NAZWA¶

semop, semtimedop - operacje na semaforach

SKŁADNIA¶

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/sem.h>

int semop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops);

int semtimedop(int semid, struct sembuf *sops, unsigned nsops, struct timespec *timeout);

OPIS¶

Semafor jest reprezentowany za pomocą anonimowej struktury zawierającej następujące pola:

unsigned short  semval;   /* wartość semafora */
unsigned short  semzcnt;  /* # oczekiwanie na  zero */
unsigned short  semncnt;  /* # oczekiwanie na zwiększenie */
pid_t           sempid;   /* proces, który wykonał ost. op. */

unsigned short sem_num;        /* numer semafora */
short sem_op;                  /* operacja na semaforze */
short sem_flg;                 /* dodatkowe znaczniki operacji */

Zestaw operacji zawartych w sops jest wykonywany atomowo, to znaczy, operacje są wykonywane jednocześnie i tylko wtedy, gdy wszystkie mogą być jednocześnie wykonywane. Zachowanie funkcji systemowej w sytuacji, gdy nie wszystkie operacje mogą być wykonane natychmiast, zależy od ustawienia znacznika IPC_NOWAIT w poszczególnych polach sem_flg, jak to opisano poniżej.

Każda z nich jest wykonywana na sem_num-tym semaforze w zestawie, przy czym pierwszy semafor ma numer 0. Istnieją trzy rodzaje operacji, rozróżniane na podstawie wartości sem_op.

Jeśli sem_op jest liczbą dodatnią, to wartość semafora (semval) zostanie zwiększona o tę liczbę. Ponadto, jeśli został przekazany znacznik SEM_UNDO, wówczas system zaktualizuje licznik zmian (semadj) tego semafora dla procesu Operacja ta nigdy nie powoduje wstrzymania procesu. Proces wywołujący funkcję musi mieć prawo do modyfikacji zestawu semaforów.

Jeśli sem_op jest równe 0, proces musi mieć prawo do odczytu zestawu semaforów. Jest to operacja "oczekiwania na zero" (wait-for-zero): gdy semval ma wartość 0, operacja może być kontynuowana bezzwłocznie. W przeciwnym razie, jeśli w sem_flg przekazany został znacznik IPC_NOWAIT, wówczas funkcja systemowa zgłosi błąd, zaś zmienna errno przyjmie wartość EAGAIN (i żadna z operacji z sops nie zostanie wykonana). Jeśli proces zostanie wstrzymany przez system, wówczas wartość semzcnt (liczby procesów oczekujących na osiągnięcie przez semafor wartości zero) zostanie zwiększona o 1. Proces będzie zawieszony aż do chwili, gdy spełniony zostanie jeden z poniższych warunków:

• semval osiągnie wartość 0; wówczas wartość pola semzcnt zostanie zmniejszona o 1.
• Zestaw semaforów zostanie usunięty: system zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EIDRM.
• Proces wywołujący funkcję przechwyci sygnał: wartość semzcnt zostanie zmniejszona o 1, natomiast system zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EINTR.

Jeśli sem_op ma wartość mniejszą od 0, to proces musi mieć prawo do modyfikacji zestawu semaforów. Jeśli wówczas wartość semafora semval jest większa lub równa wartości bezwzględnej sem_op, to operacja może być kontynuowana bezzwłocznie: wartość semafora semval zostanie zmniejszona o wartość bezwzględną sem_op. Ponadto, jeśli przekazano znacznik SEM_UNDO, wówczas system zaktualizuje licznik zmian semafora dla procesu (semadj). Jeśli wartość bezwzględna sem_op jest większa niż semval, a w sem_flg przekazano znacznik IPC_NOWAIT, system zgłosi błąd przypisując zmiennej errno wartość EAGAIN (i żadna z operacji z sops nie zostanie wykonana). W przeciwnym wypadku semncnt (licznik procesów oczekujących na zwiększenie wartości tego semafora) zostanie zwiększony o 1. Proces może być wznowiony w następujących sytuacjach:

• semval osiągnie wartość większą lub równą wartości bezwzględnej sem_op; wtedy wartość semncnt zostanie zmniejszona o 1, zaś wartość bezwzględna z sem_op zostanie odjęta od semval . Jeśli przekazany został znacznik SEM_UNDO , to system zaktualizuje licznik zmian semafora dla procesu (semadj).
• Zestaw zostanie usunięty z systemu: funkcja systemowa zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EIDRM.
• Proces wywołujący funkcję przechwyci sygnał: wartość semncnt zostanie zmniejszona o 1, natomiast funkcja systemowa zgłosi błąd, przypisując zmiennej errno wartość EINTR.

Jeśli operacja zostanie zakończona pomyślnie, to wartości sempid każdego z semaforów wyszczególnionych w tablicy wskazywanej przez sops przypisany zostanie identyfikator procesu (PID), który wywołał semop. Ponadto, polu sem_otime przypisany zostanie aktualny czas. Funkcja semtimedop zachowuje się tak samo jak funkcja semop, poza tym że w tych przypadkach gdy proces wywołujący by spał, czas trwania spania jest ograniczony przez czas określony w strukturze timespec, do której adres jest przekazywany w parametrze timeout. Jeśli osiągnięto określony limit czasu, to wywołanie systemowe zwraca błąd, ustawiając errno na EAGAIN (i żadna z operacji w sops nie jest wykonywana). Jeżeli parametr timeout jest NULL, to semtimedop zachowuje się dokładnie tak samo jak semop.

WARTOŚĆ ZWRACANA¶

Jeśli operacja zakończy się pomyślnie, wówczas funkcja zwróci 0, a w przeciwnym wypadku zwróci -1, przypisując zmiennej errno kod określający rodzaj błędu.

BŁĘDY¶

Po niepomyślnym zakończeniu, zmienna errno przyjmie jedną z następujących wartości:

E2BIG

Wartość nsops przekracza SEMOPM, maksymalną liczbę operacji wykonywanych w jednym wywołaniu.

EACCES

Proces nie ma uprawnień potrzebnych do wykonania jednej z podanych operacji.

EAGAIN

Operacja opatrzona znacznikiem IPC_NOWAIT w sem_flg nie może być natychmiast wykonana lub upłynął limit czasu określony w parametrze timeout.

EFAULT

Adres wskazywany przez sops jest niedostępny.

EFBIG

Numer semafora sem_num, do którego odnosi się jedna z operacji, jest mniejszy od 0 albo większy lub równy liczbie semaforów w zestawie.

EIDRM

Zestaw został usunięty z systemu.

EINTR

Podczas oczekiwania na wykonanie operacji proces przechwycił sygnał.

EINVAL

Zestaw semaforów nie istnieje lub wartość semid jest mniejsza od 0 lub wartość nsops nie jest liczbą dodatnią.

ENOMEM

Brak pamięci na zapamiętanie zmian wywołanych przez operację (znacznik SEM_UNDO w sem_flg).

ERANGE

Dla pewnej operacji wartość sem_op+semval przekroczyła SEMVMX, zależną od implementacji maksymalną wartość semval.

UWAGI¶

Struktury sem_undo nie są dziedziczone poprzez wywołania funkcji systemowej fork(2), ale są dziedziczone poprzez wywołania funkcji systemowej execve(2).

semop nie jest nigdy automatycznie uruchamiana ponownie po jej przerwaniu przez funkcję obsługi sygnału, niezależnie od ustawień znacznika SA_RESTART podczas tworzenia funkcji obsługi sygnału.

semadj jest przypisaną procesowi liczbą całkowitą, która stanowi po prostu (ujemny) licznik wszystkich operacji na semaforach wykonanych z podaniem znacznika SEM_UNDO. Podczas bezpośredniego nadawania wartości semaforowi za pomocą poleceń SETVAL lub SETALL dla semctl(2), odpowiednie wartości semadj dla wszystkich procesów są zerowane.

Wartości semval, sempid, semzcnt i semnct dla semafora można odczytać za pomocą odpowiednich wywołań semctl(2).

Wywołania semop dotyczą następujące ograniczenia zasobów:

SEMOPM

Maksymalna liczba operacji, które mogą być wykonane w jednym wywołaniu semop: (32).

SEMVMX

Maksymalna dozwolona wartość semval: zależy od implementacji (32767).

Implementacja w systemie Linux nie nakłada wewnętrznych ograniczeń na maksymalną zmianę wartości semafora podczas zakończenia procesu (SEMAEM), na ogólnosystemową liczbę struktur przechowujących informacje o zmianach stanu semaforów (SEMMNU), ani na maksymalną dla procesu liczbę struktur przechowujących informacje o zmianach stanu semaforów.

USTERKI¶

Gdy proces kończy działanie, zestaw skojarzonych z nim struktur semadj jest wykorzystywany do cofnięcia efektów wszystkich operacji na semaforach, które ten proces wykonał z ustawionym znacznikiem SEM_UNDO. Wprowadza to trudność: jeżeli jedna (lub więcej) spośród tych zmian semaforów spowodowałby próbę zmniejszenia wartości semafora poniżej zera, to co implementacja powinna uczynić? Jednym z możliwych podejść do tego zadadnienia mogło by być zablokowanie do chwili, gdy przeprowadzenie wszystkich zmian semaforów będzie możliwe. Jest to jednakże niepożądane, gdyż spowodowałoby wymuszenie zablokowania zakończenia procesu na dowolnie długi okres. Inną możliwością jest zignorowanie wszystkich takich zmian semaforów (nieco analogiczne do niepomyślnego zakończenia, gdy dla operacji na semaforze podany jest znacznik IPC_NOWAIT). Linux przyjął trzecie rozwiązanie: zmniejszenie wartości semafora na tyle, na ile jest to możliwe (tzn. do zera) i umożliwienie natychmiastowej kontynuacji kończenia działania procesu.

ZGODNE Z¶

SVr4, SCID. SVr4 dokumentuje dodatkowe kody błędów: EINVAL, EFBIG i ENOSPC.

ZOBACZ TAKŻE¶

ipc(5), semctl(2), semget(2), sigaction(2)