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共享内存不与C中的进程共享

shared-memory fork operating-system linux c

JAN · 技术社区 · 14 年前

在尝试解决一些调试问题时,我添加了一些 printf -s到我的代码:

我用了那个代码:

struct PipeShm
{
    int init;
    sem_t sema;
        ...
        ...
}

struct PipeShm * sharedPipe = NULL;

函数2:

int func2()
{
if (!sharedPipe)
{

    int myFd = shm_open ("/myregion", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0666);
    if (myFd == -1)
        error_out ("shm_open");

    // allocate some memory in the region in the size of the struct
    int retAlloc = ftruncate (myFd, sizeof * sharedPipe);
    if (retAlloc < 0)  // check if allocation failed
        error_out("ftruncate");

    // map the region and shared in with all the processes
    sharedPipe = mmap (NULL, sizeof * sharedPipe,PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED , myFd, 0);

    if (sharedPipe == MAP_FAILED)  // check if the allocation failed
        error_out("mmap");

    // put initial value
    int value = -10;
    // get the value of the semaphore
    sem_getvalue(&sharedPipe->semaphore, &value);


    if (sharedPipe->init != TRUE) // get in here only if init is NOT TRUE !
    {
        if (!sem_init (&sharedPipe->semaphore, 1, 1)) // initialize the semaphore to 0
        {

            sharedPipe->init = TRUE;
            sharedPipe->flag = FALSE;
            sharedPipe->ptr1 = NULL;
            sharedPipe->ptr2 = NULL;
            sharedPipe->status1 = -10;
            sharedPipe->status2 = -10;
            sharedPipe->semaphoreFlag = FALSE;
            sharedPipe->currentPipeIndex = 0;
            printf("\nI'm inside the critical section! my init is: %d\n" , sharedPipe->init);

        }
        else
            perror ("shm_pipe_init");
        printf("\nI'm out the critical section! my init is: %d\n" , sharedPipe->init);

    }


}
return 1;   // always successful
}

有了这条主线:

int main()

{
    int spd, pid, rb;
    char buff[4096];
    fork();
    func2();
    return 0;
}

得到了这个:

shm_pipe_mkifo:文件存在

I'm inside the critical section! my init is: 1

I'm out the critical section! my init is: 1
Output:hello world!
I'm inside the critical section! my init is: 1

I'm out the critical section! my init is: 1

共享的记忆似乎并不那么共享,为什么?

由于 MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS ,那么为什么两个过程都相同 before 和 after 价值观
似乎每个进程都有自己的信号量,尽管它们之间是共享的,那么出了什么问题呢?

谢谢

2 回复 | 直到 14 年前

Chris Dodd 14 年前

由于您使用 MAP_ANONYMOUS 标记到 mmap 这个 myFd 参数被忽略,并且您创建了两个独立的共享内存块,每个进程中一个,它们彼此没有关系。

  MAP_ANONYMOUS
          The mapping is not backed by any file; its contents are initialâ
          ized to zero.  The fd and offset arguments are ignored; however,
          some implementations require fd to be -1  if  MAP_ANONYMOUS  (or
          MAP_ANON)  is specified, and portable applications should ensure
          this.  The use of MAP_ANONYMOUS in conjunction  with  MAP_SHARED
          is only supported on Linux since kernel 2.4.

如果你摆脱了 地图_匿名 然后,您将只有一个共享内存块,但随后会出现不调用的问题 sem_init 在带有NPTL的Linux上,它实际上可以工作,因为将sem_t清除为所有0字节(此处为初始状态)相当于 sem_init(&sema, anything, 0); (NPTL忽略pshared标志),但这不能移植到其他系统。

根据Karoly对另一个答案的评论,还有一个比赛条件是O_TRUNC在公开赛中。如果第二个线程调用 open 在第一个线程已经开始修改信号量之后,TRUNC将破坏信号量状态。也许最好的解决方案是将创建、打开和管理共享内存的代码转移到一个不同的函数中,该函数被称为BEFORE调用fork。

编辑

要解决O_TRUNC问题,不能有多个进程使用O_TRUNC调用shm_open。但是,如果您刚刚摆脱了O_TRUNC,那么您就有了启动问题,即如果共享内存对象已经存在(来自程序的前一次运行),那么它可能不会处于可预测的状态。关于可能性是将func2的开头分开:

main() {
    func1();
    fork();
    func2();
}

func1() {
    int myFd = shm_open ("/myregion", O_CREAT | O_TRUNC | O_RDWR, 0666);
    if (myFd == -1)
        error_out ("shm_open");
    // allocate some memory in the region in the size of the struct
    int retAlloc = ftruncate (myFd, sizeof *sharedPipe);
    if (retAlloc < 0)  // check if allocation failed
        error_out("ftruncate");
    // map the region and shared in with all the processes
    sharedPipe = mmap (NULL, sizeof *sharedPipe, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, myFd, 0);
    if (sharedPipe == MAP_FAILED)  // check if the allocation failed
        error_out("mmap");
}

func2() {
    // put initial value
    int value = -10;
    // get the value of the semaphore
    sem_getvalue(&sharedPipe->semaphore, &value);

    :

或者,您可以保留相同的代码(只需去掉O_TRUNC),并在fork之前添加一个cleanup:

main() {
    shm_unlink("/myregion");
    fork();
    func2();

在所有情况下,如果您同时运行程序的多个副本,您仍然会遇到问题。

asveikau 14 年前

一些想法。。。

我认为这是对POSIX信号量如何工作的基本误解。我看不到打给的电话 sem_init 或 sem_open 。如果不做比你所做的更明确的事情,你就不应该能够在整个过程中使用它们。
我对 mmap 关于Linux以及如何 MAP_ANONYMOUS 可能会影响这一点,但通常情况下,对映射区域的写入不可能是即时的。这个 manpage on linux.die says 以下为:

映射共享(_S)
共享此映射。映射的更新对映射此文件的其他进程可见,并一直传递到基础文件。在调用msync(2)或munmap()之前,文件实际上可能不会更新。

原因是您的内存访问陷入了页面错误,此时内核将填充文件描述符中的内容,然后让您在RAM中进行写入,然后在稍后的某个时间点内核将刷新回文件描述符。