SEMCTL(2) Podręcznik programisty Linuksa SEMCTL(2)

semctl - sterowanie semaforami Systemu V

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/sem.h>
int semctl(int semid, int semnum, int cmd, ...);

semctl() wykonuje operację sterującą określoną przez cmd na zestawie semaforów Systemu V określonym przez semid lub na semaforze o numerze semnum z tego zestawu. (Numeracja semaforów w zestawie semaforów zaczyna się od 0).

W zależności od cmd funkcja przyjmuje trzy lub cztery argumenty. Jeśli są cztery, to czwarty jest typu union semun. Program wywołujący musi zdefiniować tę unię jako:


union semun {
    int              val;    /* Wartość dla SETVAL */
    struct semid_ds *buf;    /* Bufor dla IPC_STAT, IPC_SET */
    unsigned short  *array;  /* Tablica dla GETALL, SETALL */
    struct seminfo  *__buf;  /* Bufor dla IPC_INFO
                                (specyficzne dla Linuksa) */
};

Struktura danych semid_ds jest zdefiniowana w <sys/sem.h> następująco:


struct semid_ds {
    struct ipc_perm sem_perm;  /* Ownership and permissions */
    time_t          sem_otime; /* Last semop time */
    time_t          sem_ctime; /* Creation time/time of last
                                  modification via semctl() */
    unsigned long   sem_nsems; /* No. of semaphores in set */
};

Pola struktury semid_ds są następujące:

sem_perm
This is an ipc_perm structure (see below) that specifies the access permissions on the semaphore set.
sem_otime
Czas ostatniego wywołania funkcji systemowej semop(2).
sem_ctime
Time of creation of semaphore set or time of last semctl() IPCSET, SETVAL, or SETALL operation.
sem_nsems
Liczba semaforów w zestawie. Każdy semafor zestawu jest identyfikowany przez nieujemną liczbę całkowitą z zakresu od 0 do sem_nsems-1.

Struktura ipc_perm jest zdefiniowana następująco (wyróżnione pola można ustawić za pomocą IPC_SET):


struct ipc_perm {
    key_t          __key; /* Klucz podany w semget(2) */
    uid_t          uid;   /* Efektywny UID właściciela */
    gid_t          gid;   /* Efektywny GID właściciela */
    uid_t          cuid;  /* Efektywny UID twórcy */
    gid_t          cgid;  /* Efektywny GID twórcy */
    unsigned short mode;  /* Uprawnienia */
    unsigned short __seq; /* Numer sekwencji */
};

The least significant 9 bits of the mode field of the ipc_perm structure define the access permissions for the shared memory segment. The permission bits are as follows:

0400 Read by user
0200 Write by user
0040 Read by group
0020 Write by group
0004 Read by others
0002 Write by others

In effect, "write" means "alter" for a semaphore set. Bits 0100, 0010, and 0001 (the execute bits) are unused by the system.

Poprawne wartości parametru cmd to:

IPC_STAT
Kopiuje informacje ze struktury kontrolnej jądra skojarzonej z semid do struktury semid_ds wskazywanej przez arg.__buf. Argument semnum jest ignorowany. Wywołujący musi mieć uprawnienie odczytu zestawu semaforów.
IPC_SET
Write the values of some members of the semid_ds structure pointed to by arg.buf to the kernel data structure associated with this semaphore set, updating also its sem_ctime member.
The following members of the structure are updated: sem_perm.uid, sem_perm.gid, and (the least significant 9 bits of) sem_perm.mode.
The effective UID of the calling process must match the owner (sem_perm.uid) or creator (sem_perm.cuid) of the semaphore set, or the caller must be privileged. The argument semnum is ignored.
IPC_RMID
Usuwa natychmiast zestaw semaforów. Wznawia wszystkie procesy zablokowane w wywołaniu semop(2) (wywołanie to zasygnalizuje błąd i ustawi zmienną errno na EIDRM). Efektywny identyfikator użytkownika procesu wywołującego musi odpowiadać twórcy lub właścicielowi zestawu semaforów albo proces wywołujący musi być uprzywilejowany. Argument semnum jest pomijany.
IPC_INFO (specyficzne dla Linuksa)
Zwraca w strukturze, na którą wskazuje arg.__buf, informacje o systemowych ograniczeniach i parametrach semaforów. Struktura jest typu seminfo i jest zdefiniowana w <sys/shm.h>, pod warunkiem, że zdefiniowano również makro _GNU_SOURCE:

struct  seminfo {
    int semmap;  /* Liczba wpisów w mapie semaforów
                    nieużywane przez jądro */
    int semmni;  /* Maksymalna liczba zestawów semaforów */
    int semmns;  /* Maksymalna liczba semaforów we wszystkich
                    zestawach semaforów */
    int semmnu;  /* Maksymalna liczba struktur wycofania (undo)
                    w systemie; nieużywane przez jądro*/
    int semmsl;  /* Maksymalna liczba semaforów
                    w zestawie */
    int semopm;  /* Maksymalna liczba operacji dla
                    semop(2) */
    int semume;  /* Maksymalna liczba wpisów wycofania (undo)
                    procesu; nieużywane przez jądro */
    int semusz;  /* Rozmiar struktury sem_undo */
    int semvmx;  /* Maksymalna wartość semafora */
    int semaem;  /* Maksymalna wartość możliwa do zapamiętania
                    dla regulacji semafora (SEM_UNDO) */
};


Ustawienia semmsl, semmns, semopm oraz semmni można zmienić za pomocą plików w /proc/sys/kernel/sem; szczegóły można znaleźć w podręczniku proc(5).
SEM_INFO (specyficzne dla Linuksa)
Zwraca strukturę seminfo zawierającą te same informacje co w przypadku IPC_INFO, z tym wyjątkiem, że w następujących polach zwracane są informacje o zasobach systemowych wykorzystywanych przez semafory: pole semusz zwraca liczbę zestawów semaforów istniejących obecnie w systemie; pole semaem zwraca całkowitą liczbę semaforów we wszystkich zestawach semaforów w systemie.
SEM_STAT (specyficzne dla Linuksa)
Zwraca strukturę semid_ds, taką jak dla IPC_STAT. Jednakże parametr semid nie jest identyfikatorem segmentu, ale indeksem wewnętrznej tablicy jądra przechowującej informacje o wszystkich segmentach zestawach semaforów w systemie.
SEM_STAT_ANY (Linux-specific, since Linux 4.17)
Return a seminfo structure containing the same information as for SEM_STAT. However, sem_perm.mode is not checked for read access for semid meaning that any user can employ this operation (just as any user may read /proc/sysvipc/sem to obtain the same information).
GETALL
Zwraca (bieżącą) wartość semval dla wszystkich semaforów z zestawu, umieszczając je w tablicy arg.array. Argument semnum jest pomijany. Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.
GETNCNT
Return the semncnt value for the semnum-th semaphore of the set (i.e., the number of processes waiting for the semaphore's value to increase). The calling process must have read permission on the semaphore set.
GETPID
Zwraca wartość sempid skojarzoną z semaforem o numerze semnum w zestawie. Jest to identyfikator procesu, który wykonał ostatnią operację na tym semaforze (ale zob. UWAGI). Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.
GETVAL
Return semval (i.e., the semaphore value) for the semnum-th semaphore of the set. The calling process must have read permission on the semaphore set.
GETZCNT
Return the semzcnt value for the semnum-th semaphore of the set (i.e., the number of processes waiting for the semaphore value to become 0). The calling process must have read permission on the semaphore set.
SETALL
Set the semval values for all semaphores of the set using arg.array, updating also the sem_ctime member of the semid_ds structure associated with the set. Undo entries (see semop(2)) are cleared for altered semaphores in all processes. If the changes to semaphore values would permit blocked semop(2) calls in other processes to proceed, then those processes are woken up. The argument semnum is ignored. The calling process must have alter (write) permission on the semaphore set.
SETVAL
Set the semaphore value (semval) to arg.val for the semnum-th semaphore of the set, updating also the sem_ctime member of the semid_ds structure associated with the set. Undo entries are cleared for altered semaphores in all processes. If the changes to semaphore values would permit blocked semop(2) calls in other processes to proceed, then those processes are woken up. The calling process must have alter permission on the semaphore set.

W razie błędu semctl() zwraca -1, a zmiennej errno zostanie nadana wartość określająca rodzaj błędu.

W przeciwnym przypadku zwrócona zostanie nieujemna wartość zależna od parametru cmd:

GETNCNT
wartość semncnt.
GETPID
wartość sempid.
GETVAL
wartość semval.
GETZCNT
wartość semzcnt.
IPC_INFO
the index of the highest used entry in the kernel's internal array recording information about all semaphore sets. (This information can be used with repeated SEM_STAT or SEM_STAT_ANY operations to obtain information about all semaphore sets on the system.)
SEM_INFO
tak jak IPC_INFO.
SEM_STAT
identyfikator zestawu semaforów, którego indeks został podany w semid.
SEM_STAT_ANY
tak jak SEM_STAT.

Dla wszystkich pozostałych wartości cmd w razie pomyślnego zakończenia zwracane jest 0.

W przypadku niepowodzenia, zmiennej errno zostanie przypisana jedna z następujących wartości:
EACCES
The argument cmd has one of the values GETALL, GETPID, GETVAL, GETNCNT, GETZCNT, IPC_STAT, SEM_STAT, SEM_STAT_ANY, SETALL, or SETVAL and the calling process does not have the required permissions on the semaphore set and does not have the CAP_IPC_OWNER capability in the user namespace that governs its IPC namespace.
EFAULT
Adres wskazywany przez arg.buf lub arg.array jest niedostępny.
EIDRM
Zestaw semaforów został usunięty.
EINVAL
Niepoprawna wartość parametru cmd lub semid. Albo: w przypadku operacji SEM_STAT wartość indeksu podana w parametrze semid odwoływała się do obecnie nieużywanego elementu tablicy.
EPERM
Parametr cmd jest równy IPC_SET lub IPC_RMID, ale identyfikator efektywnego użytkownika procesu wywołującego nie jest twórcą (określonym w sem_perm.cuid) ani właścicielem (określonym w sem_perm.uid) zestawu semaforów, a proces nie ma ustawionego atrybutu CAP_SYS_ADMIN.
ERANGE
Argument cmd ma wartość SETALL lub SETVAL, ale przekazywana wartość semafora semval (dla któregoś z semaforów zestawu) jest mniejsza od 0 lub większa od wartości ograniczenia systemowego SEMVMX.

POSIX.1-2001, POSIX.1-2008, SVr4.

POSIX.1 określa pole sem_nsems struktury semid_ds jako będące typu unsigned short i tak też jest ono zdefiniowane w większości systemów. Tak było również w Linuksie 2.2 i wcześniejszych, lecz od Linuksa 2.4 pole to jest typu unsigned long.

Dołączenie <sys/types.h> i <sys/ipc.h> nie jest wymagane na Linuksie ani przez żadną z wersji POSIX. Jednak niektóre stare implementacje wymagają dołączenia tych plików nagłówkowych, SVID również dokumentuje ich dołączenie. Aplikacje które mają być przenośne na tego typu stare systemy mogą wymagać dołączenia omawianych plików nagłówkowych.

Operacje IPC_INFO, SEM_STAT oraz SEM_INFO są używane przez program ipcs(1) w celu dostarczenia informacji o zajmowanych zasobach. W przyszłości operacje te mogą zostać zmodyfikowane lub przeniesione do interfejsu systemu plików /proc.

Niektóre pola struktury struct semid_ds były w Linuksie 2.2 typu short, ale stały się typu long w Linuksie 2.4. Aby to wykorzystać, powinna wystarczyć rekompilacja pod glibc-2.1.91 lub nowszą. (Jądro rozróżnia stare wywołania od nowych za pomocą znacznika IPC_64 w cmd).

We wcześniejszych wersjach biblioteki glibc unia semun była zdefiniowana w <sys/sem.h>, jednakże POSIX.1 wymaga, żeby to program wywołujący definiował tę unię. Wersje glibc, które nie definiują tej unii, definiują makro _SEM_SEMUN_UNDEFINED w <sys/sem.h>.

Na wywołanie semctl() wpływa następujące ograniczenie systemowe dotyczące zbioru semaforów:

SEMVMX
Maksymalna wartość semval: zależna od implementacji (32767).

W celu uzyskania lepszej przenośności, najlepiej zawsze wywoływać semctl() z czterema argumentami.

POSIX.1 definiuje sempid jako "identyfikator procesu ostatniej operacji" na semaforze i wprost zauważa, że wartość tak jest ustawiana przez pomyślne wywołanie semop(2), z implikacją, że żaden inny interfejs nie wpływa na wartość sempid.

Choć niektóre implementacje są zgodne z zachowaniem opisanym w POSIX.1, to inne nie są (błąd prawdopodobnie leży tu w specyfikacji POSIX.1, jako że nie zauważyła ona tylu przykładów istniejących implementacji). Różne inne implementacje aktualizują sempid również przy innych operacjach aktualizujących wartość semafora: operacjach SETVAL i SETALL, jak również dostosowaniach semafora wykonywanych przy zakończeniu procesu jako konsekwencji użycia flagi SEM_UNDO (zob. semop(2)).

Linux also updates sempid for SETVAL operations and semaphore adjustments. However, somewhat inconsistently, up to and including Linux 4.5, the kernel did not update sempid for SETALL operations. This was rectified in Linux 4.6.

See shmop(2).

ipc(2), semget(2), semop(2), capabilities(7), sem_overview(7), sysvipc(7)

Angielska wersja tej strony pochodzi z wydania 5.10 projektu Linux man-pages. Opis projektu, informacje dotyczące zgłaszania błędów oraz najnowszą wersję oryginału można znaleźć pod adresem https://www.kernel.org/doc/man-pages/.

Autorami polskiego tłumaczenia niniejszej strony podręcznika są: Rafał Lewczuk <R.Lewczuk@elka.pw.edu.p>, Andrzej Krzysztofowicz <ankry@green.mf.pg.gda.pl>, Robert Luberda <robert@debian.org> i Michał Kułach <michal.kulach@gmail.com>

Niniejsze tłumaczenie jest wolną dokumentacją. Bliższe informacje o warunkach licencji można uzyskać zapoznając się z GNU General Public License w wersji 3 lub nowszej. Nie przyjmuje się ŻADNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI.

Błędy w tłumaczeniu strony podręcznika prosimy zgłaszać na adres manpages-pl-list@lists.sourceforge.net.

21 grudnia 2020 r. Linux