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操作系统与实验 第4章3 第4章 进程间通信 3 4.7 Linux信号量 4.7.1 Linux的信号量 作为IPC机制的一种，与上述其它通信方式类似，也要通过kern_ipc_perm结构中的key来唯一标识一个信号量集，并通过该结构设置并检查访问权限。 针对信号量集，系统中维护了一个由信号量集组成的数组，数组中的每个单元指向一个信号量集。每一个信号量集由一个sem_array结构来描述，该结构定义在文件/usr/src/linux-2.4/include/linux/sem.h中。 4.7.1 Linux的信号量 4.7.2 有关信号量的系统调用函数 Linux提供下列3个有关信号量的系统调用函数： semget() semop() semctl() 下面分别予以介绍。 4.7.2 有关信号量的系统调用函数 1.创建一个新的信号量集或获取一个已经存在的信号量集 命令格式： int semget(key_t key, int nsems, int semflg)； 返回值： 正确返回：信号量集的标识符 错误返回：-1 1.创建一个新的信号量集或获取一个已经存在的信号量集 参数说明： key——信号量集的key值： ①．使用IPC_PRIVATE，由系统产生key值并返回标识符，或者返回key值已存在的信号量集的标识符。 ②． key值不为IPC_PRIVATE而是由用户指定一个非0整型数值，则对信号量集的打开或存取操作依赖于semflag参数的取值。 nsems——指定打开或者新创建的信号量集将包含的信号量的数目；如果该key值的信号量集已存在，而semflg只指定了IPC_CREAT标志，那么参数nsems必须与原来的值一致，否则也会返回错误信息。该参数最大值在linux/sem.h中被定义： #define SEMMSL 250 /* = 8 000 */ semflg——当key值不为IPC_PRIVATE： ①．若只设置semflag的IPC_CREAT位，则创建一个信号量集，如果该信号量集已经存在，则返回其标识符 ②．若设置semflag的IPC_CREAT|IPC_EXCL位，则创建一个新的信号量集，如果该key值的信号量集已经存在则返回错误信息 ③．只设置IPC_EXCL位而不设置IPC_CREAT位没有任何意义。 1.创建一个新的信号量集或获取一个已经存在的信号量集 实验中，使用该调用创建一个只含一个信号量的信号量集，格式为： semid=semget(IPC_PRIVATE,1, IPC_CREAT|0666); 其中的IPC_PRIVATE可以使用具体的整型数值取代。 2.对信号量的P、V操作 命令格式： int semop(int semid, struct sembuf * sops, unsigned nsops)； 返回值： 正确返回：0 错误返回：-1 参数说明： semid——信号量集的标识符，由semget（）得到。 sops——指向一个sembuf结构数组，该数组的每个元素对应一次信号量操作。 2.对信号量的P、V操作 其sembuf数据结构如下： struct sembuf { unsigned short sem_num; /* semaphore index in array */ short sem_op; /* semaphore operation */ short sem_flg; /* operation flags */ }; 其中的参数含义如下所示： 2.对信号量的P、V操作 ⑴．信号量的sem_num值标明它是信号量集的第几个元素，第一个信号量为0，第二个为1，依次类推。 ⑵．semop确定对sem_num指定的信号量采取何种操作，它可以为负数、正数和零。 ①．如果sem_op为负数：则相当于P操作，从信号量的值中减去sem_op的绝对值： ?????? 其差如果大于0，则表示该进程可以使用临界资源进入临界区； ????? 其差如果小于0，在没有指定IPC_NOWAIT的情况下，该进程睡眠，并插入sem_queues等待队列尾部，直到请求的条件得到满足；如果指定了IPC_NOWAIT，则出错返回。 ②．如果sem_op为正数：此时相当于V操作，把它的值加到信号量中，这也意味着该进程释放资源。如果是互斥则出临界区，释放临界资源。 ③．如果sem_op为0：则该进程将睡眠直到信号量的值也为0。 系统会按顺序检查信号量等待队列(sem_pending)中的每一个成员，查看在当前信号量的状态下，其请求的操作是否可以成功，如果可以，则将它从等待队列中唤醒，并插入到就绪队列中等待调度运行。 ⑶．sem_flg指明操