semctl関数は、セマフォの制御操作を行ないます。セマフォとは、元々は「手旗信号」の意味で、それから派生した鉄道の腕木信号に由来します。これにより、プロセス間の待ち合わせと排他制御を行うことができます。

セマフォを操作する関数にはsemctl関数以外に、semget関数とsemop関数があります。プロセス間の待ち合わせと、排他制御の手順についてはsemop関数を、セマフォの操作手順についてはsemget関数をご覧ください。

この関数は、Ｃ言語のライブラリ関数（標準関数）ではありませんので、コンパイラにより、使えない場合があります。

#include <sys/sem.h>
int semctl(int semid， int semnum， int cmd， …);

semidは操作するセマフォ集合のセマフォIDを指定します。
semnumはセマフォ集合内の操作するセマフォを番号で指定します。セマフォ番号は０から始まります。
cmdは操作の種類を表すコマンドを指定します。コマンドの種類により、第４引数に次のsemun共用体を指定します。

union semun {
  int              val;    /* SETVAL の値 */
  struct semid_ds *buf;    /* IPC_STAT， IPC_SET 用のバッファ */
  unsigned short  *array;  /* GETALL， SETALL 用の配列 */
};

正常終了した場合の戻り値は、コマンドの種類により異なります。失敗した場合は-1を返します。

第３引数のcmdには、次のものがあります。

コマンド 内容
IPC_STAT 第１引数に指定したセマフォIDに関するカーネルデータ構造体の情報を、第４引数に指定したsemun共用体の*bufで指定されたsemid_ds構造体へコピーします。第２引数のsemnumは無視します。
IPC_SET 第４引数に指定したsemun共用体の*bufで指定されたsemid_ds構造体のメンバのいくつかの値を、第１引数に指定したセマフォIDに関連づいたカーネルデータ構造体に書き込みます。
IPC_RMID 第１引数に指定したセマフォIDに対応するセマフォ集合を削除し、その集合上のブロック（休眠状態）されている全てのプロセスを目覚めさせます。
GETALL 第１引数に指定したセマフォIDに対応するセマフォ集合の全てのセマフォの値（semvalの値）を第４引数に指定したsemun共用体の*arrayに設定します。第２引数のsemnumは無視します。
GETNCNT 第２引数のsemnumに対応するセマフォの値（semvalの値）が増加するのを待っているプロセスの数（semncntの値）を戻り値として返します。
GETPID 第２引数のsemnumに対応するセマフォに対して、最後にsemop関数を実行したプロセスのプロセスIDを戻り値として返します。
GETVAL 第２引数のsemnumに対応するセマフォの値（semval値の）を戻り値として返します。
GETZCNT 第２引数のsemnumに対応するセマフォの値が０になるのを待っているプロセスの数（semzcntの値）を戻り値として返します。
SETALL 第１引数に指定したセマフォIDに対応するセマフォ集合の全てのセマフォに、第４引数に指定したsemun共用体の*arrayの値を設定します。セマフォの値の変更により、休眠状態のプロセスは起こされます。第２引数のsemnumは無視します。
SETVAL 第２引数のsemnumに対応するセマフォに、第４引数に指定したsemun共用体のvalの値を設定します。セマフォの値の変更により、休眠状態のプロセスは起こされます。第２引数のsemnumは無視します。

次の例題プログラムは、３つのプロセスの待ち合わせを行っています。子プロセス１のファイル出力完了を待って、子プロセス２が行数をカウントして表示し、子プロセス３が容量（バイト数）を表示しています。

プログラム　例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sem.h>
#define LOCK -1
#define UNLOCK 1
#define WAIT 0
/* セマフォ操作（ロック/アンロック） */
void MySemop(int SemId， int SemOp);

int main()
{
  FILE               *fp;
  int                semid;
  union semun {
    int              val;     /* SETVAL の値 */
    struct semid_ds  *buf;    /* IPC_STAT， IPC_SET 用のバッファ */
    unsigned short   *array;  /* GETALL， SETALL 用の配列 */
  } ctl_arg;
  char               *file = './sem.txt';
  int                child_cnt;

  /* １つのセマフォを持つセマフォ集合を新規作成 */
  if ((semid = semget(IPC_PRIVATE， 1， 0600)) == -1){
    perror('main : semget ');
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /* セマフォに初期値（1）を設定 */
  ctl_arg.val = 1;
  if (semctl(semid， 0， SETVAL， ctl_arg) == -1){
    perror('main : semctl ');
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  /* １つ目の子プロセスを生成 */
  if (fork() == 0) {
    /* 子プロセス */
    int  line_cnt;

    printf('子プロセス１開始\n');

    if ((fp = fopen(file， 'w')) == NULL) {
      perror('子プロセス１ ');
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
    for (line_cnt = 1; line_cnt <= 5; ++line_cnt) {
      fprintf(fp， '子プロセス１のメッセージ%d\n'， line_cnt);
      sleep(1);
    }
    fclose(fp);

    /* 待ち合わせ解除 */
    ctl_arg.val = 0;
    if (semctl(semid， 0， SETVAL， ctl_arg) == -1){
      perror('子プロセス１ ');
      exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf('子プロセス１終了\n');
    exit(EXIT_SUCCESS);
  }

  /* ２つ目の子プロセスを生成 */
  if (fork() == 0) {
    /* 子プロセス */
    int  in_char;
    int  line_cnt = 0;

    printf('子プロセス２開始\n');

    /* 待ち合わせ */
    MySemop(semid， WAIT);    /* 自プロセスをロック */

    if ((fp = fopen(file， 'r')) == NULL) {
      perror('子プロセス２ ');
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while ((in_char = fgetc(fp)) != EOF) {
      if (in_char == '\n') {
        ++line_cnt;          /* 行数カウント */
      }
    }
    fclose(fp);
    printf('子プロセス２：%sの行数は%d行です\n'， file， line_cnt);

    printf('子プロセス２終了\n');
    exit(EXIT_SUCCESS);
  }

  /* ３つ目の子プロセスを生成 */
  if (fork() == 0) {
    /* 子プロセス */
    int  in_char;
    int  byte_cnt = 0;

    printf('子プロセス３開始\n');

    /* 待ち合わせ */
    MySemop(semid， WAIT);    /* 自プロセスをロック */

    if ((fp = fopen(file， 'r')) == NULL) {
      perror('子プロセス３ ');
      exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while ((in_char = fgetc(fp)) != EOF) {
      ++byte_cnt;            /* 文字数（バイト）数カウント */
    }
    fclose(fp);
    printf('子プロセス３：%sの容量は%dバイトです\n'， file， byte_cnt);

    printf('子プロセス３終了\n');
    exit(EXIT_SUCCESS);
  }

  /* 親プロセス。子プロセスの終了を待つ */
  for (child_cnt = 0; child_cnt < 3; ++child_cnt) {
    wait(NULL);
  }

  /* セマフォを削除 */
  if (semctl(semid， 0， IPC_RMID， ctl_arg) == -1){
    perror('main : semctl ');
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  printf('親プロセス終了\n');
  return EXIT_SUCCESS;
}

/* セマフォ操作（ロック/アンロック） */
void MySemop(int p_semid， int p_op)
{
  struct sembuf    sops[1];

  sops[0].sem_num = 0;                 /* セマフォ番号 */
  sops[0].sem_op = p_op;               /* セマフォ操作 */
  sops[0].sem_flg = 0;                 /* 操作フラグ */

  if (semop(p_semid， sops， 1) == -1) {
    perror('MySemop ');
    exit(EXIT_FAILURE);
  }

  return;
}

例の実行結果

$ ./semctl.exe
子プロセス１開始
子プロセス２開始
子プロセス３開始
子プロセス２：./sem.txtの行数は5行です
子プロセス２終了
子プロセス３：./sem.txtの容量は190バイトです
子プロセス３終了
子プロセス１終了
親プロセス終了
$
$ cat sem.txt
子プロセス１のメッセージ1
子プロセス１のメッセージ2
子プロセス１のメッセージ3
子プロセス１のメッセージ4
子プロセス１のメッセージ5
$