Data race between `sys._current_exceptions()` and a concurrently attaching thread
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- Python
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Beschreibung
Bug description:
In the free-threaded build, sys._current_exceptions() iterates every thread state under stop-the-world + HEAD_LOCK and reads t->thread_id.
But a newly started thread sets tstate->thread_id in bind_tstate() without holding HEAD_LOCK. Its PyThreadState is already on the interpreter's thread list by this point.
A thread that is still attaching is not yet stop-the-world-stoppable. _PyEval_StopTheWorldAll() therefore does not pause it, and its unlocked write to tstate->thread_id races the stop-the-world reader in _PyThread_CurrentExceptions.
Reproducer:
import sys
import threading
stop = threading.Event()
def reader(): # keep stop-the-world almost always active
for _ in range(20000):
sys._current_exceptions()
def churn(): # continuously attach new threads (bind_tstate)
for _ in range(20000):
t = threading.Thread(target=lambda: None)
t.start()
t.join()
readers = [threading.Thread(target=reader) for _ in range(8)]
churners = [threading.Thread(target=churn) for _ in range(4)]
for t in readers + churners: t.start()
for t in readers + churners: t.join()
TSAN Report:
WARNING: ThreadSanitizer: data race (pid=94157)
Read of size 8 at 0x0001081180b0 by thread T1:
#0 _PyThread_CurrentExceptions pystate.c:2817
#1 sys__current_exceptions sysmodule.c.h:1180
#2 cfunction_vectorcall_NOARGS methodobject.c:508
#3 PyObject_Vectorcall call.c:327
#4 _Py_VectorCallInstrumentation_StackRefSteal ceval.c:768
#5 _PyEval_EvalFrameDefault generated_cases.c.h:1906
...
Previous write of size 8 by thread T9:
#0 bind_tstate pystate.c:178
#1 _PyThreadState_Bind pystate.c:2660
#2 thread_run _threadmodule.c:384
#3 pythread_wrapper thread_pthread.h:234
SUMMARY: ThreadSanitizer: data race pystate.c:2817 in _PyThread_CurrentExceptions
CPython versions tested on:
CPython main branch
Operating systems tested on:
macOS
Linked PRs
- gh-152755
- gh-156202
Beitragsleitfaden
Erste Schritte
- Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
- Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
- Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
- Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.
Rechercherichtung
Beginne mit bind_tstate() und _PyThread_CurrentExceptions in Python/pystate.c und sieh dir anschließend die verknüpften PRs gh-152755 und gh-156202 an. Führe den bereitgestellten Free-Threaded-Reproducer unter ThreadSanitizer aus und überprüfe, dass die gemeldete Race Condition zwischen dem Schreiben und Lesen von thread_id behoben ist, ohne neue Fehler einzuführen.
Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.
Bewertung
- Tech-Stack
- python
- Bereich
- operating-systems
- Issue-Typ
- Bug
- Schwierigkeit
- 4/5
- Geschätzter Aufwand
- 3-5 Tage
- Aktivitätsstatus
- Veraltet
- Klarheit
- Klar beschrieben
- Anfängerfreundlichkeit
- 25/100