Условная переменная в Общей памяти - действительно ли этот код совместима на POSIX?

Стандарт POSIX позволяет именованному блоку общей памяти содержать взаимное исключение и условную переменную?

Мы пытались использовать взаимное исключение и условную переменную для синхронизации доступа к именованной общей памяти двумя процессами в (совместимой на POSIX) системе LynuxWorks LynxOS-SE.

Один блок общей памяти называют "/sync" и содержит взаимное исключение, и условная переменная, другой "/data" и содержит фактические данные, к которым мы синхронизируем доступ.

Мы видим отказы от pthread_cond_signal() если оба процесса не работают mmap() призывает точно тот же порядок, или если один процесс mmaps в некоторой другой части общей памяти перед ним mmaps "/sync" память.

Этот пример кода почти так короток, как я могу сделать его:

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

static const string shm_name_sync("/sync");
static const string shm_name_data("/data");

struct shared_memory_sync
{
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t condition;
};

struct shared_memory_data
{
    int a;
    int b;
};


//Create 2 shared memory objects
// - sync contains 2 shared synchronisation objects (mutex and condition)
// - data not important 
void create()
{
    // Create and map 'sync' shared memory
    int fd_sync = shm_open(shm_name_sync.c_str(), O_CREAT|O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
    ftruncate(fd_sync, sizeof(shared_memory_sync));
    void* addr_sync = mmap(0, sizeof(shared_memory_sync), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_sync, 0);
    shared_memory_sync* p_sync = static_cast (addr_sync);

    // init the cond and mutex
    pthread_condattr_t cond_attr;
    pthread_condattr_init(&cond_attr);
    pthread_condattr_setpshared(&cond_attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_cond_init(&(p_sync->condition), &cond_attr);
    pthread_condattr_destroy(&cond_attr);

    pthread_mutexattr_t m_attr;
    pthread_mutexattr_init(&m_attr);
    pthread_mutexattr_setpshared(&m_attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
    pthread_mutex_init(&(p_sync->mutex), &m_attr);
    pthread_mutexattr_destroy(&m_attr);

    // Create the 'data' shared memory   
    int fd_data = shm_open(shm_name_data.c_str(), O_CREAT|O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
    ftruncate(fd_data, sizeof(shared_memory_data));

    void* addr_data = mmap(0, sizeof(shared_memory_data), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_data, 0);
    shared_memory_data* p_data = static_cast (addr_data);

    // Run the second process while it sleeps here.
    sleep(10);

    int res = pthread_cond_signal(&(p_sync->condition));
    assert(res==0);  // <--- !!!THIS ASSERT WILL FAIL ON LYNXOS!!!

    munmap(addr_sync, sizeof(shared_memory_sync));
    shm_unlink(shm_name_sync.c_str());
    munmap(addr_data, sizeof(shared_memory_data));
    shm_unlink(shm_name_data.c_str());
}

//Open the same 2 shared memory objects but in reverse order
// - data
// - sync 
void open()
{
    sleep(2);
    int fd_data = shm_open(shm_name_data.c_str(), O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
    void* addr_data = mmap(0, sizeof(shared_memory_data), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_data, 0);
    shared_memory_data* p_data = static_cast (addr_data);

    int fd_sync = shm_open(shm_name_sync.c_str(), O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR);
    void* addr_sync = mmap(0, sizeof(shared_memory_sync), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd_sync, 0);
    shared_memory_sync* p_sync = static_cast (addr_sync);

    // Wait on the condvar
    pthread_mutex_lock(&(p_sync->mutex));
    pthread_cond_wait(&(p_sync->condition), &(p_sync->mutex));
    pthread_mutex_unlock(&(p_sync->mutex));

    munmap(addr_sync, sizeof(shared_memory_sync));
    munmap(addr_data, sizeof(shared_memory_data));
}

int main(int argc, char** argv) 
{
    if(argc>1)
    {
        open(); 
    }
    else
    {
        create();
    }

    return (0);
}

Запустите эту программу без args, затем другую копию с args, и первый перестанет работать при утверждать проверке pthread_cond_signal(). Но измените порядок open() функция к mmap() "/sync"память перед "/data" и это будет все хорошо работать.

Это походит на главную ошибку в LynxOS мне, но LynuxWorks утверждает, что использование взаимного исключения и условной переменной в именованной общей памяти таким образом не охвачено стандартом POSIX, таким образом, им не интересно.

Кто-либо может определить, нарушает ли этот код действительно на самом деле POSIX?
Или у кого-либо есть какая-либо убедительная документация, что это - совместимый POSIX?

Править: мы знаем это PTHREAD_PROCESS_SHARED POSIX и поддерживается LynxOS. Область конкуренции - могут ли взаимные исключения и семафоры использоваться в именованной общей памяти (поскольку мы сделали), или если POSIX только позволяет им использоваться, когда один процесс создает и mmaps общая память и затем разветвляет второй процесс.

5
задан GrahamS 10 May 2010 в 11:42
поделиться

3 ответа

Я легко могу понять, как PTHREAD_PROCESS_SHARED может быть сложно реализовать на уровне ОС (например, в MacOS этого нет, кроме rwlocks, кажется). Но только из чтения стандарта кажется, что у вас есть дело.

Для полноты картины, возможно, вы захотите проверить sysconf(_SC_THREAD_PROCESS_SHARED) и возвращаемое значение вызовов функции *_setpshared() - возможно, вас ждет еще один "сюрприз" (но из комментариев я вижу, что вы уже проверили, что SHARED действительно поддерживается).

@JesperE: возможно, вы захотите обратиться к документации по API в OpenGroup вместо документации HP.

2
ответ дан 14 December 2019 в 08:45
поделиться

Функция pthread_mutexattr_setpshared может использоваться для разрешения доступа к мьютексу pthread в разделяемой памяти любому потоку который имеет доступ к этой памяти, даже к потокам в разных процессах. Согласно эта ссылка , pthread_mutex_setpshared соответствует POSIX P1003.1c. (То же самое и с условной переменной, см. pthread_condattr_setpshared .)

Связанный вопрос: условные переменные pthread в Linux, странное поведение

4
ответ дан 14 December 2019 в 08:45
поделиться

Возможно, в pthread_cond_t (без pshared) есть какие-то указатели, поэтому вы должны поместить их в одинаковые адреса в обоих потоках/процессах. С одинаково упорядоченными mmaps вы можете получить одинаковые адреса для обоих процессов.

В glibc указатель в cond_t был на дескриптор потока, принадлежащего мьютексу/cond.

Вы можете управлять адресами с помощью не-NULL первого параметра mmap.

1
ответ дан 14 December 2019 в 08:45
поделиться
Другие вопросы по тегам:

Похожие вопросы: