Книга: UNIX: взаимодействие процессов

Функция sem_open

Функция sem_open

В листинге 10.37 приведен текст первой половины функции sem_open, которая создает новый семафор или открывает существующий.

//my_pxsem_svsem/sem_open. с
1  #include "unpipc.h"
2  #include "semaphore.h"
3  #include <stdarg.h> /* для списков аргументов переменной длины */
4  #define MAX_TRIES 10 /* количество попыток инициализации */
5  mysem_t *
6  mysem_open(const char *pathname, int oflag, … )
7  {
8   int i, fd, semflag, semid, save_errno;
9   key_t key;
10  mode_t mode;
11  va_list ap;
12  mysem_t *sem;
13  union semun arg;
14  unsigned int value;
15  struct semid_ds seminfo;
16  struct sembuf initop;
17  /* режим доступа для sem_open() без O_CREAT не указывается; угадываем */
18  semflag = SVSEM_MODE;
19  semid = –1;
20  if (oflag & O_CREAT) {
21   va_start(ap, oflag); /* инициализируем ар последним явно указанным аргументом */
22   mode = va_arg(ap, va_mode_t);
23   value = va_arg(ap, unsigned int);
24   va_end(ap);
25   /* преобразуем в ключ, который будет идентифицировать семафор System V */
26   if ((fd = open(pathname, oflag, mode)) == –1)
27    return(SEM_FAILED);
28   close(fd);
29   if ((key = ftok(pathname, 0)) == (key_t) –1)
30    return(SEM_FAILED);
31   semflag = IPC_CREAT | (mode & 0777);
32   if (oflag & O_EXCL)
33    semflag |= IPC_EXCL;
34    /* создаем семафор System V с флагом IPC_EXCL */
35   if ((semid = semget(key, 1, semflag | IPC_EXCD) >= 0) {
36    /* OK, мы успели первыми, поэтому инициализируем нулем */
37    arg.val = 0;
38    if (semctl(semid, 0, SETVAL, arg) == –1)
39     goto err;
40    /* увеличиваем значение, чтобы sem_otime стало ненулевым */
41    if (value > SEMVMX) {
42     errno = EINVAL;
43     goto err;
44    }
45    initop.sem_num = 0;
46    initop.sem_op = value;
47    initop.sem_flg = 0;
48    if (semop(semid, &initop, 1) == –1)
49     goto err;
50    goto finish;
51   } else if (errno != EEXIST || (semflag & IPC_EXCL) != 0)
52    goto err:
53   /* иначе продолжаем выполнение */
54  }

20-24 Если вызвавший процесс указывает флаг O_CREAT, мы знаем, что функции будут переданы четыре аргумента, а не два. Работа со списком аргументов переменной длины и типом данных va_mode_t обсуждалась в связи с листингом 5.17.

25-30 Создается обычный файл с именем, указываемым при вызове функции. Это делается для того, чтобы указать его имя при вызове функции ftok для последующей идентификации семафора. Аргумент oflag, принятый от вызвавшего процесса, передается функции open для дополнительного файла, что позволяет создать его, если он еще не существует, и вернуть ошибку EEXIST, если файл существует и указан флаг O_EXCL. Дескриптор файла затем закрывается, поскольку единственная цель создания файла была в использовании его имени при вызове ftok, преобразующей полное имя в ключ System V IPC (раздел 3.2).

32-33 Мы преобразуем константы O_CREAT и O_EXCL в соответствующие константы System V IРС_ххх и вызываем semget для создания набора семафоров System V, состоящего из одного элемента. Флаг IPC_EXCL указывается всегда, чтобы можно было определить, существовал ли семафор до вызова функции или был создан ею.

34-50 В разделе 11.2 описана фундаментальная проблема, связанная с инициализацией семафоров System V, а в разделе 11.6 приведен код, позволяющий исключить потенциальную ситуацию гонок. Здесь мы пользуемся аналогичным методом. Первый поток, который создает семафор (вспомните, что мы всегда указываем флаг IPC_EXCL), инициализирует его значением 0 с помощью команды SETVAL при вызове semctl, а затем устанавливает запрошенное вызвавшим процессом начальное значение с помощью semop. Мы можем быть уверены, что значение sem_otime семафора функцией semget устанавливается в 0 и будет изменено на ненулевое вызовом semop. Следовательно, любой поток, работающий с существующим семафором, будет знать, что он уже проинициализирован, если значение sem_otime будет отлично от 0.

40-44 Мы проверяем начальное значение, указанное вызвавшим процессом, поскольку семафоры System V обычно хранятся как беззнаковые короткие целые (unsigned short, структура sem в разделе 11.1) с максимальным значением 32767 (раздел 11.7), тогда как семафоры Posix обычно хранятся как целые с максимально возможным размером (раздел 10.13). Константа SEMVMX определяется некоторыми реализациями как максимальное значение семафора System V, а если она не определена, то мы определяем ее равной 32 767 в листинге 10.36.

52-53 Если семафор уже существует и вызвавший процесс не указал флаг O_EXCL, ошибка не возвращается. В этом случае программа переходит к открытию (не созданию) существующего семафора.

В листинге 10.38 приведен текст второй половины функции sem_open.

//my_pxsem_svsem/sem_open.c
55  /*
56   * (O_CREAT не указан) или
57   * (O_CREAT без O_EXCL и семафор уже существует).
58   * Нужно открыть семафор и проверить, что он уже проинициализирован.
59   */
60  if ((key = ftok(pathname, 0)) == (key_t) –1)
61   goto err;
62  if ((semid = semget(key, 0, semflag)) == –1)
63 goto err;
64  arg.buf = &seminfo;
65  for (i = 0; i < MAX_TRIES; i++) {
66   if (semctl(semid, 0, IPC_STAT, arg) == –1)
67    goto err;
68   if (arg.buf->sem_otime != 0)
69    goto finish;
70   sleep(1);
71  }
72  errno = ETIMEDOUT;
73 err:
74  save_errno = errno; /* не даем вызову semctl() изменить значение errno */
75  if (semid != –1)
76   semctl(semid, 0, IPC_RMID);
77  errno = save_errno;
78  return(SEM_FAILED);
79 finish:
80  if ((sem = malloc(sizeof(mysem_t))) == NULL)
81   goto err;
82  sem->sem_semid = semid;
83  sem->sem_magic = SEM_MAGIC;
84  return(sem);
85 }

55-63 Если семафор уже создан (флаг O_CREAT не указан или указан, но без O_EXCL, а семафор существует), мы открываем семафор System V с помощью semget. Обратите внимание, что в вызове sem_open указывать аргумент mode не нужно, если не указан флаг O_CREAT, но вызов semget требует указания режима доступа, даже если открывается существующий семафор. Ранее в тексте функции мы присваивали значение по умолчанию (константу SVSEM_MODE из нашего заголовочного файла unpipc.h) переменной, которую теперь передаем semget, если не указан флаг O_CREAT.

64-72 Проверяем, что семафор уже инициализирован, вызывая semctl с командой IPC_STAT и сравнивая значение поля sem_otime возвращаемой структуры с нулем.

73-78 Когда возникает ошибка, мы аккуратно вызываем все последующие функции, чтобы не изменить значение errno.

79-84 Мы выделяем память под структуру sem_t и помещаем в нее идентификатор семафора System V. Функция возвращает указатель на эту структуру.

Оглавление книги