1. Semaphores
Γ.Μανάρας
1

2.  Η ταλαιπωρία μίας λέξης
 Τι είναι Semaphore?
 Κλήσεις συστήματος και παραδείγματα
 Ένα ρεαλιστικό παράδειγμα
2

3. 3

4. 4

5.  Είναι ένας τύπος μεταβλητής που δίνει ένα μηχανισμό συγχρονισμού διεργασιών
για την αποκλειστική διαχείριση κοινών πόρων
 Ο χειρισμός των semaphores υλοποιείται από δύο εντολές:
- P / down
- V / up
 Αν -κατά την κλήση της down- η τιμή της semaphore είναι 0,
η καλούσα διεργασία θα μπλοκαριστεί
5

6.  int semget(key_t key, int nsems, int semflg);
Επιστρέφει το semaphore identifier
για ένα array nsems semaphores
που συνδέεται με το key
και δικαιώματα-πρόσθετες απαιτήσεις semflg
int sid;
key_t skey;
int ns;
int sflag;
int main()
{
skey = 1234;
ns = 1;
sflag = 0666 | IPC_CREAT;
if ((sid = semget(skey, ns, sflag)) == -1) { perror("semget"); exit(1); }
printf("Semget succeed! SID=%dn", sid);
exit(0);
}
6

7.  int semctl(int sid, int snum, int cmd, union semun arg);
Εκτελεί την ενέργεια cmd
στο snum element (δηλ. semaphore)
του semaphore array με ταυτότητα sid
με το arg μεταφέρονται τιμές από/προς το semaphore array
union semun {
int val;
struct semid_ds *buff;
unsigned short *array;
};
 SETVAL
 GETVAL
 SETALL
 GETALL
 IPC_RMID
7

8. int main(void) /* semSetUp.c */
{ key_t skey;
int sid;
union semun{ int val; struct semid_ds *buff; unsigned short *array; } arg;
skey = 1234;
if ((sid = semget(skey, 1, 0666 | IPC_CREAT)) == -1) { perror("semget"); exit(1); }
printf("Successful creation of semaphore set!n");
printf("Semaphore ID=%d on KEY=%dn", sid, skey);
arg.val = 1; /* αρχικοποίηση του 0 semaphore με τιμή 1 */
if (semctl(sid, 0, SETVAL, arg) == -1){ perror("semctl"); exit(1); }
printf("New Semaphore VALUE=%dn", arg.val);
return 0;
}
8

9. int main(void){ /* semDeletion.c */
key_t skey;
int sid;
union semun{ int val; struct semid_ds *buff; unsigned short *array; } arg;
skey = 1234;
/* δέσμευση του semaphore */
if ((sid = semget(skey, 1, 0)) == -1) { perror("semget"); exit(1); }
printf("Semaphore ID=%d on KEY=%dn", sid, skey);
if (semctl(sid, 0, IPC_RMID, arg) == -1){ perror("semctl"); exit(1); }
printf("Successful semaphore deletion!n");
return 0;
}
9

10. int semop(int sid, struct sembuf *opstr, int nops);
- ενεργεί στο semaphore array,
- η δομή struct sembuf { short snum; short sop; short sflag; }; ορίζει το είδος της
ενέργειας -DOWN / UP- που θα συμβεί
- η παράμετρος nops είναι ο αριθμός των struct sembuf (προφανώς μία για κάθε semaphore)
int main(void)
{
key_t skey;
int sid;
struct sembuf sb = { 0, -1, 0 }; // πρώτη semaphore, DOWN setup
skey = 1234;
10

11. if ((sid = semget(skey, 1, 0)) == -1){ perror("semget"); exit(1); }
printf("nnGrap hold of semSetUp.c semaphore ");
printf("with SID=%d on KEY=%dn",sid,skey);
printf("n< < Press ENTER to block the target > >");
getchar();
printf("Trying to block the target...n");
/* DOWN */
if (semop(sid, &sb, 1) == -1){ perror("semop"); exit(1); }
printf("Blocked!!!nnn< < < Press ENTER to unblock > > > ");
getchar();
sb.sem_op = 1;
/* UP */
if (semop(sid, &sb, 1) == -1) { perror("semop"); exit(1); }
printf("Unblocked!nn");
return 0;
}
11

12. int main()
{
int sid;
union semun sem_val;
int child_pid, i, rc;
sid = semget(SKEY, 1, IPC_CREAT | 0600);
if (sid == -1)
{
perror("main: semget");
exit(1);
}
sem_val.val = 1;
rc = semctl(sid, 0, SETVAL, sem_val);
if (rc == -1)
{
perror("main: semctl");
exit(1);
}
12

13. for (i=0; i<NUM_PROCS; i++)
{ child_pid = fork();
switch(child_pid)
{ case -1: perror("fork");
exit(1);
case 0: do_child_loop(sid, FILE_NAME);
exit(0);
default: break;
} // switch
}
for (i=0; i<NUM_PROCS; i++)
{ int child_status;
wait(&child_status);
}
printf("main: all donen");
fflush(stdout);
}
13

14. void do_child_loop(int sem_set_id, char* file)
{
pid_t pid = getpid();
int i, j;
for (i=0; i<3; i++)
{
update_file(sem_set_id, file, pid);
for (j=0; j<DELAY; j++)
;
}
}
14

15. void update_file(int sem_set_id, char* file, int num){
struct sembuf sem_op;
FILE *fp = fopen(file, "w");
// DOWN
sem_op.sem_num = 0;
sem_op.sem_op = -1;
sem_op.sem_flg = 0;
semop(sem_set_id, &sem_op, 1);
if (fp != NULL){
fprintf(fp, "%dn", num);
printf("%dn", num);
fclose(fp);
}
// UP
sem_op.sem_num = 0;
sem_op.sem_op = 1;
sem_op.sem_flg = 0;
semop(sem_set_id, &sem_op, 1);
}
15