linux下 semop及PV操作方法介绍

信号量的值与相应资源的使用情况有关。当它的值大于 0 时，表示当前可用的资源数的数量；当它的值小于 0 时，其绝对值表示等待使用该资源的进程个数。信号量的值仅能由 PV 操作来改变。

     在 Linux 下，PV 操作通过调用semop函数来实现。该函数定义在头文件 sys/sem.h中，原型如下：

     int  semop（int  semid，struct sembuf  *sops，size_t nsops）；

     函数的参数 semid 为信号量集的标识符；参数 sops 指向进行操作的结构体数组的首地址；参数 nsops 指出将要进行操作的信号的个数。

    semop 函数调用成功返回 0，失败返回 -1。

    semop 的第二个参数 sops 指向的结构体数组中，每个 sembuf 结构体对应一个特定信号的操作。因此对信号量进行操作必须熟悉该数据结构，该结构定义在 linux/sem.h，如下所示：

     struct  sembuf{

         unsigned short   sem_num;      //信号在信号集中的索引，0代表第一个信号，1代表第二个信号  

         short            sem_op;      //操作类型

         short            sem_flg;    //操作标志

     };

    下面详细介绍一下 sembuf 的几个参数：

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• sem_num 参数 ：

;      表示信号在信号集中的索引，0代表第一个信号，1代表第二个信号  。

• sem_op 参数：

sem_op > 0          信号加上 sem_op 的值(正值)，表示进程释放控制的资源；

sem_op = 0          如果没有设置 IPC_NOWAIT，则调用进程进入睡眠状态，直到信号量的值为0；否则进程不回睡眠，直接返回 EAGAIN；

        sem_op < 0          信号加上 sem_op 的值(负值)，表示进程占用控制的资源。若没有设置 IPC_NOWAIT ，则调用进程阻塞，直到资源可用；否则进程直接返回EAGAIN；

• sem_flg 参数：

         该参数可设置为 IPC_NOWAIT 或 SEM_UNDO 两种状态。只有将 sem_flg 指定为 SEM_UNDO 标志后，semadj （所指定信号量针对调用进程的调整值）才会更新。此外，如果此操作指定SEM_UNDO，系统更新过程中会撤消此信号灯的计数（semadj）。此操作可以随时进行---它永远不会强制等待的过程。调用进程必须有改变信号量集的权限。

         sem_flg公认的标志是 IPC_NOWAIT 和 SEM_UNDO。如果操作指定SEM_UNDO，它将会自动撤消该进程终止时。

        在标准操作程序中的操作是在数组的顺序执行、原子的，那就是，该操作要么作为一个完整的单元，要么不。如果不是所有操作都可以立即执行的系统调用，其行为取决于在个人sem_flg领域的IPC_NOWAIT标志的存在。
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        对信号量最基本的操作就是进行PV操作，而System V信号量正是通过 semop 函数和 sembuf 结构体的数据结构来进行PV操作的。当 sembuf 的第二个数据结构 sem_op 设置为负数时，是对它进行P操作，即减1操作；当设置为正数时，就是进行V操作，即加1操作。

      

        下面举一个对一个信号量集中的某个信号进行 PV 操作的函数实现：

         

//P操作函数
int  sem_p( int semid, int index )
{
struct  sembuf  buf  = { 0, -1, IPC_NOWAIT};

if ( index < 0 )
{
perror ( "index of array cannot equals a minus value!\n" );
return  -1;
}
buf.sem_num = index;
if ( semop ( semid, &buf, 1) == -1)
{
perroe ( " a wrong operation to semaphore occurred!\n" );
return  -1;
}
return  0;
}

 //V操作函数

int  sem_p( int semid, int index )
{
struct  sembuf  buf  = { 0, 1, IPC_NOWAIT};

if ( index < 0 )
{
perror ( "index of array cannot equals a minus value!\n" );
return  -1;
}
buf.sem_num = index;
if ( semop ( semid, &buf, 1) == -1)
{
perroe ( " a wrong operation to semaphore occurred!\n" );
return  -1;
}
return  0;
}