c - c 中奇怪的段错误

Question

这是代码

  struct val {
  int x;
  int y;
  };

  struct memory {
  struct val *sharedmem;
  };

  struct val va;
  struct memory mem; 

  void *myThreadFun(void *vargp)
  {
  va.x = 1;
  va.y = 2;

  mem.sharedmem = &va;
  sleep(1);
  printf("Printing GeeksQuiz from Thread0 x = %d y = %d sharedmem = %d\n", va.x, va.y, mem.sharedmem->x);
  return NULL;
  }

  int main()
  {
   pthread_t tid;
   printf("Before Thread \n");
   asm volatile ("" ::: "eax", "esi");
   pthread_create(&tid, NULL, myThreadFun, NULL);

   asm volatile ("mfence" ::: "memory");
   printf("sharedmem = %d\n", mem.sharedmem->x); <----- **Here is the fault**
   pthread_join(tid, NULL); 
   printf("After Thread \n");
   exit(0);
  }

查看dmesg时，它显示40073f作为故障地址，即

  mov eax,DWORD PTR [rax]

我尝试向损坏的寄存器中添加一些通用寄存器，但仍然没有成功。该代码在 gdb 下运行时工作得非常好。

Answer 1

扩展一下我的评论:

在编写单线程应用程序时，您可以确定代码的前面部分将(有效地)始终在代码的后面部分之前执行。

但是当您有多个线程时，事情就会变得棘手。你怎么知道事情会按什么顺序发生呢？线程会很快启动吗？还是慢慢来？主线程会继续处理吗？或者操作系统会安排其他线程接下来运行，从而允许"new"线程领先？

这种类型的 2 个(或更多)线程之间的“竞争”，以确定谁首先到达代码中的某个点，是编写多线程应用程序时的常见问题，称为“竞争条件”。众所周知，这些类型的错误很难追踪。

如果您不采取任何措施来确保事件的顺序，那么您只是“希望”它们以正确的顺序发生。考虑到线程调度方式的自然变化，将会有一些回旋余地。除非您使用操作系统的某些同步功能来协调线程之间的工作。

在本例中，我们正在查看的事件是设置 mem.sharedmem 变量。这是在 myThreadFun 线程中完成的。现在，myThreadFun 线程能够在 main 线程尝试访问变量之前设置该变量吗？嗯，这很难确定。可能。也许不会。

在调试器下运行它会改变两个线程的运行速度吗？你打赌确实如此。如何？很难预测。

但是，如果您将代码更改为加入线程在尝试访问变量之前，您就可以确定线程已完成其工作并且变量已准备好使用。 join 是我提到的同步方法之一。

看看您的代码，也许您认为mfence 或内存 clobbers 将为您执行这种类型的同步？抱歉，但是不，这并不那么容易。

学习如何安全地同步多个线程之间的工作是一个挑剔且具有挑战性的编程领域。重要、有用，但具有挑战性。

<小时/>

编辑1:

我还要指出的一点是，lfence、sfence 和 mfence 是非常低级的指令。人们(尤其是多线程新手)会发现使用atomic functions (根据需要自动使用适当的汇编指令)以及操作系统 synchronization objects会发现他们的生活变得更加轻松。

关于原子的教程和讨论比 mfence 更多。它也往往更便携。