gdb - 可以在gdb中运行，直接运行时出现段错误

Question

我的程序正常运行时出现段错误。但是，如果我使用 gdb run，它就可以正常工作。此外，当我在philo函数中增加 sleep 时间时，段错误的比率会增加。我正在使用 ubuntu 12.04。任何帮助或指点表示赞赏。这是我的代码

#define _GNU_SOURCE

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sched.h>

#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
#include <time.h>
#include <semaphore.h>
#include <errno.h>

#define STACKSIZE 10000
#define NUMPROCS 5
#define ROUNDS 10

int ph[NUMPROCS];
//cs[i] is the chopstick between philosopher i and i+1
sem_t cs[NUMPROCS], dead;

int philo() {
    int i = 0;
    int cpid = getpid();
    int phno;

    for (i=0; i<NUMPROCS; i++)
        if(ph[i] == cpid) phno = i;

    for (i=0; i < ROUNDS ; i++){
        // Add your entry protocol here
        if (sem_wait(&dead) != 0) {
            perror(NULL);
            return 1;
        }
        if (sem_wait(&cs[phno]) != 0) {
            perror(NULL);
            return 1;
        }
        if (sem_wait(&cs[(phno-1+NUMPROCS) % NUMPROCS]) != 0){
            perror(NULL);
            return 1;
        }

        // Start of critical section -- simulation of slow n++
        int sleeptime = 20000 + rand()%50000;
        printf("philosopher %d is eating by chopsticks %d and %d\n",phno,phno,(phno-1+NUMPROCS)%NUMPROCS);
        usleep(sleeptime) ;
        // End of critical section

        // Add your exit protocol here
        if (sem_post(&dead) != 0) {
            perror(NULL);
            return 1;
        }
        if (sem_post(&cs[phno]) != 0) {
            perror(NULL);
            return 1;
        }
        if (sem_post(&cs[(phno-1+NUMPROCS) % NUMPROCS]) != 0){
            perror(NULL);
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

int main( int argc, char ** argv){
    int i;
    void* stack[NUMPROCS];
    srand(time(NULL));

    //initialize semaphores
    for (i=0; i<NUMPROCS; i++) {
        if (sem_init(&cs[i],1,1) != 0){
            perror(NULL);
            return 1;
        }
    }
    if (sem_init(&dead,1,4) != 0){
        perror(NULL);
        return 1;
    }

    for (i = 0; i < NUMPROCS; i++){
        stack[i] = malloc(STACKSIZE) ;
        if ( stack[i] == NULL ) {
            printf("Error allocating memory\n") ;
            exit(1) ;
        }

        // create a child that shares the data segment
        ph[i] = clone(philo, stack[i]+STACKSIZE-1, CLONE_VM|SIGCHLD, NULL) ;
        if (ph[i] < 0) {
            perror(NULL) ;
            return 1;
        }
    }

    for (i=0; i < NUMPROCS; i++) wait(NULL);
    for (i=0; i < NUMPROCS; i++) free(stack[i]);

    return 0 ;
}

Answer 1

典型的 Heisenbug:如果你看它，它就会消失。根据我的经验，仅在 gdb 之外获得 segv 或反之亦然是使用未初始化内存或依赖实际指针地址的标志。正常运行valgrind在检测这些方面非常准确。不幸的是(我的)valgrind无法处理您的clone外pthread语境。

目视检查表明这不是内存问题。只有堆栈分配在堆上，它们的使用看起来没问题。除非你用 void * 对待它们指针，然后添加一些东西，这在标准 C(GNU 扩展)中是不允许的。正确的做法是使用 char * ，但 GNU 扩展可以满足您的需求。

从堆栈的顶部地址中减去 1 可能不是必需的，并且可能在 clone 的简单实现中导致对齐错误。 ，但我再次认为这不是问题，因为 clone很可能会再次对齐堆栈顶部。诚然，clone 的手册页关于地址的确切位置不是很清楚:“内存空间的最高地址”。

只是等待 child 的状态改变并假设它死了有点草率，然后拿走它的堆栈可能会导致段错误，但我再次认为这不是问题，因为你可能不会疯狂地发送信号到你的哲学家。

如果我运行你的应用程序，哲学家可以在 gdb 内外不受干扰地完成他们的晚餐，所以以下是一个猜测。让我们将克隆哲学家的父进程称为“ table ”。克隆哲学家后，该表会将返回的 pid 存储在 ph 中。 ，假设将该号码分配给椅子。哲学家做的第一件事就是寻找他的椅子。如果他没有找到他的椅子，他将有一个未初始化的 phno用于访问他的信号量。现在这很可能导致段错误。

该实现假设在哲学家开始之前将控制权返回到表中。我在手册页中找不到这样的保证，我实际上希望这不是真的。克隆接口(interface)也有可能将进程 ID 放置在子进程和父进程共享的内存中，这表明这是一个公认的问题(参见参数 pid 和 ctid)。如果使用了这些，则 pid 将在表或刚刚克隆的哲学家获得控制之前写入。

这个错误很有可能解释了内部和外部之间的差异gdb , 因为 gdb非常了解在其监督下产生的进程，并且可能以不同于操作系统的方式对待它们。

或者，您可以为表分配一个信号量。所以没有人坐在 table 旁，直到 table 说出来，显然是在它分配了所有椅子之后。这将更好地使用信号量 dead .

顺便提一句。您当然完全清楚，您的解决方案的设置确实允许所有哲学家最终每个人都有一个 fork (嗯，筷子)并饿死等待另一个的情况。幸运的是，发生这种情况的机会非常渺茫。