Семафоры

Обобщение классического механизма семафоров общего
вида Диекстры
Целесообразность обобщения сомнительна
Обычно использовался облегченный вариант двоичных семафоров
Известен алгоритм реализации семафоров общего вида на основе двоичных
Семафор в ОС UNIX:

• значение семафора
  
• идентификатор процесса, который хронологически последним работал
  с семафором
  
• число процессов, ожидающих увеличения значения семафора
  
• число процессов, ожидающих нулевого значения семафора
  

Три системных вызова:

• semget
  для создания и получения доступа к набору семафоров
  
• semop для манипулирования
  значениями семафоров
  
• semctl для выполнения
  управляющих операций над набором семафоров
  

id = semget(key, count,
flag);

• key,
  flag
  и id
  - обычный смысл
  
• count - число
  семафоров в наборе семафоров, обладающих одним и тем же ключом
  
• индивидуальный семафор идентифицируется дескриптором набора
  семафоров и номером семафора в наборе
  
• если набор семафоров с указанным ключом уже существует, то
  число семафоров в группе можно узнать с помощью системного вызова
  semctl
  

oldval = semop(id, oplist,
count);

• id
  - дескриптор группы семафоров
  
• oplist - массив
  описателей операций над семафорами группы
  
• count - размер
  этого массива
  
• возвращается значение последнего обработанного семафора
  

Элемент массива oplist:

• номер семафора в указанном наборе семафоров
  
• операция
  
• флаги
  

Если проверка прав доступа проходит нормально

• указанные в массиве oplist
  номера семафоров не выходят за пределы общего размера набора семафоров
  
• для каждого элемента массива oplist
  значение семафора изменяется в соответствии со значением поля
  "операция"
  

Значение поля операции положительно

• значение семафора увеличивается на единицу
  
• все процессы, ожидающие увеличения значения семафора,
  активизируются (пробуждаются)
  

Значение поля операции равно нулю

• если значение семафора равно нулю, выбирается
  следующий элемент массива oplist
  
• иначе число процессов, ожидающих нулевого значения
  семафора, увеличивается на единицу
  
  
• обратившийся процесс переводится в состояние
  ожидания (усыпляется)
  

Значение поля операции отрицательно
(1) его абсолютное значение меньше или равно значению
семафора

• это отрицательное значение прибавляется к значению
  семафора
  
• если значение семафора стало нулевым, то ядро
  активизирует все процессы, ожидающие нулевого значения этого семафора
  

(2) значение семафора меньше абсолютной величины
поля операции

• число процессов, ожидающих увеличения значения
  семафора увеличивается на единицу
  
• текущий процесс откладывается
  

Стремление добиться возможности избегать тупиковых
ситуаций
Системный вызов semop
выполняется как атомарная операция
Флаг IPC_NOWAIT заставляет
ядро ОС UNIX не блокировать текущий процесс

• лишь сообщать в ответных параметрах о возникновении
  ситуации, приведшей бы к блокированию процесса
  

semctl(id, number, cmd,
arg);

• id
  - это дескриптор группы семафоров
  
• number
  - номер семафора в группе
  
• cmd
  - код операции
  
• arg - указатель
  на структуру, содержимое которой интерпретируется в зависимости
  от операции
  

Можно уничтожить индивидуальный семафор в указанной
группе

Содержание раздела

---