Linux内核深度解析之内核互斥技术——信号量

信号量

信号量允许多个进程同时进入临界区，大多数情况下只允许一个进程进入临界区，把信号量的计数值设置为1，即二值信号量，这种信号量称为互斥信号量。

和自旋锁相比，信号量适合保护比较长的临界区，因为竞争信号量时进程可能睡眠和再次唤醒，代价很高。

内核使用的信号量定义：

include/linux/semaphore.h
struct semaphore {
	raw_spinlock_t		lock;		/* 自旋锁，用来保护信号量的其他成员 */
	unsigned int		count;		/* 计数值，表示还可以允许多少个进程进入临界区 */
	struct list_head	wait_list;		/* 等待进入临界区的进程链表 */
};

初始化静态信号量的方法：

（1）__SEMAPHORE_INITIALIZER(name, n)：指定名称和计数值，允许n个进程同时进入临界区

（2）EFINE_SEMAPHORE(name)：初始化一个互斥信号量

在运行时动态初始化信号量的方法：

static inline void sema_init(struct semaphore *sem, int val)

参数val指定允许同时进入临界区的进程数量。

获取信号量的函数：

（1）获取信号量，如果计数值是0，进程深度睡眠

void down(struct semaphore *sem);

（2）获取信号量，如果计数值是0，进程轻度睡眠

int down_interruptible(struct semaphore *sem);

（3）获取信号量，如果计数值是0，进程中度睡眠

int down_killable(struct semaphore *sem);

（4）获取信号量，如果计数值是0，进程不等待

int down_trylock(struct semaphore *sem);

（5）获取信号量，指定等待的时间

int down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies);

释放信号量的函数：

void up(struct semaphore *sem);