c - C 中的 UNIX 共享内存和信号量

Question

我一周前开始理解和使用信号量和共享内存，并实际创建了这个程序；问题是我找不到任何问题。我已经看了几个小时了，一切似乎都是正确的。代码编译后我可以创建构建，但是当我执行它时什么也没有发生。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h> 
#include <sys/shm.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/fcntl.h>
#include <semaphore.h>

#define MAXCHILDS 4
#define MAX_SIZE 10
#define MAX_WRITES 4

typedef struct{
    int m[MAX_SIZE][MAX_SIZE];
} matrix;

/*fork variables*/
pid_t child[MAXCHILDS];
/*semphores variables */
sem_t *empty, *full, * mutex;
/*share memory id*/
int shmid;
/*shared memory array pointer */
matrix * sh_mem;
/*pointer to matrix*/
int **p;

void init(){
      /*create pointer to matrix*/
      p = &sh_mem->m;
     /*semaphores unlink and creation */    
     sem_unlink("EMPTY");
     empty=sem_open("EMPTY",O_CREAT|O_EXCL,0700,MAX_WRITES);
     sem_unlink("FULL");
     full=sem_open("FULL",O_CREAT|O_EXCL,0700,0);
     sem_unlink("MUTEX");
     mutex=sem_open("MUTEX",O_CREAT|O_EXCL,0700,1);
    /*initialize shared memory */
    shmid = shmget(IPC_PRIVATE,sizeof(matrix),IPC_CREAT|0777);
    /*map shared memory*/
    sh_mem = (matrix*)shmat(shmid,NULL,0);
    if(sh_mem== (matrix*)(-1)){
        perror("shmat");
    }
}

void writer(int ** m){
    int i,k;
    for(i = 0;i<MAX_SIZE;i++){
        for(k= 0;k<MAX_SIZE;k++){
            m[i][k] = 0;
        }
    }
}

void reader(int **m){
    int i = 0;
    int k = 0;
    for(i = 0;i<MAX_SIZE;i++){
        for(k= 0;k<MAX_SIZE;k++){
            printf(m[i][k]);
        }
        printf("\n");
    }
}

void terminate() {
  sem_close(empty);
  sem_close(full);
  sem_close(mutex);
  sem_unlink("EMPTY");
  sem_unlink("FULL");
  sem_unlink("MUTEX");
  shmctl(shmid, IPC_RMID, NULL);
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int i;
    init();

    for(i = 0;i<MAXCHILDS;i++){
        if ((child[i] = fork()) < 0) // error occured
        {
            perror("Fork Failed");
            exit(1);
        }
        if ((child[i] = fork())==0){
            writer(sh_mem->m);
            exit(0);
        }
    }
    /*father*/  
    reader(sh_mem->m);
    wait(NULL);

    terminate();

    return 0;
}

children 应该在共享内存中写入矩阵，而父亲应该读取共享内存数组并打印矩阵。 你能帮我解决这个问题吗？感谢您的帮助...

Answer 1

这里的主要错误是 reader和writer采用与传递给它们不同类型的参数，如 gcc -Wall指出:

test.c: In function ‘main’:
test.c:92:13: warning: passing argument 1 of ‘writer’ from incompatible pointer type [enabled by default]
test.c:49:6: note: expected ‘int **’ but argument is of type ‘int (*)[10]’
test.c:97:5: warning: passing argument 1 of ‘reader’ from incompatible pointer type [enabled by default]
test.c:58:6: note: expected ‘int **’ but argument is of type ‘int (*)[10]’

正如所提供的，程序在父进程和每个子进程中都出现了段错误。当我更改 reader 的参数类型时和writer来自int **m至int m[MAX_SIZE][MAX_SIZE] (以及下面的修复)，据我所知，程序成功运行。

还有一些其他错误:

• 您需要#include <sys/wait.h> .
• 全局int **p未使用，其初始化具有与读取器和写入器函数相同的类型错误。
• printf调用reader需要一个格式字符串；我用过"%d " .
• 正如 Jonathan Leffler 指出的那样，您需要调用 fork()每次仅通过 main 中的循环一次.

除了最后一个之外，所有这些都被编译器警告突出显示。

在研究这个程序失败的原因时，我还使用了 strace -f以确定哪些系统调用和进程实际上被破坏。例如，与信号量相关的系统调用似乎成功返回——尽管正如 Jonathan 指出的那样，您应该检查它们的返回值是否有错误，因为尽早失败可以更轻松地调试问题。