Linux: Полное руководство

26.6.1. Создание множества семафоров

Для создания множества семафоров или подключения к уже существующему множеству используется системный вызов semget():

int semget(key_t key, int nsems, int semflg);

Первый аргумент — это ключ IPC, который, как обычно, создается системным вызовом ftok (). Он сравнивается с ключами других семафоров и в зависимости от значения semflg решается, создавать новое множество или подключиться к уже существующему. Значение semflg:

♦ IPC_CREAT — создать новое множество семафоров;

♦ IPC_EXCL — при использовании с IPC_CREAT порождает ошибку, если семафор уже существует.

При создании семафора, как и при создании очереди сообщений, мы можем указать права доступа:

IPC_CREAT | 0660

Второй аргумент системного вызова semget() задает требуемое количество семафоров. Оно ограничено в файле sem.h:

#define SEMMSL 32 /* <= 512 */

Данный аргумент игнорируется, если вы подключаетесь к уже существующему множеству, а не создаете новое.

Функция semget() возвращает идентификатор семафора или -1 в случае ошибки. Переменная errno устанавливается следующим образом:

♦ EACCESS — у вас не хватает полномочий для выполнения операции;

♦ EEXISTS — множество существует, его нельзя создать;

♦ EIDRM — множество помечено для удаления;

♦ ENOENT — множество не существует, не было ни одной операции IPC_CREAT;

♦ ENOMEM — не хватает памяти;

♦ ENOSPC — достигнуто максимальное количество семафоров.

Функция для открытия существующего семафора может выглядеть так:

void open_sem(int *sid, key_t key) {
 if ((*sid = semget(key, 0, 0666)) == -1) {
  printf('Семафор не существует !!!!
');
  exit(1);
 }
}

Для создания множества семафоров можно использовать следующую функцию:

void create_sem(int *sid, key_t key, int n) {
 int c=0; /* счетчик */
 union semun sems;
 if (n > SEMMSL) {
  printf('Превышен лимит. Максимальное число семафоров %d
', SEMMSL);
  exit(1);
 }
 if ((*sid =
  semget(key, n, IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)) == -1) {
  printf('Множество уже существует
');
  exit(1);
 }
 sems.val = SEM_RESOURCE_MAX;
 /* Инициализируем все элементы одним значением */
 semctl(*sid, c, SETALL, sems);
 /* Если нужно установить разные значения,
  нужно использовать SETVAL, например
  for (c=0; c<n; c++)
   semctl(*sid, c, SETVAL, sems);
 */
}

26.6.2. Выполнение операций над семафорами

Для выполнения операций над множеством семафоров служит системный вызов semop() :

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

Первый аргумент — это идентификатор семафора, возвращаемый вызовом semget() . Второй — это массив операций, которые нужно выполнить над семафорами. Последний аргумент — это количество операций в массиве.

Второй аргумент представляет собой массив типа sembuf:

struct sembuf {
 ushort sem_num; /* номер семафора в массиве */
 short sem_op; /* операция над семафором */
 short sem_flg; /* флаги */
};

♦ sem_num

Номер семафора, над которым нужно выполнить операцию

♦ sem_op

Выполняемая операция. Может быть отрицательным или положительным числом. Если число отрицательно, значение семафора будет уменьшено, а если положительным — увеличено. Не забывайте, освобождая ресурс, увеличивать значение семафора — за вас никто это не сделает. Если sem_op = 0, то процесс «заснет» и не «проснется» до тех пор, пока значение семафора не станет 0.

♦ sem_flg

Флаги операции, например, IPC_NOWAIT. Если IPC_NOWAIT не установлен, то процесс «заснет» до тех пор, пока не освободится указанное количество ресурсов (пока другой процесс не освободит их).

Чтобы лучше понять, что такое semop(), вернемся к нашим принтерам. Пусть у нас есть всего один принтер, умеющий выполнять только одно задание за раз. Начальное значение семафора принтера будет равно 1.

Перед посылкой задания на принтер нужно убедиться, что он свободен, то есть получить от семафора значение 1. Заполним массив sembuf необходимой для выполнения операции информацией:

struct sembuf prn_lock = {0, -1, IPC_NOWAIT};

Здесь 0 — это номер семафора: у нас всего один принтер, а нумерация начинается с нуля. -1 — это операция, запрашивающая единицу ресурса. Если принтер свободен, то после выполнения этой операции значение семафора принтера будет равно 0.

Мы также установили флаг IPC_NOWAIT, чтобы вызов прошел немедленно. Если принтер занят, вызов вернет ошибку:

if (semop(sid, &prn_lock, 1) == -1)
 printf('Принтер занят
');