linux内核学习笔记-信号量

jaffaz

                                                    内核中使用的信号量用于共享资源的同步访问。有down()，up()两种类型的操作。down()用于获取资源，而up()是释放资源。一个任务想通过调用down()获取资源，而代表该资源的信号量表示“没有可用资源”的时候，进程转入等待状态，直到占有资源的进程调用up()释放资源后才能被唤醒。进程的等待与唤醒通过等待队列实现（
http://blog.chinaunix.net/u1/35101/showart_485204.html
）。1. 普通信号量：数据结构：struct semaphore {        atomic_t count;        int sleepers;        wait_queue_head_t wait;#if WAITQUEUE_DEBUG        long __magic;#endif};信号量的状态变迁    某资源有两个实例可用，因此初始化count为2。现有6个任务需要获取该资源实例，其状态变迁过程如下：-----------------------------------------------------------------------------------步骤  任务（进程）  操作                count   sleepers     等待队列    描述00   initialize  sema_init(sem, 2)   2       0          (NONE)01   T1          down(sem)           1       0          (NONE)     T1获得一个资源实例02   T2          down(sem)           0       0          (NONE)     T2获得一个资源实例03   T2          up(sem)             1       0          (NONE)     T2释放一个资源实例04   T3          down(sem)           0       0          (NONE)     T3获得一个资源实例05   T4          down(sem)           -1      1          (T4)       T4等待06   T5          down(sem)           -1      1          (T4,T5)    T5等待T07   T1          up(sem)             -1      1          (T5)       T1释放一个资源实例                                                                   T4获得一个资源实例08   T6          down(sem)           -1      1          (T5,T6)    T6等待09   T4          up(sem)             -1      1          (T6)       T4释放一个资源实例                                                                   T5获得一个资源实例10   T3          up(sem)             0       0          (NONE)     T3释放一个资源实例                                                                   T6获得一个资源实例11   T5          up(sem)             1       0          (NONE)     T5释放一个资源实例12   T6          up(sem)             2       0          (NONE)     T6释放一个资源实例-----------------------------------------------------------------------------------    在等待队列中的任务数大于一的情况下，up()实际上会导致两次wake_up()操作。第一次是up()使sem->count自增后，sem->count-----------------------------------------------------------------------------------步骤   任务    操作                            count    sleepers     等待队列00                                           -1       1            (T1,T2...)01     Tup    count++                        0        1            (T1,T2...)02     Tup    __up() --> wake_up(T1)         0        1            (T1,T2...)03     T1     修改count,sleepers的值          0        0            (T1,T2...)04     T1     T1出队                          0        0            (T2...)05     T1     __down() --> wake_up(T2)       0        0            (T2...)06     T1     从__down()返回                  0        0            (T2...)07     T2     修改count,sleepers的值          -1       1            (T2...)08     T2     schedule()                     -1       1            (T2...)-----------------------------------------------------------------------------------    因此，up()释放一个资源实例，并且唤醒一个等待进程。若此时还有其它进程处于等待状态的，__down()返回前的wake_up()会暂时地唤醒等待进程，将count、sleepers再调整为(-1,1)，表示暂时无足够资源提供，然后又进入等待状态。
               
               

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