c - 调用fork()时程序陷入死锁

Question

我已经实现了一个基于共享内存的管道，当我 尝试使用 main 程序调用 fork 。

主要内容如下:

# include "my_shm_piper.h"
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/shm.h>
#include <semaphore.h>
#include <sys/mman.h>
int main()
{
    int spd[2], pid, rb;
    char buff[4096];

    fork();  // that fork is okay , but if we put it after initPipe() , there's a deadlock

    initPipe();

    if (my_pipe(spd) < 0)
    {
        perror("my_pipe");
        exit(1);
    }

    if (fork()) 
    {
        rb = my_read(spd[0], buff, sizeof(buff));
        if (rb > 0)
            write(1, buff, rb);
    }

    else
    {
        my_write(spd[1], "hello world!\n", sizeof("hello world!\n"));
    }

    my_close(spd[0]);
    my_close(spd[1]);
    removePipe();
    return 0;
}

正在使用共享内存库实现的匿名管道。

当我如上所述输入 fork() 的 1st 命令时，我的程序将按预期工作，所有 hello-world >-s 被呈现。

但是当我将 fork 放在 initPipe() 之后时，出现死锁，并且程序挂起:

int main()

{
    int spd[2], pid, rb;
    char buff[4096];

    initPipe();
    fork();   // now the fork() is after the initialization ,and we have a deadlock

    if (my_pipe(spd) < 0)
    {
        perror("my_pipe");
        exit(1);
    }

        // from here the same as above 
}

我认为 fork() 的初始化阶段只发生一次，而不是 两次，如第一个 main() 。

我猜写作/阅读阶段有问题，但我看不出来 找到确切的来源。

非常感谢您在此事上的帮助

谢谢

编辑:

H.文件中的结构:

struct PipeShm
{
    int init;
    int flag;
    sem_t *mutex;
    char * ptr1;
    char * ptr2;
    int status1;
    int status2;
    int semaphoreFlag;
};

这是 initPipe:

int initPipe()
{
    if (!myPipe.init)
    {
        myPipe.mutex = mmap (NULL, sizeof *myPipe.mutex, PROT_READ | PROT_WRITE,MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
        if (!sem_init (myPipe.mutex, 1, 1))
        {
            myPipe.init = TRUE;
        }
        else
            perror ("initPipe");
    }
    return 1;   // always successful
}

这是 my_pipe():

int my_pipe(int spd[2])
{
    spd[0] = shmget(2009, SHMSIZE, 0);      // for reading
    spd[1] = shmget(2009, SHMSIZE, 0666 | IPC_CREAT);  // for writing

     if (spd[0] == -1 || spd[1] == -1)
     {
             perror("shmget");
             exit(EXIT_FAILURE);
             return -1;
     }

     return 1;

}

这是阅读内容:

ssize_t my_read(int spd, void *buf, size_t count)
{

    char array[4096];
    memset (array, '\0', 4096);
    ssize_t returnVal = 0;

    sem_wait (myPipe.mutex);

    int sval;
    sem_getvalue (myPipe.mutex, &sval);

    printf ("my_read - wait %d\n", sval);
    if (sem_wait (myPipe.mutex))
    perror ("sem_wait");

    printf ("my_read - proceed\n");

    if (myPipe.flag == FALSE)
    {
        myPipe.ptr1 = shmat (spd, NULL, 0); // attaching the segment
        if (myPipe.ptr1 == (void *) -1)
            error_out ("shmat");

        strncpy (array, myPipe.ptr1, count);
        array[count] = '\0';

        returnVal = strlen (array);
        buf = (void *) array;

        printf ("Output:%s", array);

    }

    else if (myPipe.flag == TRUE)
    {
        const size_t region_size = sysconf (_SC_PAGE_SIZE);
        myPipe.ptr1 = mmap (0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, spd, 0);
        if (myPipe.ptr1 == (void *) -1)
            error_out ("mmap");

        strncpy (array, myPipe.ptr1, count);
        array[count] = '\0';

        returnVal = strlen (array);
        buf = (void *) array;

        printf ("Output:%s", array);

    }

    return returnVal;

}

这是写作:

ssize_t my_write(int spd, const void *buf, size_t count)
{

       ssize_t returnVal = 0;
       sleep(1); // debug to ensure that read goes first for testing.
        if (myPipe.flag == FALSE)
        {
            myPipe.ptr2 = shmat (spd, NULL, 0); // attaching the segment
            if (myPipe.ptr2 == (void *) -1)
                error_out ("shmat");

            char *d = (char *) buf;

            returnVal = snprintf (myPipe.ptr2, count, "%s", d);
        }
        else
        {
            const size_t region_size = sysconf (_SC_PAGE_SIZE);

            // Map the region into memory.
            myPipe.ptr2 = mmap (0, region_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, spd, 0);
            if (myPipe.ptr2 == MAP_FAILED)
                error_out ("mmap");
            char *d = (char *) buf;

            returnVal = snprintf (myPipe.ptr2, count, "%s", d);
        }

        sem_post (myPipe.mutex);
        return returnVal;

}

进程像这样挂起 - 在第二个主进程中(这是控制台上的输出):

my_read - wait 0
my_read - proceed
Output:hello world!
// here it just gets stuck

在第一个 main 中，控制台的输出是:

my_read  - wait 0
my_read  - wait 0
my_read - proceed
my_read - proceed
Output:hello world!
Output:hello world!
// here the program is done , the end 

Answer 1

啊。有点棘手，但我很无聊才弄清楚。

基本上，你的等待和发帖是不平衡的。如果您查看 read() 函数，您会执行两次等待:

sem_wait (myPipe.mutex);
// some more code
if (sem_wait (myPipe.mutex))
  perror ("sem_wait");

但是你的 write 函数只执行一篇文章。

但是如果 fork 发生在 initPipe() 之前，为什么它会起作用？ ？因为您将信号量初始化为 1:

if (!sem_init (myPipe.mutex, 1, 1))

由于您在 init 之前 fork ，因此您有两个不同的信号量，其值为 1；每个人都会收到一个帖子并等待两次，所以你没问题。

在另一种情况下，您有一个值为 1 的信号量，它将接收两个帖子和四个等待。 1 + 2 < 4 ，这样您的一位读者就会坚持 sem_wait .

顺便说一句，这是一种相当复杂的写作方式 pipe(2) .