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Cobalt/Semaphores
详细描述
Cobalt/POSIX 信号量服务。
信号量是在线程之间共享资源的计数器。信号量的基本操作是：原子性地增加计数器，以及等待计数器为非零并原子性地减少它。
信号量有一个最大值，超过该值后不能再增加。宏 SEM_VALUE_MAX 被定义为此最大值。
函数文档
sem_close()
int sem_close (sem_t *sem)
关闭命名信号量。
此服务关闭信号量 sem。信号量仅在调用 sem_unlink() 服务取消链接并且每次调用 sem_open() 都匹配一次此服务调用时才会被销毁。
当信号量被销毁时，它使用的内存将返回到系统堆，因此进一步引用此信号量不保证失败，这与未命名信号量的情况相同。
如果 sem 是未命名信号量，则此服务将失败。
参数:
- sem: 要关闭的信号量。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- EINVAL，信号量 sem 无效或是未命名信号量。
标签:
thread-unrestricted，switch-secondary
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
#define SEM_NAME "/my_semaphore"
sem_t *sem;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(sem);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 创建信号量，初始值为1
sem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0644, 1);
if (sem == SEM_FAILED) {
perror("sem_open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 关闭信号量
if (sem_close(sem) == -1) {
perror("sem_close failed");
}
// 删除信号量
if (sem_unlink(SEM_NAME) == -1) {
perror("sem_unlink failed");
}
return 0;
}sem_destroy()
int sem_destroy (sem_t *sem)
销毁未命名信号量。
此服务销毁信号量 sem。当前阻塞在 sem 上的线程将被解除阻塞，并且它们调用的服务将返回 -1，并将 errno 设置为 EINVAL。然后，信号量被所有信号量服务视为无效（它们都将失败并将 errno 设置为 EINVAL），除了 sem_init()。
如果 sem 是命名信号量，则此服务将失败。
参数:
- sem: 要销毁的信号量。
返回值:
-
成功时总是返回 0。
- 如果在
sem_init_np()中提到了 SEM_WARNDEL，则信号量按请求删除，并返回一个严格的正值以警告调用者是否有线程在等待，否则返回零。 - 如果在
sem_init_np()中提到了 SEM_NOBUSYDEL，则sem_destroy()仅在没有线程等待信号量删除时才可能成功；否则返回 -EBUSY。
- 如果在
-
如果出错，返回 -1 并设置
errno：- EINVAL: 信号量 sem 无效或是命名信号量；
- EPERM: 信号量 sem 是进程共享的，并且不属于当前进程；
- EBUSY: 当前有线程在信号量 sem 上等待，并且设置了 SEM_NOBUSYDEL。
标签:
thread-unrestricted
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
sem_t semaphore;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(&semaphore);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(&semaphore);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 初始化信号量，初始值为2（表示可以有两个线程进入临界区）
if (sem_init(&semaphore, 0, 2) != 0) {
perror("sem_init failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 销毁信号量
if (sem_destroy(&semaphore) != 0) {
perror("sem_destroy failed");
}
return 0;
}sem_init()
int sem_init (sem_t *sem, int pshared, unsigned int value)
初始化未命名信号量。
此服务初始化信号量 sem，初始值为 value。
如果 sem 已经初始化或是命名信号量，则此服务将失败。
参数:
- sem: 要初始化的信号量。
- pshared: 如果为零，表示新信号量只能被调用
sem_init()的线程所在的同一进程中的线程使用；如果为非零，表示新信号量可以被任何有权访问信号量所在内存的线程使用。 - value: 信号量的初始值。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- EBUSY: 信号量 sem 已经初始化；
- EAGAIN: 初始化信号量的内存不足，对于进程共享信号量，请增加
CONFIG_XENO_OPT_SHARED_HEAPSZ，对于进程私有信号量，请增加CONFIG_XENO_OPT_PRIVATE_HEAPSZ； - EAGAIN: 没有可用的注册槽，请检查/增加
CONFIG_XENO_OPT_REGISTRY_NRSLOTS； - EINVAL: 参数 value 超过
SEM_VALUE_MAX。
标签:
thread-unrestricted
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
sem_t semaphore;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(&semaphore);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(&semaphore);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 初始化信号量，初始值为2（表示可以有两个线程进入临界区）
if (sem_init(&semaphore, 0, 2) != 0) {
perror("sem_init failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 销毁信号量
if (sem_destroy(&semaphore) != 0) {
perror("sem_destroy failed");
}
return 0;
}sem_post()
int sem_post (sem_t *sem)
释放信号量。
此服务释放信号量 sem。
如果当前没有线程阻塞在此信号量上，并且未启用“脉冲”模式（参见 sem_init_np()，SEM_PULSE），则其计数将增加。如果有线程阻塞在信号量上，则等待队列中的第一个线程将被解除阻塞。
参数:
- sem: 要释放的信号量。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- EINVAL: 指定的信号量无效或未初始化；
- EPERM: 信号量 sem 不是进程共享的，并且不属于当前进程；
- EAGAIN: 信号量计数已达到
SEM_VALUE_MAX。
标签:
unrestricted
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
#define SEM_NAME "/my_semaphore"
sem_t *sem;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(sem);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 创建信号量，初始值为1
sem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0644, 1);
if (sem == SEM_FAILED) {
perror("sem_open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 关闭信号量
if (sem_close(sem) == -1) {
perror("sem_close failed");
}
// 删除信号量
if (sem_unlink(SEM_NAME) == -1) {
perror("sem_unlink failed");
}
return 0;
}sem_trywait()
int sem_trywait (sem_t *sem)
尝试减少信号量。
此服务等同于 sem_wait()，但如果信号量 sem 当前已耗尽，它会立即返回，并且它不是一个取消点。
参数:
- sem: 要减少的信号量。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- EINVAL: 指定的信号量无效或未初始化；
- EPERM: 信号量 sem 不是进程共享的，并且不属于当前进程；
- EAGAIN: 指定的信号量当前已完全耗尽。
标签:
xthread-only
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
#define SEM_NAME "/my_semaphore"
sem_t *sem;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
while(sem_trywait(sem) != 0) {
sleep(1);
}
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 创建信号量，初始值为1
sem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0644, 1);
if (sem == SEM_FAILED) {
perror("sem_open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 关闭信号量
if (sem_close(sem) == -1) {
perror("sem_close failed");
}
// 删除信号量
if (sem_unlink(SEM_NAME) == -1) {
perror("sem_unlink failed");
}
return 0;
}sem_unlink()
int sem_unlink (const char *name)
取消命名信号量的链接。
此服务取消名为 name 的信号量的链接。该信号量在通过调用 sem_close() 关闭所有通过 sem_open() 获取的引用之前不会被销毁。然而，取消链接的信号量将无法再通过 sem_open() 服务访问。
当信号量被销毁时，它使用的内存将返回到系统堆，因此进一步引用此信号量不保证失败，这与未命名信号量的情况相同。
参数:
- name: 要取消链接的信号量的名称。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- ENAMETOOLONG: name 参数的长度超过 64 个字符；
- ENOENT: 指定名称的信号量不存在。
标签:
thread-unrestricted，switch-secondary
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
#define SEM_NAME "/my_semaphore"
sem_t *sem;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(sem);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 创建信号量，初始值为1
sem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0644, 1);
if (sem == SEM_FAILED) {
perror("sem_open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 关闭信号量
if (sem_close(sem) == -1) {
perror("sem_close failed");
}
// 删除信号量
if (sem_unlink(SEM_NAME) == -1) {
perror("sem_unlink failed");
}
return 0;
}sem_wait()
int sem_wait(sem_t *sem)
减少信号量。
此服务在信号量 sem 的当前值大于 0 时减少其值。如果信号量的当前值为零，则调用线程将被挂起，直到信号量被释放，或者一个信号被传递给调用线程。
对于通过 pthread_create() 服务创建的 Cobalt 线程，此服务是一个取消点。当这样的线程在调用此服务时被取消时，在调用取消清理处理程序之前，信号量状态保持不变。
参数:
- sem: 要减少的信号量。
返回值:
- 成功时返回 0；
- 出错时返回 -1 并设置
errno：- EPERM: 调用者上下文无效；
- EINVAL: 信号量无效或未初始化；
- EPERM: 信号量 sem 不是进程共享的，并且不属于当前进程；
- EINTR: 调用者在此服务中被信号中断。
标签:
xthread-only，switch-primary
示例代码
c{filename="app.c"}
复制代码
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pthread.h>
#include <semaphore.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#define NUM_THREADS 5
#define SEM_NAME "/my_semaphore"
sem_t *sem;
void *thread_function(void *arg) {
int thread_id = *((int *)arg);
// 请求访问信号量
sem_wait(sem);
// 访问共享资源
printf("Thread %d: has entered the critical section.\n", thread_id);
sleep(1); // 模拟对共享资源的处理
printf("Thread %d: is leaving the critical section.\n", thread_id);
// 释放信号量
sem_post(sem);
return NULL;
}
int main() {
pthread_t threads[NUM_THREADS];
int thread_ids[NUM_THREADS];
// 创建信号量，初始值为1
sem = sem_open(SEM_NAME, O_CREAT, 0644, 1);
if (sem == SEM_FAILED) {
perror("sem_open failed");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建多个线程
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
thread_ids[i] = i + 1;
pthread_create(&threads[i], NULL, thread_function, &thread_ids[i]);
}
// 等待所有线程完成
for (int i = 0; i < NUM_THREADS; i++) {
pthread_join(threads[i], NULL);
}
// 关闭信号量
if (sem_close(sem) == -1) {
perror("sem_close failed");
}
// 删除信号量
if (sem_unlink(SEM_NAME) == -1) {
perror("sem_unlink failed");
}
return 0;
}最近修改: 2025-07-24
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