如何找到导致 futex 设施失败的原因？

Question

我正在尝试同步 5 个进程，它们必须由同一个父进程创建。

我尝试插入5个waitpids来等待子进程结束，但是代码始终没有到达D4和D5。

#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>


void func1(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func2(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func3(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func4(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func5(sem_t sem1, sem_t sem2);

int main() {
    sem_t s1;
    sem_t s2;

    sem_init(&s1, 1, -1);
    sem_init(&s2, 1, -1);

    void (*arr[5])(sem_t, sem_t) = {func1, func2, func3, func4, func5};

    int pid;

    for (int i=0; i<5; i++) {
        pid = fork();
        if (pid == 0) {
            arr[i](s1, s2);
            break;
        }
    }

    return 0;
}


void func1(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D1");
    sem_post(&sem1);
}

void func2(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D2");
    sem_post(&sem1);
}

void func3(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D3");
    sem_post(&sem2);
}

void func4(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    sem_wait(&sem1);
    system("echo D4");
    sem_post(&sem2);
}

void func5(sem_t sem1, sem_t sem2) {
   sem_wait(&sem2);
    system("echo D5");
}

我希望 D4 在 D1 和 D2 之后显示，而 D5 最后显示（D3 独立于 D1、D2、D4）。但是我的代码从未到达 D4，因为 futex 工具 returns 一个意外错误。

输出：

The futex facility returned an unexpected error code.D1
D2
D3

Answer 1

因此，需要对该代码进行 2 处小改动。

首先你需要正确初始化信号量。 sem_init(&s1, 1, 1); 而不是 sem_init(&s1, 1, -1);
您的父进程需要等待所有子进程退出，然后才能自行退出。因此，在程序结束之前，main 中的 wait(NULL);。

.

#include <unistd.h>
#include <semaphore.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>


void func1(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func2(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func3(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func4(sem_t sem1, sem_t sem2);
void func5(sem_t sem1, sem_t sem2);

int main() {
    sem_t s1;
    sem_t s2;

    sem_init(&s1, 1, 1);
    sem_init(&s2, 1, 1);

    void (*arr[5])(sem_t, sem_t) = {func1, func2, func3, func4, func5};

    pid_t child_pid, wpid;
    int status;

    for (int i=0; i<5; i++) {
        child_pid = fork();
        if (child_pid == 0) {
            arr[i](s1, s2);
            // break;
            exit(0);
        }
    }

    wait(NULL);
    // while ((wpid = wait(&status)) > 0);
    return 0;
}


void func1(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D1");
    sem_post(&sem1);
}

void func2(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D2");
    sem_post(&sem1);
}

void func3(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    system("echo D3");
    sem_post(&sem2);
}

void func4(sem_t sem1, sem_t sem2) {
    sem_wait(&sem1);
    system("echo D4");
    sem_post(&sem2);
}

void func5(sem_t sem1, sem_t sem2) {
   sem_wait(&sem2);
    system("echo D5");
}

您可以运行并在此处查看。 oneline code

Answer 2

您通过 value 传递信号量，这是不正确的，因为每个函数中的 sem_t 变量是 copy 原来的。（这就是为什么 sem_init()、sem_post() 和 sem_wait() 等函数都将信号量的地址作为参数。）

需要通过地址传递信号量，所以每个函数都对原始信号量进行操作：

void func1(sem_t *sem1, sem_t *sem2);
void func2(sem_t *sem1, sem_t *sem2);
void func3(sem_t *sem1, sem_t *sem2);
void func4(sem_t *sem1, sem_t *sem2);
void func5(sem_t *sem1, sem_t *sem2);

和

void (*arr[5])(sem_t *, sem_t *) = {func1, func2, func3, func4, func5};

并将函数调用为：

        arr[i](&s1, &s2);

函数应采用以下形式：

void func1(sem_t *sem1, sem_t *sem2) {
    system("echo D1");
    sem_post(sem1);
}

注意传给func1()的地址是直接传给sem_post()的。

编辑：

正如其他人所指出的，您没有正确地初始化信号量。您不能将信号量初始化为负值。

适当的共享信号量

如评论中所述，信号量不在多个进程之间共享的内存中。

将信号量放入共享内存的一种方法是使用 mmap():

#include <sys/mman.h>

int main() {
    ...
    // map a 4k page of shared memory (assumes a sem_t is small
    // enough to fit at least two)
    void *sharedMem = mmap( 0, 4 * 1024, PROT_READ | PROT_WRITE,
        MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0 );

    // use the mmap()'d memory as shared semphores
    sem_t *semArray = ( sem_t * ) sharedMem;

    // initialize the semaphores
    sem_init( &( semArray[ 0 ] ), 1, 0 );
    sem_init( &( semArray[ 1 ] ), 1, 0 );

调用代码变为

    arr[i](&( semArray[ 0 ] ), &( semArray[ 1 ] ));

如何找到导致 futex 设施失败的原因？

How to find what causes the futex facility to fail?

c

semaphore

futex