ОБЗОР

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>

Требования макроса тестирования свойств для glibc (см. feature_test_macros(7)):

semtimedop(): _GNU_SOURCE

ОПИСАНИЕ

unsigned short  semval;   /* значение семафора */
unsigned short  semzcnt;  /* # ожидает ноль */
unsigned short  semncnt;  /* # ожидает увеличения */
pid_t           sempid;   /* ID процесса, выполнявшего последнюю
                             операцию */

unsigned short sem_num;  /* номер семафора */
short          sem_op;   /* операция над семафором */
short          sem_flg;  /* флаги операции */

Набор операций из sops выполняется в порядке появления в массиве и является атомарным, то есть выполняются или все операции, или ни одной. Поведение системного вызова при обнаружении невозможности немедленного выполнения операций зависит от наличия флага IPC_NOWAIT в полях sem_flg отдельных операций, как это описано далее.

Каждая операция выполняется над sem_num-тым семафором из набора, где первый семафор имеет номер 0. Есть три типа операций, различающихся значением sem_op.

Если значение sem_op — положительное целое число, то оно добавляется к значению семафора (semval). Если для операции стоит флаг SEM_UNDO, то система вычитает значение sem_op из значения регулировки (semadj) семафора. Эта операция выполняется всегда и не переводит нить в режим ожидания. Вызывающий процесс должен иметь права на изменение набора семафоров.

Если значение sem_op равно нулю, то процесс должен иметь права на чтение набора семафоров. Эта операция «ожидания нуля»: если semval равно нулю, то операция может выполнится сразу. Иначе, если в поле семафора sem_flg указан флаг IPC_NOWAIT, то semop() завершается с ошибкой и errno присваивается значение EAGAIN (и ни одна операция из sops не выполняется). Или же semzcnt (счётчик нитей, ожидающих пока значение семафора не сравнялось с нулём) увеличивается на единицу, а нить переходит в режим ожидания пока не случится одно из:

• Значение semval станет равным 0, тогда значение semzcnt уменьшается.
• Набор семафоров удалится: semop() завершается с ошибкой, а errno присваивается значение EIDRM.
• Вызывающая нить получит сигнал: значение semncnt уменьшается и semop() завершается с ошибкой, а errno присваивается значение EINTR.

Если значение sem_op меньше нуля, то процесс должен иметь права на изменение набора семафоров. Если значение semval больше или равно абсолютному значению sem_op, то операция может выполнятся сразу: абсолютное значение sem_op вычитается из semval, и, если для этой операции установлен флаг SEM_UNDO, система добавляет абсолютное значение sem_op к значению регулировки (semadj) семафора. Если абсолютное значение sem_op больше semval, и в sem_flg указан IPC_NOWAIT, то semop() завершается с ошибкой, а errno присваивается значение EAGAIN (и ни одна операция из sops не выполняется). Иначе semncnt (счётчик нитей, ожидающих увеличения значения семафора) увеличивается на единицу, а нить переходит в режим ожидания пока не случится одно из:

• semval становится больше или равно абсолютному значению sem_op: операция продолжается как описано выше.
• Набор семафоров удалится из системы: semop() завершается с ошибкой, а errno присваивается значение EIDRM.
• Вызывающая нить получит сигнал: значение semncnt уменьшается и semop() завершается с ошибкой, а errno присваивается значение EINTR.

При успешном выполнении значение sempid для каждого семафора, указанного в массиве, на который указывает sops, устанавливается равным идентификатору вызывающего процесса. Также sem_otime присваивается значение текущего времени.

semtimedop()

Заметим, что если semtimeop() прерывается сигналом, то вызов завершается с ошибкой EINTR, а содержимое timeout не изменяется.

ВОЗВРАЩАЕМОЕ ЗНАЧЕНИЕ

ВЕРСИИ

СООТВЕТСТВИЕ СТАНДАРТАМ

ЗАМЕЧАНИЯ

Структуры процесса sem_undo не наследуются потомками, созданными через fork(2), но они наследуются при выполнении системного вызова execve(2).

Вызов semop() никогда автоматически не перезапускается после прерывания обработчиком сигнала, независимо от установки флага SA_RESTART при настройке обработчика сигнала.

Значение регулировки семафора (semadj) есть в каждом процессе. Это целое число — простой (отрицательный) счётчик всех операций над семафорами, для которых установлен флаг SEM_UNDO. В каждом процессе есть список значений semadj — по одному значению на каждый семафор, у которых установлен флаг SEM_UNDO. При завершении процесса. каждое из значений semadj семафора добавляется к соответствующему семафору, достигая таким образом эффекта выполнения операций процесса над семафорами (но смотрите раздел ДЕФЕКТЫ). Когда значение семафора явно устанавливается с помощью запроса SETVAL или SETALL вызовом semctl(2), то соответствующие значения semadj во всех процессах очищаются. Флаг CLONE_SYSVSEM clone(2) позволяет нескольким процессам совместно использовать список semadj; подробности смотрите в clone(2).

Значения semval, sempid, semzcnt и semnct семафора можно получить с помощью соответствующих вызовов semctl(2).

Ограничения семафоров

SEMOPM

Максимальное количество операций, разрешённых для одного вызова semop(). До версии Linux 3.19, значение по умолчанию было 32. Начиная с Linux 3.19, значение по умолчанию равно 500. В Linux это ограничение можно прочитать и изменить через третье поле /proc/sys/kernel/sem. Замечание: это ограничение не должно превышать 1000, так как есть риск, что semop(2) завершится с ошибкой из-за фрагментации памяти ядра при выделении памяти при копировании массива sops.

SEMVMX

Максимально допустимое значение semval: зависит от реализации (32767).

Реализация не накладывает существенных ограничений на максимальное значение (SEMAEM), на которое можно изменить значение семафора при выходе, максимальное количество системных структур откатываемых операций (SEMMNU) и максимальное количество элементов отката системных параметров на процесс.

ПРИМЕР

    struct sembuf sops[2];
    int semid;
    /* код для установки semid не показан */
    sops[0].sem_num = 0;        /* применяем к семафору 0 */
    sops[0].sem_op = 0;         /* ждём значения, равного 0 */
    sops[0].sem_flg = 0;
    sops[1].sem_num = 0;        /* применяем к семафору 0 */
    sops[1].sem_op = 1;         /* увеличиваем значение на 1 */
    sops[1].sem_flg = 0;
    if (semop(semid, sops, 2) == -1) {
        perror("semop");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }