克隆系统调用和互斥

Question

我正在尝试使用克隆系统调用和一个由 2 个线程共享的递增计数器的小示例进行练习。代码如下:

#define _GNU_SOURCE
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sched.h>

#include "error.h"

/*------------------------- Mutual exclusion ------------------------------*/

void EnterCZ()

{
   if (sched_setscheduler(getpid(), SCHED_FIFO, &(struct sched_param) { .sched_priority = 1 }) == -1)
      SysError("EntrarZC:sched_setscheduler");
}

void ExitCZ()
{
   if (sched_setscheduler(getpid(), SCHED_OTHER, &(struct sched_param) { .sched_priority = 0 }) == -1)
      SysError("SalirZC:sched_setscheduler");
}

/*-------------------------------------------------------------------------*/

#define STACK_SIZE 65536
#define N 100000

int main(int argc, char *argv[])
{
   int n = 0;
   char *stack;

   int Child(void *args) {
      int i, temp;

      for (i = 0; i < N; i++) {
         EnterCZ();
         temp = n;
         temp++;
         n = temp;
         ExitCZ();
      }
      return 0;
   }

   printf("initial n = %d\n", n);

   if ((stack = malloc(STACK_SIZE)) == NULL)
      RTError("main:malloc");
   if (clone(Child, stack + STACK_SIZE, SIGCHLD | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND | CLONE_VM, NULL) == -1)
      SysError("main:clone");
   if ((stack = malloc(STACK_SIZE)) == NULL)
      RTError("main:malloc");
   if (clone(Child, stack + STACK_SIZE, SIGCHLD | CLONE_FS | CLONE_FILES | CLONE_SIGHAND | CLONE_VM, NULL) == -1)
      SysError("main:clone");

   while (wait(NULL) != -1) ;

   printf("final n = %d\n", n);

   return 0;
}

执行结果为:

initial n = 0
final n = 199999

应该是200000，所以通过提高优先级的方式互斥失败了，为什么？

Answer 1

这里有几个问题:

• 多个 SCHED_FIFO 进程可以在多个 CPU 上同时运行。
• 如果 SCHED_FIFO 进程超过 RLIMIT_RTTIME 软/硬限制，则可能/将会被终止。
• 没有什么可以阻止编译器对指令重新排序。
• 没有什么可以阻止 CPU 对指令重新排序。