHREADS; i++)                                                                                                                                 
   {
      pthread_create( &thread_id[i], NULL, thread_function, NULL );                                                                                            
   }                                                                                                                                                           

   for(j=0; j < NTHREADS; j++)                                                                                                                                 
   {                                                                                                                                                           
      pthread_join( thread_id[j], NULL);                                                                                                                       
   }                                                                                                                                                           
   return 0;                                                                                                                                                   
}                                                                                                                                                              

void *thread_function(void *dummyPtr)                                                                                                                          
{                                                                                                                                                              
   printf("Thread number %ld addr(errno):%p\n", pthread_self(), &errno);                                                                                       
}

このプログラムを実行すると、各スレッドでerrnoの異なるアドレスを確認できます。私のマシンでの実行の出力は次のようになりました。

Thread number 140672336922368 addr(errno):0x7ff0d4ac0698                                                                                                       
Thread number 140672345315072 addr(errno):0x7ff0d52c1698                                                                                                       
Thread number 140672328529664 addr(errno):0x7ff0d42bf698                                                                                                       
Thread number 140672320136960 addr(errno):0x7ff0d3abe698                                                                                                       
Thread number 140672311744256 addr(errno):0x7ff0d32bd698 

アドレスはすべてのスレッドで異なることに注意してください。

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Rajat Paliwal