为什么pthread_mutex_t尝试锁定来自两个不同进程的共享内存时会出现段错误

Why does pthread_mutex_t segfault when trying to lock through shared memory from two different processes?

本文关键字：内存 共享 进程 错误 段错误 锁定 pthread 两个 为什么 mutex      更新时间：2023-10-16

我为一个pthread_mutex_t编写了一个超级简单的包装器，用于两个进程之间：

//basic version just to test using it between two processes
struct MyLock
{
    public:
        MyLock() {
            pthread_mutexattr_init(&attr);
            pthread_mutexattr_setpshared(&attr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
            pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_ADAPTIVE_NP);
            pthread_mutex_init(&lock, &attr);
        }
        ~MyLock() {
            pthread_mutex_destroy(&lock);
            pthread_mutexattr_destroy(&attr);
        }
        lock() {
            pthread_mutex_lock(&lock);
        }
        unlock() {
            pthread_mutex_unlock(&lock);
        }
    private:
        pthread_mutexattr_t attr;
        pthread_mutex_t lock;
};

我能够看到此锁在进程中的常规线程之间正常工作，但是当我运行进程 A 时，它在共享内存区域中执行以下操作：

void* mem; //some shared memory from shm_open
MyLock* myLock = new(mem) MyLock;
//loop sleeping random amounts and calling ->lock and ->unlock

然后进程 B 打开共享内存对象（通过使用字符组合将其设置为同一内存区域来验证）并执行以下操作：

MyLock* myLock = reinterpret_cast<MyLock*>(mem);
//same loop for locking and unlocking as process A

但是在尝试使用回溯锁定导致libpthread.so.0中的pthread_mutex_lock（）时处理B段错误

我做错了什么？

我从进程 B 获得的回溯如下所示：

in pthread_mutex_lock () from /lib64/libpthread.so.0
in MyLock::lock at MyLock.H:50
in Server::setUpSharedMemory at Server.C:59
in Server::Server at Server.C
in main.C:52

该调用是重新解释将内存转换为MyLock*后的第一个锁定调用。如果我在崩溃过程中将 MyLock 的内容转储到 gdb 中，我会看到：

{
attr = {
    __size = "030000200",
    __align = -2147483645
},
lock = {
    __data = {
      __lock = 1
      __count = 0,
      __owner = 6742, //this is the lightweight process id of a thread in process A
      __nusers = 1,
      __kind = 131,
      __spins = 0,
      __list = {
        __prev = 0x0,
        __Next = 0x0
       }
      },
      __size = "0100000000 //etc,
      __align = 1     
  }
}

所以它看起来不错（在其他进程 GDB 中看起来也是这样）。我正在使用其他优化标志将两个应用程序编译在一起。

您没有发布代码来打开和初始化共享内存区域，但我怀疑该部分可能是造成您的问题的原因。

由于pthread_mutex_t比"字符组合"大得多，因此应通过读取和写入更长的 （~ KB） 字符串来检查shm_open(3) - ftruncate(2) - mmap(2)序列。

不要忘记检查两个端点是否真的可以写入 shm 区域，并且写入的数据对另一端是否真正可见。

进程 A：[打开并初始化 shm]-[编写 AAA...AA]-[睡眠5秒]-[阅读BBB...BB]-[关闭thm]

进程B：（一两秒后）[打开shm]-[阅读AAA...AA]-[写BBB...BB]-[关闭thm]

我有一个类似的问题，其中编写器进程是根用户，而读取器进程是普通用户（硬件守护程序的情况）。一旦调用任何pthread_mutex_lock()或pthread_cond_wait()及其解锁对应项，这将在读取器中出现段错误。

我通过使用适当的 umask 修改 SHM 文件权限来解决它：

作家

umask(!S_IRUSR|!S_IWUSR|!S_IRGRP|!S_IWGRP|!S_IROTH|!S_IWOTH);
FD=shm_open("the_SHM_file", O_CREAT|O_TRUNC|O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOTH);
ftruncate(FD, 28672);
SHM=mmap(0, 28672, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, FD, 0);

读者

FD=shm_open("the_SHM_file", O_RDWR, S_IRUSR|S_IWUSR|S_IRGRP|S_IWGRP|S_IROTH|S_IWOTH);
SHM=mmap(0, 28672, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, A.FD, 0);

你没有说你正在使用什么操作系统，但你没有检查pthread_mutexattr_setpshared调用的返回值。 您的操作系统可能不支持共享互斥锁，并且此调用失败。

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