man semop (2): operaciones con semáforos

SINTAXIS

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

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

DESCRIPCIÓN

Un semáforo se representa por una estructura anónima que incluye los siguientes miembros:

unsigned short  semval;   /* valor del semáforo */
unsigned short  semzcnt;  /* # esperando por cero */
unsigned short  semncnt;  /* # esperando por incremento */
pid_t           sempid;   /* proceso que hizo la última operación */

La función semop realiza operaciones sobre los miembros seleccionados del conjunto de semáforos indicado por semid. Cada uno de los nsops elementos en el array apuntado por sops especifica una operación a ser realizada en un semáforo mediante una estructura sembuf que incluye los siguientes miembros:

unsigned short sem_num; /* número de semáforo */
short sem_op;                   /* operación sobre el semáforo */
short sem_flg;                  /* banderas o indicadores para la operación */

Banderas reconocidas en sem_flg son IPC_NOWAIT y SEM_UNDO. Si una operación ejecuta SEM_UNDO, sera deshecha cuando el proceso finalice.

El conjunto de operaciones contenido en sops se realiza de forma atómica, es decir, las operaciones son llevadas a cabo al mismo tiempo, y sólo si pueden ser realizadas simultáneamente. El comportamiento de la llamada al sistema en caso de que no todas las operaciones puedan realizarse inmediatamente depende de la presencia de la bandera IPC_NOWAIT en los campos sem_flg individuales, como se ve más abajo.

Cada operación es ejecutada en el semáforo numero sem_num donde el primer semáforo del conjunto es el semáforo 0. Hay tres tipos de operación, que se distinguen por el valor de sem_op.

Si sem_op es un entero positivo, la operación añade este valor al valor del semáforo (semval). Además, si SEM_UNDO es invocado para esta operación, el sistema actualiza el contador del proceso para operaciones "undo" (semadj) para este semáforo. La operación siempre puede ejecutarse - nunca fuerza a un proceso a esperar. El proceso invocador debe tener permisos de modificación sobre el conjunto de semáforos.

Si sem_op es cero, el proceso debe tener permiso de lectura en el semáforo. Esta es una operación "espera-por-cero": si semval es cero, la operación puede ejecutarse inmediatamente. Por otra parte, si IPC_NOWAIT es invocado en sem_flg, la llamada al sistema falla con la variable errno fijada a EAGAIN . (y ninguna de las operaciones sops se realiza.) En otro caso semzcnt (el número de procesos esperando hasta que el valor del semáforo sea cero) es incremetada en uno y el proceso duerme hasta que algo de lo siguiente ocurra:

semval es 0, instante en el que el valor de semzcnt es decrementeado.
El semáforo es eliminado: la llamada al sistema falla con errno fijada a EIDRM.
El proceso que lo invoca captura una señal: el valor de semzcnt es decrementado y la llamada al sistema falla con errno fijada a EINTR.

Si sem_op es menor que cero, el proceso debe tener los permisos de modificación sobre el semáforo. Si semval es mayor que o igual que el valor absoluto de sem_op, la operación puede ejecutarse inmediatamente: el valor absoluto de sem_op es restado a semval. y, si SEM_UNDO es invocado para esta operación, el sistema actualiza el contador "undo" del proceso (semadj) para este semáforo. Si el valor absoluto de sem_op es mayor que semval, y IPC_NOWAIT está presente en sem_flg, la llamada al sistema falla con errno fijado a EAGAIN. (y ninguna de las operaciones sops se realiza.) En otro caso semncnt (el número de procesos esperando a que se incremente el valor de este semáforo) es incrementado en uno y el proceso duerme hasta que ocurra:

semval sea mayor o igual que el valor absoluto de sem_op, en cuyo instante el valor de semncnt es decrementado, el valor absoluto de sem_op es restado de semval y, si SEM_UNDO es invocado para esta operación, el sistema actualiza el contador "undo" del proceso (semadj) para este semáforo.
El semáforo es es eliminado del sistema: la llamada al sistema falla con errno fijado a EIDRM.
El proceso invocador captura una señal: el valor de semncnt es decrementado y la llamada al sistema falla con errno fijado a EINTR.

En caso de que haya funcionado, el valor sempid para cada semáforo especificado en el array apuntado por sops es fijado al identificador del proceso del proceso invocador. Además sem_otime es puesto a la hora actual.

VALOR DEVUELTO

Si todo ha sido correcto la llamada al sistema devuelve 0, en otro caso devuelve -1 con errno indicando el error.

ERRORES

En caso de error errno tendrá uno de los siguientes valores:

E2BIG: El argumento nsops es mayor que SEMOPM, el numero máximo de operaciones permitidas por llamada del sistema.
EACCES: El proceso invocador no tiene permisos de acceso al semáforo como se requiere por una de las operaciones especificadas.
EAGAIN: Una operación no puede ser ejecutada inmediatamente y IPC_NOWAIT ha sido invocada en su sem_flg.
EFAULT: La direccion apuntada por sops no es accesible.
EFBIG: Para algunas operaciones el valor de sem_num es menor que 0 o mayor o igual que el numero de semáforos en el conjunto.
EIDRM: El conjunto de semáforos ha sido eliminado.
EINTR: Mientras estaba bloqueado en esta llamada al sistema, el proceso capturó una señal.
EINVAL: Este conjunto de semáforos no existe, o semid es menor que cero, o nsops tiene un valor no-positivo.
ENOMEM: El sem_flg de alguna operación invoco SEM_UNDO y el sistema no tiene suficiente memoria para alojar la estructura "undo".
ERANGE: Para alguna operacion sem_op+semval es mayor que SEMVMX, el valor máximo dependiente de la implementación para semval.

OBSERVACIONES

Las estructuras sem_undo de un proceso no son heredadas tras la ejecución de fork(2) , pero sí tras la ejecución de execve(2). semop no es reiniciada nunca automáticamente después de haber sido interrumpida por un manejador de señales, sin importar que las banderas SA_RESTART estén presentes cuando se establezca el manejador señales.

semadj es un entero por cada proceso que representa simplemente el número (negativo) de todas las operaciones sobre semáforos realizadas con la bandera SEM_UNDO. Cuando se establece directamente el valor de un semáforo usando la solicitud SETVAL o SETALL en semctl(2), los correspondientes valores de semadj en todos los procesos son borrados.

Los valores semval, sempid, semzcnt, y semnct para un semáforo pueden ser obtenidos usando llamadas semctl(2) apropiadas.

Los siguientes valores son limites en el conjunto de recursos de los semáforos q ue afecta a semop

SEMOPM: Numero máximo de operaciones permitidas para una llamada (32) semop.
SEMVMX: Valor máximo permitido para semval: dependiente de la implementación (32767).

La implementación no contiene límites intrínsecos para ajustar el valor máximo de la salida (SEMAEM), el numero máximo de estructuras "undo" que el sistema permite (SEMMNU) y máximo numero de entradas "undo" por proceso para los parametros del sistema.

FALLOS

Cuando un proceso termina, su conjunto de estructuras semadj asociado se utiliza para deshacer el efecto de todas las operaciones sobre semáforos que realizó con la bandera SEM_UNDO. Esto conlleva una dificultad: si una (o más) de estas modificaciones sobre semáforos resultara en un intento de decrementar el valor de un semáforo por debajo de cero, ¿qué debería hacer una implementación? Una posible aproximación sería bloquearse hasta que todas las modificaciones sobre semáforos puedan ser realizadas. Esto no es deseable sin embargo puesto que podría bloquear la terminación del proceso durante largos períodos arbitrarios. Otra posibilidad sería ignorar tales modificaciones sobre semáforos por completo (algo análogo a un fallo cuando se especifica IPC_NOWAIT para una operación sobre semáforos). Linux adopta un tercer enfoque: decrementar el valor del semáforo tanto como sea posible (p.e., hasta cero) y permitir la terminación del proceso inmediatamente.

CONFORME A

SVr4, SVID. SVr4 documenta las condiciones de error adicionales EINVAL, EFBIG, ENOSPC.