Question

POSIX标准是否允许命名的共享内存块包含互斥锁和条件变量？

我们一直在尝试使用互斥和条件变量来同步LynuxWorks LynxOS-SE system（POSIX-conformant）上的两个进程对命名共享内存的访问。

一个共享内存块称为"/sync"，包含互斥锁和条件变量，另一个是"/data"，包含我们同步访问的实际数据。

如果两个进程都没有在完全相同的订单中执行pthread_cond_signal()次调用，或者如果一个进程在中进行了映射，我们就会看到来自mmap()的失败在mmaps "/sync"内存之前，其他一些共享内存。

此示例代码与我可以做的一样短：

#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);
}

运行此程序时没有args，然后是另一个带有args的副本，第一个将在断言检查pthread_cond_signal()时失败。但是在open()之前将mmap()函数的顺序更改为"/sync "/data"“内存，它将全部正常工作。

这似乎是LynxOS中的一个主要错误，但LynuxWorks声称以这种方式在命名共享内存中使用互斥和条件变量不在POSIX标准中，因此他们不感兴趣。

任何人都可以确定此代码是否确实违反了POSIX吗？或者有没有人有任何令人信服的文件证明它符合POSIX标准？

修改：我们知道PTHREAD_PROCESS_SHARED是POSIX并受LynxOS支持。争用的范围是可以在命名共享内存中使用互斥锁和信号量（正如我们所做的那样），或者当一个进程创建并映射共享内存然后分叉第二个进程时POSIX只允许使用它们。

Answer 1

pthread_mutexattr_setpshared函数可用于允许任何可访问该内存的线程访问共享内存中的pthread互斥锁，甚至可以访问不同进程中的线程。根据{{3}}，pthread_mutex_setpshared符合POSIX P1003.1c。（条件变量也是如此，请参阅pthread_condattr_setpshared。）

共享内存中的条件变量 - 此代码是否符合POSIX标准？

3 个答案: