UNIX: взаимодействие процессов

Создание нового семафора и работа со списком аргументов переменной длины

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.

Создание вспомогательного файла и преобразование полного имени в ключ System V IPC

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).

Создание набора семафоров System V с одним элементом

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.

Инициализация семафора

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.

Проверка начального значения

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.

Листинг 10.38. Функция sem_open: вторая половина

//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 }

Открытие существующего семафора

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.

Ожидание инициализации семафора

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

Возврат кода ошибки

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

Выделение памяти под sem_t

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

Функция sem_close

В листинге 10.39 приведен текст функции sem_close, которая вызывает free для освобождения динамически выделенной под структуру sem_t памяти. 

Листинг 10.39. Функция sem_close

//my_pxsem_svsem/sem_close.с
1 #include "unpipc.h"
2 #include "semaphore.h"

3 int
4 mysem_close(mysem_t *sem)
5 {
6 if (sem->sem_magic != SEM_MAGIC) {
7 errno = EINVAL;
8 return(-1);
9 }
10 sem->sem_magic = 0; /* на всякий случай */
11 free(sem);
12 return(0);
13 }

Функция sem_unlink

Функция sem_unlink, текст которой приведен в листинге 10.40, удаляет вспомогательный файл и семафор System V, связанные с указанным ей семафором Posix.

Листинг 10.40. Функция sem_unlink

//my_pxsem_svsem/sem_unlink.с
1 #include "unpipc.h"
2 #include "semaphore.h"

3 int
4 mysem_unlink(const char *pathname)
5 {
6 int semid;
7 key_t key;
8 if ((key = ftok(pathname, 0)) == (key_t) –1)
9 return(-1);
10 if (unlink(pathname) == –1)