SEMOP - Linux手册页
Linux程序员手册 第2部分
更新日期： 2020-04-11
名称
semop，semtimedop-System V信号量操作
语法
#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);
glibc的功能测试宏要求(请参阅feature_test_macros(7))：
semtimedop()：_GNU_SOURCE
说明
System V信号量集中的每个信号量具有以下关联值：
unsigned short semval; /* semaphore value */ unsigned short semzcnt; /* # waiting for zero */ unsigned short semncnt; /* # waiting for increase */ pid_t sempid; /* PID of process that last
semop()对Semid指示的集合中的选定信号量执行操作。 sops指向的数组中的每个nsops元素都是一种结构，它指定要对单个信号量执行的操作。此结构的元素为struct sembuf类型，包含以下成员：
unsigned short sem_num; /* semaphore number */ short sem_op; /* semaphore operation */ short sem_flg; /* operation flags */
sem_flg中识别的标志是IPC_NOWAIT和SEM_UNDO。如果某个操作指定SEM_UNDO，则在过程终止时将自动撤消该操作。
包含在sops中的一组操作按数组顺序执行，并且原子地执行，即，这些操作要么作为一个完整的单元执行，要么根本不执行。如果不能立即执行所有操作，则系统调用的行为将取决于各个sem_flg字段中IPC_NOWAIT标志的存在，如下所述。
每个操作都是在信号量集中的第sem_num个信号量上执行的，其中该信号量集中的第一个信号量编号为0。共有三种类型的操作，以sem_op的值来区分。
如果sem_op是正整数，则该操作将该值添加到信号量值(semval)。此外，如果为此操作指定了SEM_UNDO，则系统会为此信号量从信号量调整(semadj)值中减去sem_op值。此操作始终可以进行-绝不会强制线程等待。调用过程必须对信号集具有更改权限。
如果sem_op为零，则该进程必须对信号集具有读取权限。这是一个"等待零"操作：如果semval为零，则该操作可以立即进行。否则，如果在sem_flg中指定了IPC_NOWAIT，则semop()会失败，并将errno设置为EAGAIN(并且不会执行sops中的任何操作)。否则，semzcnt(等待该信号量的值变为零的线程数)将增加1，并且线程将休眠，直到发生以下情况之一：
- *
- semval变为0，这时semzcnt的值减小。
- *
- 信号量集已删除：semop()失败，errno设置为EIDRM。
- *
- 调用线程捕获到一个信号：semzcnt的值递减，而semop()失败，errno设置为EINTR。
如果sem_op小于零，则该进程必须对信号量集具有更改权限。如果semval大于或等于sem_op的绝对值，则该操作可以立即进行：从semval中减去sem_op的绝对值，并且，如果为此操作指定了SEM_UNDO，则系统会将sem_op的绝对值添加到此信号量的信号量调整(semadj)值。如果sem_op的绝对值大于semval，并且在sem_flg中指定了IPC_NOWAIT，则semop()会失败，并将errno设置为EAGAIN(并且不会执行sops中的任何操作)。否则，semncnt(等待该信号量的值增加的线程的计数器)将增加1，并且线程将休眠，直到发生以下情况之一：
- *
- semval变得大于或等于sem_op的绝对值：如上所述，现在进行操作。
- *
- 信号量集已从系统中删除：semop()失败，并且errno设置为EIDRM。
- *
- 调用线程捕获到一个信号：semncnt的值递减，并且srnop()失败，errno设置为EINTR。
成功完成后，将sops指向的数组中指定的每个信号量的sempid值设置为调用者的进程ID。另外，sem_otime设置为当前时间。
semtimedop()
semtimedop()的行为与semop()相同，不同之处在于在调用线程将进入睡眠的情况下，该睡眠的持续时间受到timespec结构指定的经过时间的限制，该结构的时间在timeout参数中传递。 (此睡眠间隔将四舍五入为系统时钟的粒度，并且内核调度延迟意味着该间隔可能会少量溢出。)如果已达到指定的时间限制，则semtimedop()会失败，并将errno设置为EAGAIN(并且不会执行任何在sops中的操作)。如果timeout参数为NULL，则semtimedop()的行为与semop()完全相同。
请注意，如果semtimedop()被信号中断，导致调用失败并显示错误EINTR，则超时内容将保持不变。
返回值
如果成功，则semop()和semtimedop()返回0；否则，返回0。否则，它们返回-1，并带有errno指示错误。
错误说明
失败时，errno设置为以下之一：
- E2BIG
- 参数nsops大于SEMOPM，即每个系统调用允许的最大操作数。
- EACCES
- 调用进程没有执行指定的信号量操作所需的权限，并且在控制其IPC名称空间的用户名称空间中不具有CAP_IPC_OWNER功能。
- EAGAIN
- 操作无法立即进行，并且在sem_flg中指定了IPC_NOWAIT，或者在超时中指定了时间限制。
- EFAULT
- 在sops或timeout参数中指定的地址不可访问。
- EFBIG
- 对于某些操作，sem_num的值小于0或大于或等于该集中的信号灯数量。
- EIDRM
- 信号量集已删除。
- EINTR
- 在此系统调用中被阻塞时，线程捕获了一个信号。参见signal(7)。
- EINVAL
- 信号量集不存在，或者semid小于零，或者nsops具有非正值。
- ENOMEM
- 某些操作的sem_flg指定了SEM_UNDO，并且系统没有足够的内存来分配撤消结构。
- ERANGE
- 对于某些操作sem_op + semval大于SEMVMX，取决于实现的semval最大值。
版本
semtimedop()最早出现在Linux 2.5.52中，随后又被移植到内核2.4.22中。 Glibc对semtimedop()的支持最早出现在2.3.3版中。
遵循规范
POSIX.1-2001，POSIX.1-2008，SVr4。
备注
在Linux或任何版本的POSIX上，都不需要包含和。但是，一些旧的实现需要包含这些头文件，并且SVID也记录了这些头文件。打算移植到这样的旧系统的应用程序可能需要包含这些头文件。
进程的sem_undo结构不会被fork(2)生成的子级继承，但是会在execve(2)系统调用中继承。
semop()永远不会在被信号处理程序中断后自动重新启动，无论建立信号处理程序时是否设置SA_RESTART标志。
信号量调整(semadj)值是每个进程，每个信号量的整数，它是对指定SEM_UNDO标志的信号量执行的所有操作的求和。每个进程都有一个semadj值列表-使用SEM_UNDO对其进行操作的每个信号量都有一个值。当进程终止时，每个按信号量的信号量值将添加到相应的信号量，从而消除该进程的操作对信号量的影响(但请参见下面的BUGS)。当使用SETVAL或SETALL请求直接将信号量的值设置为semctl(2)时，将清除所有进程中的相应信号量值。 clone(2)CLONE_SYSVSEM标志允许多个进程共享一个semadj列表。有关详细信息，请参见clone(2)。
信号量的semval，sempid，semzcnt和semnct值都可以使用适当的semctl(2)调用来检索。
Semaphore limits
信号量集资源的以下限制会影响semop()调用：
- SEMOPM
- 一个semop()调用允许的最大操作数。在Linux 3.19之前，此限制的默认值为32。从Linux 3.19开始，此默认值为500。在Linux上，可以通过/ proc / sys / kernel / sem的第三个字段读取和修改此限制。注意：此限制不应提高到1000以上，因为分配内存以复制sops数组时semop()由于内核内存碎片而失败的风险。
- SEMVMX
- semval的最大允许值：与实现有关(32767)。
该实现对于退出最大值的调整(SEMAEM)，系统范围的最大撤消结构数(SEMMNU)和每个进程的最大撤消项系统参数数没有固有限制。
BUGS
进程终止时，将使用其关联的semadj结构集来撤消其使用SEM_UNDO标志执行的所有信号量操作的效果。这就带来了一个困难：如果这些信号量调整中的一个(或多个)会导致尝试将信号量的值减小到零以下，那么实现应怎么做？一种可能的方法是阻塞，直到可以执行所有的信号量调整为止。然而，这是不期望的，因为这可能迫使过程终止任意长时间地阻塞。另一种可能性是可以完全忽略此类信号量调整(类似于在为信号量操作指定IPC_NOWAIT时失败)。 Linux采用第三种方法：尽可能减小信号量值(即减小到零)，并允许进程立即终止。
在内核2.6.x中，x
示例
以下代码段使用semop()原子地等待信号量0的值变为零，然后将信号量值增加1。
struct sembuf sops[2];
int semid;
/* Code to set semid omitted */
sops[0].sem_num = 0; /* Operate on semaphore 0 */
sops[0].sem_op = 0; /* Wait for value to equal 0 */
sops[0].sem_flg = 0;
sops[1].sem_num = 0; /* Operate on semaphore 0 */
sops[1].sem_op = 1; /* Increment value by one */
sops[1].sem_flg = 0;
if (semop(semid, sops, 2) == -1) {
perror("semop");
exit(EXIT_FAILURE);
}
可以在shmop(2)中找到使用semop()的另一个示例。
出版信息
这个页面是Linux手册页项目5.08版的一部分。有关项目的说明、有关报告错误的信息以及此页面的最新版本，请访问https://www.kernel.org/doc/man-pages/。
