[同步机制]-信号量semaphore的代码导读和介绍

(linux/kernel/locking/semaphore.c)

down()---->__down()---->__down_common()
down_interruptible()---->__down()---->__down_common()
down_killable()---->__down_killable()---->__down_common()
down_trylock()---->__down_trylock()---->__down_common()
down_timeout()---->__down_timeout()---->__down_common()
up()---->__up()---->__up_common()

我们以down()为例进行分析

(1)、在down()函数中，会先检查sem->count变量，如果>0表示获得该锁，直接返回，程序会继续往下跑，进入临界区; 如果<=0，则表示未获得该锁，则调用__down()进行排队和睡眠;
这里有个疑问，已知在__down()中会进入睡眠，而在spinlock的临界区是不允许睡眠的？那么这里怎么回事呢？莫急，请继续往下看

void down(struct semaphore *sem)
{
	unsigned long flags;

	raw_spin_lock_irqsave(&sem->lock, flags);
	if (likely(sem->count > 0))
		sem->count--;
	else
		__down(sem);
	raw_spin_unlock_irqrestore(&sem->lock, flags);
}

(2)、在__down()中，传入TASK_UNINTERRUPTIBLE标志后，直接调用__down_common

static noinline void __sched __down(struct semaphore *sem)
{
	__down_common(sem, TASK_UNINTERRUPTIBLE, MAX_SCHEDULE_TIMEOUT);
}

(3)、在__down_common中，我们可以看到，首先将当前的task加入到了sem->wait_list，然后调用schedule_timeout进行睡眠.
注意在睡眠之前，调用了raw_spin_unlock_irq，释放自旋锁. 睡眠时间到了之后再调用raw_spin_lock_irq获得该锁, 这也就回答了在(1)中的疑问

static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, long state,
								long timeout)
{
	struct task_struct *task = current;
	struct semaphore_waiter waiter;

	list_add_tail(&waiter.list, &sem->wait_list);
	waiter.task = task;
	waiter.up = false;

	for (;;) {
		if (signal_pending_state(state, task))
			goto interrupted;
		if (unlikely(timeout <= 0))
			goto timed_out;
		__set_task_state(task, state);
		raw_spin_unlock_irq(&sem->lock);
		timeout = schedule_timeout(timeout);
		raw_spin_lock_irq(&sem->lock);
		if (waiter.up)
			return 0;
	}

 timed_out:
	list_del(&waiter.list);
	return -ETIME;

 interrupted:
	list_del(&waiter.list);
	return -EINTR;
}

总结一下信号量semaphore：

down()函数，sem->count是一个计数功能，大于0表示获得该锁，则直接返回进入临界区。<=0则说明未获得该锁，调用__down(),该进程则加入到sem->wait_list,
然后该进程调用schedule_timeout进入睡眠状态;
up()函数，先检查sem->wait_list，则表示没有需要唤醒的task，直接返回；
否则的话调用__up()，先从sem->wait_list删除这个task，然后再调用wake_up_process(waiter->task)，唤醒这个task；

[同步机制]-信号量semaphore的代码导读和介绍

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