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unsigned int5つのスレッドを使用して4294967295（）までの素数を見つけるプログラムを書いています。各スレッドは、IsPrime()関数を使用してチェックする数値の範囲を取得し（コードが壊れている場所ではないため、コードから関数を削除しました）、数値が素数の場合、サイズが指定された共有メモリファイルに数値を入れます500MBの。プログラムが機能することを確認するために、0から25までの小さな範囲の数値から始めました。したがって、各スレッドは5つの数値を取得してチェックし、マップされたファイルに入れます。コードは次のとおりです。

#define _BSD_SOURCE

#include <sys/mman.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <math.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>

/* The program is using 5 threads to find prime numbers.
therefore, each thread is responsible for finding the numbers
with in a specific range: unsigned int / 5
*/

#define THREAD_1_BEGIN 0
#define THREAD_1_END 5

#define THREAD_2_BEGIN 6
#define THREAD_2_END 10

#define THREAD_3_BEGIN 11
#define THREAD_3_END 15

#define THREAD_4_BEGIN 16
#define THREAD_4_END 20

#define THREAD_5_BEGIN 21
#define THREAD_5_END 25



// The shared variable to hold the total number of primes.
unsigned int totalPrimes = 0;

// Shared memory variables
unsigned char *bitmap;
unsigned int bitmap_size = 4294967295 / 8 + 1; // size of unsigned int
unsigned int *prime_numbers;
unsigned int object_size = 1024 * 1024 * 500; // 500 MB
void *addr;

// Threads
pthread_t threads[5];
pthread_mutex_t total_Mutex;

void *ThreadWorker(void *threadId);
int IsPrime(unsigned int number);
void *mount_shmem(char *path, unsigned int object_size); 

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

  // Set the threads attributes and mutex
  pthread_attr_t attr;

  pthread_mutex_init(&total_Mutex, NULL);

  pthread_attr_init(&attr);
  pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);

  // Set the shared memory
  addr = mount_shmem("threadedshm", object_size);
  bitmap = addr;

  prime_numbers = (unsigned int*)(bitmap + bitmap_size);

  for(i = 0; i<5; i++){
    pthread_create(&threads[i], &attr, ThreadWorker, (void *)i);
  }

  pthread_attr_destroy(&attr);

  // Wait for each thread
  for(i = 0; i<5; i++){
    pthread_join(threads[i], &status);
  }

  printf("\n TOTAL: %u \n", totalPrimes);

  pthread_mutex_destroy(&total_Mutex);
  pthread_exit(NULL);

}

void *ThreadWorker(void *threadId)
{
  int pos = (int) threadId;
  unsigned int t1;
  unsigned int t2;
  unsigned int t3;
  unsigned int t4;
  unsigned int t5;

  if(pos == 0){
    for(t1 = THREAD_1_BEGIN; t1 <= THREAD_1_END; t1++){
      if(IsPrime(t1)){
        printf("Thread 1: %u\n", t1);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t1;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
      }
    } 
  }else if(pos == 1){
    for(t2 = THREAD_2_BEGIN; t2 <= THREAD_2_END; t2++){
      if(IsPrime(t2)){
        printf("Thread 2: %u\n", t2);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t2;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
      }
    } 
  }else if(pos == 2){
    for(t3 = THREAD_3_BEGIN; t3 <= THREAD_3_END; t3++){
      if(IsPrime(t3)){
        printf("Thread 3: %u\n", t3);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t3;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
      }
    } 
  }else if(pos == 3){
    for(t4 = THREAD_4_BEGIN; t4 <= THREAD_4_END; t4++){
      if(IsPrime(t4)){
        printf("Thread 4: %u\n", t4);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t4;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
        printf("Thread 4: %u\n", t4);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t4;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
      }
    } 
  }else if(pos == 4){
    for(t5 = THREAD_5_BEGIN; t5 <= THREAD_5_END; t5++){
      if(IsPrime(t5)){
        printf("Thread 5: %u\n", t5);

        // put it in the shared memory file
        prime_numbers[totalPrimes] = t5;

        // Increment the counter by 1
        pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
        totalPrimes++;
        pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);
      }
    } 
  }

  pthread_exit((void*) 0);
}

void *mount_shmem(char *path, unsigned int object_size){
    int shmem_fd;
    void *addr;

    // create and resize the file
    shmem_fd = shm_open(path, O_CREAT | O_RDWR, S_IRUSR | S_IWUSR);
    if (shmem_fd == -1){
        fprintf(stdout, "failed to open shared memory object\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    // resize it to 500 MB
    if (ftruncate(shmem_fd, object_size) == -1){
        fprintf(stdout, "failed to resize shared memory object\n");
        exit(EXIT_FAILURE);     
    }

    addr = mmap(NULL, object_size, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, shmem_fd, 0);
    if (addr == MAP_FAILED){
        fprintf(stdout, "failed to map shared memory object\n");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    return addr;
}

ただし、配列に数値を挿入した時点で（prime_numbers[totalPrimes] = t1;）、セグメンテーション違反エラーが発生します。共有メモリファイルを開始するときに何が間違っているのか理解できません。複数のスレッドが同時にファイルを更新しようとする相互排除の問題である可能性があるため、1つのスレッドのみを使用して試してみましたが、問題ではありませんでした（最終的には必要になると思います）ミューテックスまたはセマフォ）。どんな助けでもいただければ幸いです。

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この行：

prime_numbers = (unsigned int*)(bitmap + bitmap_size);

prime_numbersが指す共有メモリ領域の範囲をはるかに超えて指すように設定しbitmapます（これがクラッシュの原因です）。

次のようなコードでは、競合状態も発生します。

    // put it in the shared memory file
    prime_numbers[totalPrimes] = t1;

    // Increment the counter by 1
    pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
    totalPrimes++;
    pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);

ロックの外側を読み取っtotalPrimesて書き込む配列インデックスを決定するため、2つのスレッドが同じ配列インデックスに書き込む可能性があり、更新が失われる可能性があります。これを修正するには、インクリメントを実行するときに書き込む配列インデックスをフェッチします。

    // Increment the counter by 1
    pthread_mutex_lock(&total_Mutex);
    thisPrime = totalPrimes++;
    pthread_mutex_unlock(&total_Mutex);

    // put it in the shared memory file
    prime_numbers[thisPrime] = t1;
于 2012-11-14T04:52:55.873 に答える