Exponenta Banner

CERT C: Rec. POS53-C

Не используйте больше чем одно взаимное исключение в параллельных операциях ожидания на условной переменной

расширьте все на странице

Описание

Управляйте определением

Не используйте больше чем одно взаимное исключение в параллельных операциях ожидания на условной переменной. [1]

Реализация Polyspace

Это средство проверки проверяет на Несколько взаимных исключений, используемых с той же условной переменной.

Примеры

развернуть все

Проблема

Эта проблема происходит, когда несколько потоков используют больше чем одно взаимное исключение, чтобы одновременно ожидать на той же условной переменной. Поток ожидает на условной переменной путем вызывания функций pthread_cond_timedwait или pthread_cond_wait. Эти функции берут условную переменную и заблокированное взаимное исключение в качестве аргументов, и условная переменная связана с тем взаимным исключением, когда поток ожидает на условной переменной.

Средства проверки отмечают использование pthread_cond_timedwait или pthread_cond_wait в одном из потоков. См. столбец Event в панели Results Details, чтобы просмотреть потоки, ожидающие на той же условной переменной и использующие различное взаимное исключение.

Риск

Когда поток ожидает на условной переменной с помощью взаимного исключения, условная переменная связана с тем взаимным исключением. Любой другой поток с помощью различного взаимного исключения, чтобы ожидать на той же условной переменной является неопределенным поведением согласно стандарту POSIX.

Фиксация

Используйте тот же взаимоисключающий аргумент в pthread_cond_timedwait или pthread_cond_wait когда потоки одновременно ожидают на той же условной переменной или используют отдельные условные переменные в каждом взаимном исключении.

Пример - параллельное ожидание при условии переменная с несколькими взаимными исключениями

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define Thrd_return_t                    void *
#define __USE_XOPEN2K8



#define COUNT_LIMIT 5

static void fatal_error(void)
{
    exit(1);
}


pthread_mutex_t mutex1;
pthread_mutex_t mutex2;
pthread_mutex_t mutex3;
pthread_cond_t cv;

int count1 = 0, count2 = 0, count3 = 0;
#define DELAY 8

Thrd_return_t waiter1(void* arg)
{
    int ret;
    while (count1 < COUNT_LIMIT) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex1)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex1)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count1 = %d\n", ++count1);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex1)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t waiter2(void* arg)
{
    int ret;
    while (count2 < COUNT_LIMIT) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex2)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex2)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count2 = %d\n", ++count2);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex2)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t signaler(void* arg)
{
    int ret;
    while ((count1 < COUNT_LIMIT) || (count2 < COUNT_LIMIT)) {
        sleep(1);
        printf("signaling\n");
        if ((ret = pthread_cond_broadcast(&cv)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t waiter3(void* arg)
{
    int ret;
    while (count3 % COUNT_LIMIT != 0) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex3)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex3)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count3 = %d\n", ++count3);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex3)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

int main(void)
{
    int ret;
    pthread_t thread1, thread2, thread3;

    pthread_mutexattr_t attr;

    if ((ret = pthread_mutexattr_init(&attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }

    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex1, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex2, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex3, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_cond_init(&cv, NULL)) != 0) {
        /* handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread1, NULL, &waiter1, NULL))) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread2, NULL, &waiter2, NULL))) {
        /* handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread3, NULL, &signaler, NULL))) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread1, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread2, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread3, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }

    while (1) { ; }

    return 0;
}

В этом примере различное взаимное исключение используется, чтобы защитить каждый count переменная. Начиная со всех трех waiter функции ожидают на той же условной переменной cv с различными взаимными исключениями, вызовом pthread_cond_wait успешно выполнится для одного из потоков, и вызов будет не определен для других двух.

Средство проверки повышает дефект для функционального waiter3 даже при том, что функция не вызывается прямо или косвенно потоком, точкой входа или прерыванием. Анализ рассматривает функциональный waiter3 вызванный основной программой через ее функциональный адрес или неопознанный поток, создание которого является недостающим исходным кодом.

Коррекция — использует то же взаимное исключение во всех потоках, ожидающих на той же условной переменной

Одна возможная коррекция должна передать тот же взаимоисключающий аргумент всему вызову pthread_cond_wait это используется, чтобы ожидать на той же условной переменной.

 #include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <pthread.h>
#define Thrd_return_t                    void *
#define __USE_XOPEN2K8



#define COUNT_LIMIT 5

static void fatal_error(void)
{
    exit(1);
}


pthread_mutex_t mutex;

pthread_cond_t cv;

int count1 = 0, count2 = 0, count3 = 0;
#define DELAY 8

Thrd_return_t waiter1(void* arg)
{
    int ret;
    while (count1 < COUNT_LIMIT) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count1 = %d\n", ++count1);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t waiter2(void* arg)
{
    int ret;
    while (count2 < COUNT_LIMIT) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count2 = %d\n", ++count2);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t signaler(void* arg)
{
    int ret;
    while ((count1 < COUNT_LIMIT) || (count2 < COUNT_LIMIT)) {
        sleep(1);
        printf("signaling\n");
        if ((ret = pthread_cond_broadcast(&cv)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}

Thrd_return_t waiter3(void* arg)
{
    int ret;
    while (count3 % COUNT_LIMIT != 0) {
        if ((ret = pthread_mutex_lock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        if ((ret =
                 pthread_cond_wait(&cv, &mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
        sleep(random() % DELAY);
        printf("count3 = %d\n", ++count3);
        if ((ret = pthread_mutex_unlock(&mutex)) != 0) {
            /* Handle error */
            fatal_error();
        }
    }
    return (Thrd_return_t)0;
}
/* 
void user_task(void)
{
    (void)waiter3(NULL);
} */

int main(void)
{
    int ret;
    pthread_t thread1, thread2, thread3;

    pthread_mutexattr_t attr;

    if ((ret = pthread_mutexattr_init(&attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutexattr_settype(&attr, PTHREAD_MUTEX_ERRORCHECK)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }

    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_mutex_init(&mutex, &attr)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_cond_init(&cv, NULL)) != 0) {
        /* handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread1, NULL, &waiter1, NULL))) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread2, NULL, &waiter2, NULL))) {
        /* handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_create(&thread3, NULL, &signaler, NULL))) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread1, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread2, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }
    if ((ret = pthread_join(thread3, NULL)) != 0) {
        /* Handle error */
        fatal_error();
    }

    while (1) { ; }

    return 0;
}

Проверяйте информацию

Группа: правило 50. POSIX (POS)

Смотрите также

Темы

Внешние веб-сайты

Введенный в R2020a

[1]  Это программное обеспечение было создано MathWorks, включающим фрагменты: “Веб-сайт SEI CERT-C”, © 2017 Carnegie Mellon University, веб-сайт SEI CERT-C © 2017 Carnegie Mellon University”, CERT SEI C Кодирование Стандарта – Правил для Разработки безопасных, Надежных и Защищенных систем – 2 016 Выпусков”, © 2016 Carnegie Mellon University, and “CERT SEI Стандарт Кодирования C++ – Правил для Разработки безопасных, Надежных и Защищенных систем на C++ – 2 016 Выпусков” © 2016 Carnegie Mellon University, со специальным разрешением от его Института программной инженерии.

ЛЮБОЙ МАТЕРИАЛ УНИВЕРСИТЕТА КАРНЕГИ-МЕЛЛОН И/ИЛИ ЕГО ИНСТИТУТА ПРОГРАММНОЙ ИНЖЕНЕРИИ СОДЕРЖАЛ, ЗДЕСЬ ПРЕДОСТАВЛЯЕТСЯ НА ОСНОВЕ "ASIS". УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ-МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ ГАРАНТИЙ НИКАКОГО ВИДА, ИЛИ ВЫРАЗИЛ ИЛИ ПОДРАЗУМЕВАЛ, ОТНОСИТЕЛЬНО ЛЮБОГО ВОПРОСА ВКЛЮЧАЯ, НО НЕ ОГРАНИЧИЛ, ГАРАНТИЯ ПРИГОДНОСТИ ДЛЯ ЦЕЛИ ИЛИ ВЫСОКОГО СПРОСА, ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОСТИ, ИЛИ ЗАКАНЧИВАЕТСЯ ПОЛУЧЕННЫЙ ИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МАТЕРИАЛА. УНИВЕРСИТЕТ КАРНЕГИ-МЕЛЛОН НЕ ДАЕТ ГАРАНТИИ НИКАКОГО ВИДА ОТНОСИТЕЛЬНО СВОБОДЫ ОТ ПАТЕНТА, ТОВАРНОГО ЗНАКА ИЛИ НАРУШЕНИЯ АВТОРСКОГО ПРАВА.

Это программное обеспечение и сопоставленная документация не были рассмотрены, ни являются подтвержденным Университетом Карнеги-Меллон или его Институтом программной инженерии.

Документация Polyspace Bug Finder
Поддержка