Позволяет ли стандарт POSIX блок общей памяти с именем содержать мьютекс и переменную условия?
Мы пытались использовать переменную мьютекса и условия для синхронизации доступа к именованной совместно используемой памяти двумя процессами в системе LynuxWorks LynxOS-SE (POSIX-совместимой).
Один блок общей памяти называется "/sync" и содержит мьютекс и переменную условия, другой - "/data" и содержит фактические данные, к которым мы синхронизируем доступ.
Мы видим сбои из pthread_cond_signal(), если оба процесса не выполняют вызовы mmap() в точно такого же порядка , или если один процесс отображает в какой-то другой часть общей памяти, прежде чем она отобразит память "/sync".
Этот пример кода настолько короток, насколько я могу его представить:
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/file.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <errno.h>
#include <iostream>
#include <string>
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<shared_memory_sync*> (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<shared_memory_data*> (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<shared_memory_data*> (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<shared_memory_sync*> (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 аргументов, затем еще одну копию с аргументами, и первая из них потерпит неудачу при проверке утверждения pthread_cond_signal().
Но измените порядок функции open() на mmap() память "/sync "до "/data", и все будет работать нормально.
Это кажется мне серьезной ошибкой в LynxOS, но LynuxWorks утверждает, что использование мьютекса и условной переменной в именованной общей памяти таким образом не охватывается стандартом POSIX, поэтому они не интересуются.
Может кто-нибудь определить, действительно ли этот код нарушает POSIX?
Или у кого-нибудь есть какая-нибудь убедительная документация о том, что она POSIX-совместима?
Редактировать : мы знаем, что PTHREAD_PROCESS_SHARED - это POSIX и поддерживается LynxOS. Спорным вопросом является то, могут ли мьютексы и семафоры использоваться в именованной общей памяти (как мы это сделали) или POSIX позволяет использовать их только тогда, когда один процесс создает и отображает общую память, а затем разветвляет второй процесс.