Как найти причину сбоя установки futex?

Question

Я пытаюсь синхронизировать 5 процессов, они должны быть созданы от одного отца.

Я попытался вставить 5 ожиданий, чтобы дождаться завершения дочернего процесса, но код никогда не достигает D4 и 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");
}

Я ожидаю, что D4 будет показан после D1 и D2, а D5 будет показан последним (D3 не зависит от D1,D2,D4). Но мой код никогда не достигает D4, потому что средство futex возвращает неожиданную ошибку.

Выход:

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

Answer 1

Вы передаете семафоры по значению, что неверно, так как sem_t Переменная в каждой функции является копией оригинала. (Вот почему такие функции, как sem_init(), sem_post(), а также sem_wait() все принимают адреса семафора в качестве аргумента.)

Вам нужно передать семафоры по адресу, чтобы каждая функция работала с исходными семафорами:

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);

а также

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

И вызвать функцию как:

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

Функции должны принять форму:

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

Обратите внимание, что адрес передан func1() передается непосредственно sem_post(),

Редактировать:

Как уже отмечали другие, вы неправильно инициализируете семафоры. Вы не можете инициализировать семафор с отрицательным значением.

Правильные общие семафоры

Как отмечено в комментариях, семфоры не находятся в памяти, разделяемой между несколькими процессами.

Один из способов поместить семфоры в разделяемую память - это использовать 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 );

Код вызова становится

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

Answer 2

Таким образом, в этот код было внесено 2 небольших изменения.

1. Сначала вам нужно правильно инициализировать семафоры. sem_init(&s1, 1, 1); вместо sem_init(&s1, 1, -1);
2. Ваш родительский процесс должен дождаться завершения всех дочерних процессов, прежде чем сам завершится. Следовательно wait(NULL); в основном до окончания программы.

,

#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");
}

Вы можете запустить и проверить здесь. онлайн код