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Free threading: Data race on `tool_id` in `sys.monitoring`

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interpreter-core topic-free-threading type-bug
Vorherrschende Sprache
Python
Sterne
77.2k
Forks
35.9k
PR-Merge-Kennzahlen
PR-Kennzahlen ausstehend

Beschreibung

Bug report

Bug description:

Thanks devdanzin for his fusil, this issue was reported by #153852 TSAN-0030. It;s a data race about interp->monitoring_tool_names[tool_id]

how to reproduce

run the following on a no-gil tsan build

import sys, threading
assert not sys._is_gil_enabled(), "run free-threaded: PYTHON_GIL=0"

# sys.monitoring.use_tool_id(tool_id, name) does an unsynchronized check-then-act on the
# interpreter-global registry interp->monitoring_tool_names[tool_id]:
#     if (interp->monitoring_tool_names[tool_id] != NULL) { raise; }   # :2190  read
#     interp->monitoring_tool_names[tool_id] = Py_NewRef(name);        # :2194  write
# Many threads racing to claim the SAME free tool id read the slot while one writes it.
mon = sys.monitoring
TOOL_ID = 3                 # any 0..5; not reserved
NT = 8
ROUNDS = 6000

enter = threading.Barrier(NT + 1)
leave = threading.Barrier(NT + 1)

def worker():
    for _ in range(ROUNDS):
        enter.wait()            # all workers released together onto a freshly-freed slot
        try:
            mon.use_tool_id(TOOL_ID, "t")   # read :2190 races the winner's write :2194
        except ValueError:
            pass                # "tool 3 is already in use" -> lost the race, expected
        leave.wait()

ts = [threading.Thread(target=worker, name=f"w{i}") for i in range(NT)]
for t in ts:
    t.start()
for r in range(ROUNDS):
    mon.free_tool_id(TOOL_ID)   # NULL the slot so the next round starts from a free id
    enter.wait()
    leave.wait()
for t in ts:
    t.join()
print("done, no crash")
CPython versions tested on:

CPython main branch

Operating systems tested on:

Linux

Linked PRs
  • gh-154459

Beitragsleitfaden

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Erste Schritte

  1. Lies das ganze Issue und danach den Beitragsleitfaden des Projekts.
  2. Schreib ins Issue, dass du es übernimmst — das erspart doppelte Arbeit.
  3. Forke das Repository und arbeite in einem Branch.
  4. Öffne einen Pull Request, der die Issue-Nummer nennt.

Rechercherichtung

Beginne mit den Einstiegspunkten sys.monitoring.use_tool_id() und free_tool_id(), auf die um die Zeilen 2190 und 2194 verwiesen wird, und führe dann den mitgelieferten Reproducer auf einem no-GIL-TSAN-Build aus. Als erledigt gilt die Aufgabe, wenn der wiederholte Test zum gleichzeitigen Claim/Free keinen Data Race mehr meldet und dabei das erwartete Tool-ID-Verhalten erhalten bleibt; der verknüpfte PR gh-154459 zeigt an, dass die Arbeit bereits im Gange ist.

Vom Indexierungsmodell aus dem Issue-Text verfasst.

Bewertung

Tech-Stack
python
Bereich
backend
Issue-Typ
Bug
Schwierigkeit
4/5
Geschätzter Aufwand
3-5 Tage
Aktivitätsstatus
Veraltet
Klarheit
Klar beschrieben
Anfängerfreundlichkeit
25/100

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