在POSIX共享内存中使用信号量时的分段错误

Question

我在编写一些简单的代码来自学信号量和POSIX共享内存时遇到了问题。

其思想是一个程序，即服务器，打开共享内存并向其中写入一个结构（包含信号量和数组）。然后它等待输入，输入之后信号量递增。

同时，客户端打开共享内存，等待信号量，在服务器增加信号量之后，读取结构。

服务器似乎工作正常，但是我在客户端的sem_wait函数处立即遇到了一个segfault（甚至在服务器增加它之前）。我想不出哪里出了问题。

服务器代码：

#define _XOPEN_SOURCE 500

#include <stdio.h>

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#include <semaphore.h>

#include <stdbool.h>

#define ARRAY_MAX 1024

typedef struct {
    sem_t inDataReady;
    float array[ARRAY_MAX];
    unsigned arrayLen;
} OsInputData;

int main() {

    int shm_fd;
    OsInputData *shm_ptr;

    if((shm_fd = shm_open("/my_shm", O_CREAT | O_RDWR, 0666)) == -1) {
        printf("shm_open failure\n");
        return 1;
    }

    if(ftruncate(shm_fd, sizeof(OsInputData)) == -1) {
        printf("ftruncate failure\n");
        return 1;
    }

    if((shm_ptr = (OsInputData*)mmap(0, sizeof(OsInputData), PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shm_fd, 0)) == MAP_FAILED) {
        printf("mmap failure\n");
        return 1;
    }

    sem_init(&(shm_ptr->inDataReady), true, 0);

    shm_ptr->array[0] = 3.0;
    shm_ptr->array[1] = 1.0;
    shm_ptr->array[2] = 2.0;
    shm_ptr->array[3] = 5.0;
    shm_ptr->array[4] = 4.0;

    shm_ptr->arrayLen = 5;

    getchar();
    sem_post(&(shm_ptr->inDataReady));

    sem_destroy(&(shm_ptr->inDataReady));

    munmap(shm_ptr, sizeof(OsInputData));
    close(shm_fd);

    return 0;
}

客户端代码：

#define _XOPEN_SOURCE 500

#include <stdio.h>

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>

#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

#include <semaphore.h>

#include <stdbool.h>

#define ARRAY_MAX 1024

typedef struct {
    sem_t inDataReady;
    float array[ARRAY_MAX];
    unsigned arrayLen;
} OsInputData;

int main() {

    int shm_fd;
    OsInputData *shm_ptr;

    if((shm_fd = shm_open("/my_shm", O_RDONLY, 0666)) == -1) {
        printf("shm_open failure\n");
        return 1;
    }

    if((shm_ptr = (OsInputData*)mmap(0, sizeof(OsInputData), PROT_READ, MAP_SHARED, shm_fd, 0)) == MAP_FAILED) {
        printf("mmap failure\n");
        return 1;
    }

    sem_wait(&(shm_ptr->inDataReady));

    printf("%u\n", shm_ptr->arrayLen);

    munmap(shm_ptr, sizeof(OsInputData));
    close(shm_fd);

    return 0;
}

Answer 1

实际结果取决于您的系统，但通常您的程序包含错误。您不能破坏另一个进程/线程可以访问的信号量。仅仅因为您执行了一个sem_post并不意味着您的系统已经切换到等待它的进程。当你摧毁它的时候，另一个人可能还在使用它。

在这种情况下，SIGSEGV是一种仁慈。很少有程序员检查sem_wait的返回值，这可能导致程序认为它们没有同步。