semop, semtimedop - Opérations sur les sémaphores.

#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);

Un sémaphore est représenté par une structure anonyme incluant les membres suivants :

unsigned short  semval;   /* valeur du sémaphore   */
unsigned short  semzcnt;  /* # Attente pour zéro   */
unsigned short  semncnt;  /* # Attente d'incrément */
pid_t           sempid;   /* dernier processus agissant */

La fonction semop effectue des opérations sur les membres de l'ensemble de sémaphores identifié par semid. Chacun des nsops éléments dans le tableau pointé par sops indique une opération à effectuer sur un sémaphore en utilisant une structure struct sembuf définie comme suit:

  short sem_num;  /* Numéro du sémaphore (0=premier) */ 
  short sem_op;   /* Opération sur le sémaphore      */
  short sem_flg;  /* Options pour l'opération        */

Les options possibles pour sem_flg sont IPC_NOWAIT et SEM_UNDO. Si une opération indique l'option SEM_UNDO, elle sera annulée lorsque le processus se terminera.
L'ensemble des opérations contenues dans sops est effectué atomiquement. Les opérations sont toutes réalisées en même temps, et seulement si elle peuvent toutes être effectuées. Le comportement de l'appel-système si toutes les opérations ne sont pas réalisables dépend de la présence de l'attribut IPC_NOWAIT dans les champs sem_flg décrits plus bas.
Chaque opération est effectuée sur le sem_num-ième sémaphore de l'ensemble. Le premier sémaphore est le numéro 0 . Pour chaque sémaphore l'opération est l'une des trois décrites ci-dessous.
Si l'argument sem_op est un entier positif, la fonction ajoute cette valeur à semval. De plus si SEM_UNDO est demandé, le système met à jour le compteur "undo" du sémaphore (semadj). Cette opération n'est jamais bloquante. Le processus appelant doit avoir l'autorisation de modification sur le jeu de sémaphores.
Si sem_op vaut zéro le processus attend que semval soit nul. Plusieurs cas sont possibles : Si semval vaut zéro, l'appel système continue immédiatement Sinon, si l'on a réclamé IPC_NOWAIT dans sem_flg, l'appel système échoue (en annulant les actions précédentes) et errno contient le code d'erreur EAGAIN. Autrement semzcnt est incrémenté de 1 et le processus s'endort jusqu'à ce que l'un des évènements suivants se produise :

*

semval devient égal à 0, alors semzcnt est décrémenté. L'appel système continue

*

Le jeu de sémaphores est supprimé. L'appel système échoue et errno contient le code d'erreur EIDRM.

*

Le processus reçoit un signal à intercepter, la valeur de semzcnt est décrémentée et l'appel système échoue avec errno contenant le code d'erreur EINTR.

*

La limite temporelle indiquée par timeout dans un semtimedop a expiré : l'appel-système échoue avec errno contenant EAGAIN.

Si sem_op est inférieur à zéro, le processus appelant doit avoir l'autorisation de modification sur le jeu de sémaphores. Si semval est supérieur ou égal à la valeur absolue de sem_op, la valeur absolue de sem_op est soustraite de semval. Si SEM_UNDO est indiqué, le système met à jour le compteur "undo" du sémaphore. Puis l'appel système continue. Autrement si l'on a réclamé IPC_NOWAIT dans sem_flg, l'appel système échoue (annulant les actions précédentes et errno contient le code d'erreur EAGAIN. Sinon semncnt est décrémenté de un et le processus s'endort jusqu'à ce que l'un des évènements suivants se produise :

*

semval devient supérieur ou égal à la valeur absolue de sem_op, alors la valeur semncnt est décrémentée, la valeur absolue de sem_op est soustraite de semval et si SEM_UNDO est demandé le système met à jour le compteur "undo" du sémaphore. Puis l'appel système continue.

*

Le jeu de sémaphores est supprimé. L'appel système échoue et errno contient le code d'erreur EIDRM.

*

Le processus reçoit un signal à intercepter, la valeur de semncnt est décrémentée et l'appel système échoue avec errno contenant le code d'erreur EINTR.

*

La limite temporelle indiqué par timeout dans un semtimedop a expiré : l'appel-système échoue avec errno contenant EAGAIN.

en cas de succès, le membre sempid de la structure sem de chacun des sémaphores indiqués dans le tableau pointé par sops est rempli avec le PID du processus appelant. Enfin sem_otime est fixé à l'heure actuelle.
La fonction semtimedop se comporte comme semop sauf que dans le cas où le processus doit dormir, la durée maximale du sommeil est limitée par la valeur spécifiée dans la structure timespec dont l'adresse est transmise dans le paramètre timeout. Si la limite indiquée a été atteint, l'appel-système échoue avec errno contenant EAGAIN (et aucune opération de sops n'est réalisée). Si le paramètre timeout est NULL, alors semtimedop se comporte exactement comme semop.

renvoie la valeur 0, s'il réussit et -1 s'il échoue auquel cas errno contient le code d'erreur.

E2BIG

l'argument nsops est supérieur à SEMOPM, le nombre maximal d'opérations par appel système.

EACCES

Le processus appelant n'a pas les permissions d'accès nécessaires.

EAGAIN

Une opération a échoué et IPC_NOWAIT a été indiqué dans l'argument sem_flg, ou la durée limite indiquée dans timeout a expiré.

EFAULT

sops pointe en dehors de l'espace d'adressage accessible.

EFBIG

La valeur de sem_num est inférieure à 0 ou supérieure ou égale au nombre de sémaphores dans l'ensemble.

EIDRM

Le jeu de sémaphores a été supprimé.

EINTR

Un signal a été reçu pendant l'attente.

EINVAL

L'ensemble de sémaphores n'existe pas ou semid est inférieur à zéro, ou nsops n'a pas une valeur positive.

ENOMEM

L'argument sem_flg de certaines opérations demande SEM_UNDO et le système n'a pas assez de mémoire pour allouer les structures nécessaires.

ERANGE

semop + semval est supérieur à SEMVMX.

Les structures sem_undo d'un processus ne sont pas héritées par ses enfants lors d'un fork(2). par contre elles sont transmises lors d'un execve(2).
semop n'est jamais relancé automatiquement après avoir été interrompu par un gestionnaire de signal quelque soit l'attribut SA_RESTART durant l'installation du gestionnaire.
semadj est un entier pour le processus qui représente simplement le compte (négatif) des opérations sur le sémaphore réalisées par l'attribut SEM_UNDO. Quand la valeur d'un sémaphore est fixée directement par une requête SETVAL ou SETALL de semctl(2), la valeur semadj correspondante est effacée dans tous les processus.
Les valeurs semval, sempid, semzcnt, et semnct pour un sémaphore peuvent être retrouvées avec des appels semctl(2) spécifiques.
Les limites système suivantes concernent semop :

SEMOPM

Nombre maximal d'opérations pour un appel système semop(32).

SEMVMX

Valeur maximale pour semval : dépendante de l'implémentation (32767).

L'implémentation n'a pas de limites intrinsèques pour la valeur maximale d'effacement en sortie (SEMAEM), le nombre de structure d'annulation sur le système (SEMMNU), et le nombre maximal de structures d'annulation pour un processus.

Quand un processus se termine, l'ensemble des structures semadj qui lui sont associées servent à annuler les effets de toutes les opérations sur les sémaphores réalisées avec l'attribut. SEM_UNDO. Ceci pose un problème : si l'une (ou plusieurs) des modifications sur les sémaphores demande une descente du compteur d'un sémaphore en-dessous de zéro, que doit faire l'implémentation ? Une approche possible consiste à bloquer jusqu'à ce que la modification du sémaphore soit possible. C'est néanmoins peu désirable car la terminaison du processus peut bloquer pendant une période arbitrairement longue. Une autre possibilité est d'ignorer la modification du sémaphore (comme un échec lorsque IPC_NOWAIT est spécifié durant une opération). Linux adopte une troisième approche : décroître la valeur du sémaphore autant que possible (jusqu'à zéro) et permettre au processus de se terminer immédiatement.

SVr4, SVID. SVr4 documente les conditions d'erreur supplémentaires EINVAL, EFBIG, et ENOSPC.

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

Christophe Blaess, 1996-2003.