Provided by: manpages-pl-dev_0.7-2_all 
NAZWA
semop, semtimedop - operacje na semaforach Systemu V
SKŁADNIA
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops);
int semtimedop(int semid, struct sembuf *sops, size_t nsops,
const struct timespec *timeout);
Wymagane ustawienia makr biblioteki glibc (patrz feature_test_macros(7)):
semtimedop(): _GNU_SOURCE
OPIS
Z każdym semaforem w zestawie semaforów Systemu V są skojarzone następujące wartości:
unsigned short semval; /* wartość semafora */
unsigned short semzcnt; /* liczba oczekujących na zero */
unsigned short semncnt; /* liczba oczekujących na zwiększenie */
pid_t sempid; /* PID procesu, który jako ostatni
zmodyfikował wartość semafora */
semop() wykonuje operacje na wybranych semaforach z zestawu wskazywanego przez semid.
Każdy z nsops elementów tablicy wskazywanej przez parametr sops jest strukturą określającą
operację, która ma być wykonana na pojedynczym semaforze. Struktura struct sembuf zawiera
następujące pola:
unsigned short sem_num; /* numer semafora */
short sem_op; /* operacja na semaforze */
short sem_flg; /* znaczniki operacji */
W sem_flg mogą zostać ustawione znaczniki operacji: IPC_NOWAIT i SEM_UNDO. Jeśli podano
znaczniki SEM_UNDO, to operacja zostanie automatycznie cofnięta w chwili, gdy proces
zakończy działanie.
Zestaw operacji zawartych w sops jest wykonywany w kolejności elementów tablicy oraz
atomowo, co oznacza, że operacje są wykonywane albo w całości, albo wcale. Zachowanie
wywołania systemowego 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 operacji jest wykonywana na semaforze o numerze sem_num w zestawie, przy czym
pierwszy semafor ma numer 0. Są 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 przekazano znacznik SEM_UNDO, to system odejmuje wartość (semop) od
wartości dopasowania (semadj) tego semafora. Operacja ta zawsze może być wykonana — nigdy
nie spowoduje wstrzymania wątku. 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 semop() zgłosi błąd, zaś zmienna errno przyjmie wartość EAGAIN (i
żadna z operacji z sops nie zostanie wykonana). Jeżeli proces zostanie wstrzymany przez
system, wówczas wartość semzcnt (liczby wątków oczekujących na osiągnięcie przez semafor
wartości zero) zostanie zwiększona o 1, a wątek 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: semop() się nie powiedzie i przypisze zmiennej
errno wartość EIDRM.
• Wątek wywołujący funkcję przechwyci sygnał: wartość semzcnt zostanie zmniejszona, a
semop() zakończy się niepowodzeniem i przypisze 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, to system dodaje całkowitą wartość sem_op do wartości dopasowania
(semadj) tego semafora. Jeśli wartość bezwzględna sem_op jest większa niż semval, a w
sem_flg przekazano znacznik IPC_NOWAIT, to semop() zakończy się niepomyślnie, przypisując
zmiennej errno wartość EAGAIN (i żadna z operacji z sops nie zostanie wykonana). W
przeciwnym wypadku semncnt (licznik wątków oczekujących na zwiększenie wartości tego
semafora) zostanie zwiększony o 1, a wątek nie zostanie wznowiony aż do chwili
wystąpienia jednego z następujących zdarzeń:
• semval staje się większa lub równa wartości całkowitej sem_op: operacja przebiega teraz
zgodnie z opisem powyżej.
• Zestaw zostanie usunięty z systemu: semop() zwróci błąd i ustawi zmienną errno na
wartość EIDRM.
• Wątek wywołujący funkcję przechwyci sygnał: wartość semncnt zostanie zmniejszona, a
semop() zakończy się niepowodzeniem i przypisze 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) wywołującego. Ponadto polu sem_otime przypisany zostanie bieżący czas.
semtimedop()
semtimedop() zachowuje się tak samo jak semop(), poza tym że w tych przypadkach, gdy wątek
wywołujący by spał, czas trwania spania jest ograniczony przez czas określony w strukturze
timespec, której adres jest przekazywany w parametrze timeout (interwał zostanie
zaokrąglony w górę do dokładności zegara, a występowanie opóźnienia planisty jądra
oznacza, że ten interwał może być nieznacznie przekroczony). Jeśli osiągnięto określony
limit czasu, to semtimedop() 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().
Proszę zauważyć, że jeśli semtimeop() zostanie przerwane przez sygnał, co spowoduje
niepomyślne zakończenie wywołania z błędem EINTR, zawartość timeout pozostanie bez zmian.
WARTOŚĆ ZWRACANA
semop() i semtimedop zwracają 0, jeśli zakończą się pomyślnie. W przeciwnym wypadku
zwracają -1 i przypisują zmiennej errno wartość wskazującą na rodzaj błędu.
BŁĘDY
W przypadku wystąpienia błędu, zmiennej errno przypisywana jest jedna z następujących
wartości:
E2BIG Wartość nsops przekracza SEMOPM, maksymalną liczbę operacji wykonywanych w jednym
wywołaniu.
EACCES Proces wywołujący nie ma wystarczających uprawnień do wykonania podanych operacji
na semaforach oraz nie ma ustawionego atrybutu CAP_IPC_OWNER.
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 parametr sops lub timeout 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 semaforów został usunięty.
EINTR Wątek przechwycił sygnał podczas oczekiwania na odebranie komunikatu; patrz
signal(7).
EINVAL Zestaw semaforów nie istnieje lub wartość semid jest mniejsza od zera, lub wartość
nsops nie jest liczbą dodatnią.
ENOMEM Znacznik SEM_UNDO został ustawiony w sem_flg dla pewnej operacji, a w systemie nie
ma wystarczającej ilości pamięci na utworzenie nowej struktury do przechowywania
informacji o zmianach.
ERANGE Dla pewnej operacji wartość sem_op+semval przekroczyła SEMVMX, czyli zależną od
implementacji maksymalną wartość semval.
WERSJE
semtimedop() po raz pierwszy pojawiło się w Linuksie 2.5.52, ale zostało przeniesione
(backport) do jądra 2.4.22. Biblioteka glibc obsługuje semtimedop() od wersji 2.3.3.
ZGODNE Z
POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4.
UWAGI
Dołączenie <sys/types.h> i <sys/ipc.h> nie jest wymagane na Linuksie ani przez żadną z
wersji POSIX. Jednak niektóre stare implementacje wymagają dołączenia tych plików
nagłówkowych, SVID również dokumentuje ich dołączenie. Aplikacje które mają być przenośne
na tego typu stare systemy mogą wymagać dołączenia omawianych plików nagłówkowych.
Struktury sem_undo nie są dziedziczone przez dzieci tworzone za pomocą fork(2), ale są
dziedziczone przez wywołanie systemowe execve(2).
semop() nie jest nigdy automatycznie uruchamiana ponownie po przerwaniu przez funkcję
obsługi sygnału, niezależnie od ustawień znacznika SA_RESTART używanego podczas tworzenia
funkcji obsługi sygnału.
Wartość dopasowania semafora (semadj) jest przypisana do procesu i semafora i jest sumą
wszystkich operacji na semaforze z flagą SEM_UNDO, ze znakiem przeciwnym. Każdy proces ma
listę wartości semadj - po jednej dla każdego semafora na której operuje za pomocą
SEM_UNDO. Gdy proces się kończy wszystkie jego wartości semadj przypisane do
poszczególnych semaforów są do nich dodawane, co powoduje przywrócenie wartości semafora
sprzed działania procesu (zob. jednak na BŁĘDY). Gdy wartość semafora jest ustawiane
bezpośrednio za pomocą żądań SETVAL lub SETALL do semctl(2), to odpowiadające wartości
semadj we wszystkich procesach są czyszczone. Flaga CLONE_SYSVSEM clone(2) pozwala to
dzielenie listy semadj przez więcej niż jeden proces, więcej szczegółów w podręczniku
clone(2).
Wartości semval, sempid, semzcnt i semnct dla semafora można odczytać za pomocą
odpowiednich wywołań semctl(2).
Limity semaforów
Wywołania semop() dotyczą następujące ograniczenia zasobów związanych z zestawami
semaforów:
SEMOPM Maksymalna liczba dozwolonych operacji na jedno wywołanie semop(). Przed Linuksem
3.19 domyślna wartość tego limitu wynosiła 32. Od Linuksa 3.19 jest to 500. Pod
Linuksem, limit ten można odczytać i zmodyfikować w trzecim polu pliku
/proc/sys/kernel/sem. Uwaga: limit ten nie powinien wynosić ponad 1000, ponieważ
istnieje ryzyko, że semop(2) nie powiedzie się z powodu fragmentacji pamięci jądra
przy przydzielaniu pamięci dla kopii tablicy sops.
SEMVMX Maksymalna dozwolona wartość semval: zależy od implementacji (32767).
Implementacja w systemie Linux nie nakłada wewnętrznych ograniczeń na zmianę wartości
semafora podczas zakończenia procesu (SEMAEM), na ogólnosystemową maksymalną 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.
Jądra 2.6.x, gdzie x <= 10, zawierają błąd, który w pewnych okolicznościach spowoduje, że
wątek czekający na zmniejszenie wartości semafora do zera nie zostanie obudzony, gdy ta
wartość rzeczywiście osiągnie zero. Błąd został poprawiony w jądrze 2.6.11.
PRZYKŁAD
Następujący fragment kodu używa semop() do atomowego oczekiwania na to, by wartość
semafora 0 doszła do zera. Następnie wartość semafora jest zwiększana o jeden.
struct sembuf sops[2];
int semid;
/* Pominięto kod ustawiający semid */
sops[0].sem_num = 0; /* Działaj na semaforze 0 */
sops[0].sem_op = 0; /* Czekaj na wartość równą 0 */
sops[0].sem_flg = 0;
sops[1].sem_num = 0; /* Działaj na semaforze 0 */
sops[1].sem_op = 1; /* Zwiększ wartość o jeden */
sops[1].sem_flg = 0;
if (semop(semid, sops, 2) == -1) {
perror("semop");
exit(EXIT_FAILURE);
}
ZOBACZ TAKŻE
clone(2), semctl(2), semget(2), sigaction(2), capabilities(7), sem_overview(7), svipc(7),
time(7)
O STRONIE
Angielska wersja tej strony pochodzi z wydania 4.07 projektu Linux man-pages. Opis
projektu, informacje dotyczące zgłaszania błędów, oraz najnowszą wersję oryginału można
znaleźć pod adresem https://www.kernel.org/doc/man-pages/.
TŁUMACZENIE
Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika man są: Rafał Lewczuk (PTM)
<R.Lewczuk@elka.pw.edu.p>, Andrzej Krzysztofowicz (PTM) <ankry@mif.pg.gda.pl>, Robert
Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach <michal.kulach@gmail.com>.
Polskie tłumaczenie jest częścią projektu manpages-pl; uwagi, pomoc, zgłaszanie błędów na
stronie http://sourceforge.net/projects/manpages-pl/. Jest zgodne z wersją 4.07
oryginału.