semctl(2)

NAZWA
semctl - steruje semaforami Systemu V

BIBLIOTEKA
Standardowa biblioteka C (libc, -lc)

SKŁADNIA
#include <sys/sem.h>

int semctl(int semid, int semnum, int op, ...);

OPIS
semctl() wykonuje operację sterującą, określoną przez op, 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 op 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;  /* Prawa dostępu */
        time_t          sem_otime; /* Czas ostatniej operacji semop */
        time_t          sem_ctime; /* Czas utworzenia/ostatniej zmiany
                                      za pomocą semctl() */
        unsigned long   sem_nsems; /* # semaforów w zestawie */
    };

Pola struktury semid_ds są następujące:

sem_perm
    Jest to struktura ipc_perm (zob. niżej), która określa prawa dostępu do zestawu semaforów.

sem_otime
    Czas ostatniego wywołania funkcji systemowej semop(2).

sem_ctime
    Czas utworzenia zestawu semaforów albo czas ostatniej operacji IPCSET, SETVAL lub SETALL z SETVAL().

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 */
    };

Najmniej znaczące 9 bitów pola mode struktury ipc_perm definiuje uprawnienia dostępu do segmentu pamięci dzielonej. Istnieją następujące bity uprawnień:
0400 | Odczyt przez użytkownika
0200 | Zapis przez użytkownika
0040 | Odczyt przez grupę
0020 | Zapis przez grupę
0004 | Odczyt przez pozostałych
0002 | Zapis przez pozostałych

Dla zestawu semaforów „zapis” znaczy w praktyce „modyfikację”. Bity 0100, 0010 i 0001 (bity praw do uruchamiania) nie są przez system wykorzystywane.

Poprawne wartości parametru op 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
    Zapis wartości niektórych pól struktury semid_ds wskazywanej przez parametr arg.buf do struktury kontrolnej zestawu semaforów. Pole sem_ctime zostanie automatycznie uaktualnione.

    Zaktualizowane mogą również zostać następujące pola tej struktury: sem_perm.uid, sem_perm.gid i (9 najmniej znaczących bitów z) sem_perm.mode.

    Efektywny identyfikator użytkownika procesu wywołującego musi odpowiadać właścicielowi (sem_perm.uid) lub twórcy (sem_perm.cuid) zestawu semaforów albo wywołujący musi być uprzywilejowany. Argument semnum jest pomijany.

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 (specyficzne dla Linuksa, od Linuksa 4.17)
    Zwraca strukturę semid_ds, jak dla SEM_STAT. Jednak sem_perm.mode nie jest sprawdzany pod kątem uprawnień odczytu do semid co oznacza, że każdy użytkownik może wykonać tę operację (podobnie jak każdy użytkownik może odczytać /proc/sysvipc/sem, pozyskując te same informacje).

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
    Zwraca wartość semncnt skojarzoną z semaforem o numerze semnum w zestawie (tzn. liczbę procesów oczekujących na zwiększenie wartości przez semafor). Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.

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. WERSJE). Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.

GETVAL
    Zwraca semval (tj. wartość semafora) semafora o numerze semnum w zestawie semaforów. Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.

GETZCNT
    Zwraca wartość semzcnt skojarzoną z semaforem o numerze semnum w zestawie (tzn. liczbę procesów oczekujących na osiągnięcie przez semafor wartości 0). Proces wywołujący musi mieć prawa do odczytu zestawu semaforów.

SETALL
    Przypisuje wartości semval wszystkim semaforom zestawu, korzystając z tablicy arg.array, jednocześnie aktualizuje pole sem_ctime struktury semid_ds skojarzonej z zestawem. Wpisy wycofania (undo; patrz semop(2)) są czyszczone dla wszystkich zmienianych semaforów we wszystkich procesach. Jeżeli zmiany wartości semaforów pozwoliłyby na odblokowanie procesów oczekujących w wywołaniach semop(2), to te procesy są wznawiane. Argument semnum jest pomijany. Proces wywołujący musi mieć prawa do modyfikacji (zapisu) zestawu semaforów.

SETVAL
    Przypisuje wartość semval do arg.val semafora o numerze semnum w zestawie, aktualizując jednocześnie pole sem_ctime struktury semid_ds skojarzonej z zestawem semaforów. Wpisy wycofania (undo) są czyszczone dla zmienianych semaforów we wszystkich procesach. Jeżeli zmiany wartości semaforów pozwoliłyby na odblokowanie procesów oczekujących w wywołaniach semop(2), to te procesy są wznawiane. Proces wywołujący funkcję musi mieć prawa do modyfikacji zestawu semaforów.

WARTOŚĆ ZWRACANA
Po pomyślnym zakończeniu, semctl() zwraca nieujemną wartość zależną od parametru op:

GETNCNT
    wartość semncnt.

GETPID
    wartość sempid.

GETVAL
    wartość semval.

GETZCNT
    wartość semzcnt.

IPC_INFO
    indeks najwyższego używanego wpisu w wewnętrznej tablicy jądra przechowującej informacje o wszystkich zestawach semaforów (informacji tej można użyć w operacjach SEM_STAT lub SEM_STAT_ANY, aby otrzymać informacje o wszystkich zestawach semaforów w systemie).

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 op w razie pomyślnego zakończenia zwracane jest 0.

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

BŁĘDY

EACCES
    Argument op ma jedną z wartości: GETALL, GETPID, GETVAL, GETNCNT, GETZCNT, IPC_STAT, SEM_STAT, SEM_STAT_ANY, SETALL, lub SETVAL, a proces wywołujący nie ma wystarczających uprawnień do działania na zbiorze semaforów oraz nie ma ustawionego przywileju CAP_IPC_OWNER (ang. capability) w przestrzeni nazw użytkownika, która zarządza jego przestrzenią nazw IPC.

EFAULT
    Adres wskazywany przez arg.buf lub arg.array jest niedostępny.

EIDRM
    Zestaw semaforów został usunięty.

EINVAL
    Niepoprawna wartość parametru op lub semid. Albo: w przypadku operacji SEM_STAT wartość indeksu podana w parametrze semid odwoływała się do obecnie nieużywanego elementu tablicy.

EPERM
    Parametr op 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 przywileju CAP_SYS_ADMIN.

ERANGE
    Argument op 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.

WERSJE
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.

  Wartość sempid
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 aktualizuje sempid również przy operacjach SETVAL i dostosowaniach semafora. Jednak, nieco niekonsekwentnie, do wersji Linuksa 4.5 włącznie, jądro nie aktualizowało sempid przy operacjach SETALL. Skorygowano to w Linuksie 4.6.

STANDARDY
POSIX.1-2024.

HISTORIA
POSIX.1-2001, SVr4.

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 op).

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>.

UWAGI
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.

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.

PRZYKŁADY
Zobacz shmop(2).

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

TŁUMACZENIE
Tłumaczenie niniejszej strony podręcznika: 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 (https://www.gnu.org/licenses/gpl-3.0.html) lub nowszej. Nie przyjmuje się ŻADNEJ ODPOWIEDZIALNOŚCI.

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