Linux semaphore 阅读笔记

include/linux/semaphore.h

kernel/semaphore.c

struct semaphore {

     spinlock_t lock;

     unsigned int count;

     struct list_head wait_list;

};

信号量本质上是一个计数器。count不为0时进程可以获得信号量，count为0时进程无法获得信号量，因而可能进入休眠。

当count初始为1时，其作用类似于互斥量mutex。但linux中的mutex实现机制已经不再使用semaphore，而使用另一套更简单有效的方法。

信号量用于资源可以同时被多个进程使用时的场景。

void sema_init(struct semaphore *sem, int val);

用val初始信号量的count。

void down(struct semaphore *sem);

获得信号量。如果无法获得则进程进入休眠，直到该信号量在其他地方被释放。不推荐使用此函数，因为其在休眠时将进程状态置为TASK_UNINTERRUPTIBLE.

int down_interruptible(struct semaphore *sem);

同down()函数，但休眠时将进程状态置为TASK_INTERRUPTIBLE。此时进程虽然休眠，但可以被信号中断。此时down_interruptible()函数返回-EINTR。

int down_killable(struct semaphore *sem);

同down()函数，但休眠时进程状态为TASK_KILLABLE，即进程休眠时仍可被某些信号杀死。

int down_trylock(struct semaphore *sem);

同down()，但无法获得信号量时立即返回1，而不是使进程休眠。

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

同down()，但在jiffies时间超时后还无法获得信号时，则函数返回-ETIME.

void up(struct semaphore *sem);

释放信号量。

semaphore的wait_list成员用于记录正在等待此信号量的进程。

__down_common()函数做了进程休眠工作：设置进程状态state，然后使用schedule_timeout()将CPU换出。