使用信號量與POSIX共享內存時的分段錯誤

Question

我有一些簡單的代碼問題，我正在寫自己的信號量和POSIX共享內存。

這個想法是一個程序，即服務器，打開共享內存並將結構（包含信號量和數組）寫入其中。 然后它等待輸入並在輸入后遞增信號量。

同時，客戶端打開共享內存，等待信號量，並在服務器遞增后讀取結構。

服務器似乎工作正常，但是我在sem_wait函數中遇到了客戶端的段sem_wait （甚至在服務器遞增之前）。 我無法弄清楚出了什么問題。

服務器代碼：

#define _XOPEN_SOURCE 500

#include <stdio.h>

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#include <semaphore.h>

#include <stdbool.h>

#define ARRAY_MAX 1024

typedef struct {
    sem_t inDataReady;
    float array[ARRAY_MAX];
    unsigned arrayLen;
} OsInputData;

int main() {

    int shm_fd;
    OsInputData *shm_ptr;

    if((shm_fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666)) == -1) {
        printf("shm_open failure\n");
        return 1;
    }

    if(ftruncate(shm_fd, sizeof(OsInputData)) == -1) {
        printf("ftruncate failure\n");
        return 1;
    }

    if((shm_ptr = (OsInputData*)mmap(0, sizeof(OsInputData), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0)) == MAP_FAILED) {
        printf("mmap failure\n");
        return 1;
    }

    sem_init(&(shm_ptr->inDataReady), true, 0);

    shm_ptr->array[0] = 3.0;
    shm_ptr->array[1] = 1.0;
    shm_ptr->array[2] = 2.0;
    shm_ptr->array[3] = 5.0;
    shm_ptr->array[4] = 4.0;

    shm_ptr->arrayLen = 5;

    getchar();
    sem_post(&(shm_ptr->inDataReady));

    sem_destroy(&(shm_ptr->inDataReady));

    munmap(shm_ptr, sizeof(OsInputData));
    close(shm_fd);

    return 0;
}

客戶代碼：

#define _XOPEN_SOURCE 500

#include <stdio.h>

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#include <semaphore.h>

#include <stdbool.h>

#define ARRAY_MAX 1024

typedef struct {
    sem_t inDataReady;
    float array[ARRAY_MAX];
    unsigned arrayLen;
} OsInputData;

int main() {

    int shm_fd;
    OsInputData *shm_ptr;

    if((shm_fd = shm_open("/my_shm", O_RDONLY, 0666)) == -1) {
        printf("shm_open failure\n");
        return 1;
    }

    if((shm_ptr = (OsInputData*)mmap(0, sizeof(OsInputData), PROT_READ, MAP_SHARED, shm_fd, 0)) == MAP_FAILED) {
        printf("mmap failure\n");
        return 1;
    }

    sem_wait(&(shm_ptr->inDataReady));

    printf("%u\n", shm_ptr->arrayLen);

    munmap(shm_ptr, sizeof(OsInputData));
    close(shm_fd);

    return 0;
}

Answer 1

實際結果取決於您的系統，但通常您的程序包含錯誤。 您不能銷毀另一個進程/線程可以訪問的信號量。 僅僅因為你執行了sem_post並不意味着你的系統已經切換到等待它的進程。 當你摧毀它時，另一個人可能仍在使用它。

在這種情況下，SIGSEGV是一種善意。 很少有程序員檢查sem_wait的返回值，這可能導致程序認為它們不同步時會同步。

Answer 2

事實證明，我必須使用讀取和寫入權限打開客戶端中的共享內存，並在mmap相應地更新保護。

相當愚蠢的錯誤，因為很明顯客戶端需要寫權限才能實際修改信號量。

因此，在客戶端代碼中，以下更改解決了它

...
shm_fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0755)
...
shm_ptr = (OsInputData*)mmap(0, sizeof(OsInputData), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0)
...