fnctl(F_SETOWN, <pid>) 可以将信号定向到 pthread ID 而不是进程 ID？

Question

我正在开发一个应用程序，它将在 Linux 上从串行/UART 读取数据。当 UART 从外部源异步获取数据时，我正在尝试唤醒/解除阻止 pthread 开始读取数据。我正在考虑使用信号（SIGIO）“软中断”而不是 select() 或 pselect()，但我不确定是否可以从信号中获得我想要的多线程应用程序的行为。

当我配置设备文件描述符时，我想设置 F_SETOWN(int) 以让内核向我设置为阻塞 SIGIO 的 pthread 发送信号。

            // Configure the signal to send
            fcntl(m_fileId, F_SETSIG, m_sigNum);

            // Set to non-blocking read mode
            fcntl(m_fileId, F_SETFL, FNDELAY);

            // Bind the PID of the task which is getting the signal
            fcntl(m_fileId, F_SETOWN, m_pid);

            // Enable sending a signal when data ready
            fcntl(m_fileId, F_SETFL, O_ASYNC);

我意识到，当我编写代码时，m_pid 被设置为进程 ID，而不是 pthread ID，当我检查手册页时......

根据 fnctl(2) 手册页：

F_SETOWN (int)

将接收文件描述符 fd 上事件的 SIGIO 和 SIGURG 信号的进程 ID 或进程组 ID 设置为 arg 中给出的 ID。进程 ID 指定为正值；进程组 ID 指定为负值。最常见的是，调用进程将自己指定为所有者（即，arg 被指定为 getpid(2)）。

您可以在调用 pthread_self() 时传入一个 pthread ID，而不是使用 getpid() 作为进程 ID，这样只有特定的线程才能获得信号吗？

Answer 1

在 Linux 上，您可以使用 F_SETOWN_EX 来定位特定线程。

来自手册页：

以下情况在 2.6.x 内核（包括内核）中是正确的 2.6.11：

如果在多线程进程中给 F_SETSIG 一个非零值 使用支持的线程库运行 端口线程组（例如，NPTL），则赋予 F_SETOWN 的正值具有不同的含义：而不是 作为标识整个进程的进程ID，它是标识一个特定线程的线程ID 过程。因此，可能需要将 gettid(2) 的结果而不是 getpid(2) 的结果传递给 F_SETOWN 使用 F_SETSIG 时获得合理的结果。 （在当前的 Linux 线程实现中，主线程的 线程 ID 与其进程 ID 相同。这意味着单线程程序同样可以使用 gettid(2) 或 getpid(2) 在这种情况下。）但是请注意，本段中的陈述不适用于 为套接字上的带外数据生成的 SIGURG 信号：此信号始终发送到进程或 进程组，取决于赋予 F_SETOWN 的值。

上述行为在 Linux 2.6.12 中被意外删除，并且不会 得到恢复。从 Linux 2.6.32 开始，使用 F_SETOWN_EX 在特定线程中针对 SIGIO 和 SIGURG 信号。

Linux 将期望 pid/tid（从内核的角度来看线程 ID；Linux 经常将它们称为 pid，即使它们标识线程而不是进程），而不是 pthread_t。

Pthread 实现通常会在内部以特定于实现的方式将 pthread_t's 映射到 pids，您可以破解您的特定实现来获取它。

或者，您可以包装 pthread_create 以在创建线程时插入 pthread_t-to-pid 映射哈希表条目，以便您以后可以将 pthread_ts 映射到 pids 而不依赖于您的 pthread 实现。

（可以通过syscall(SYS_gettid)获取当前线程的pid）。