信号量、互斥体及自旋锁.pdf

信号量、互斥体和自旋锁 分类： linux 系统 linux 驱动2014-02-20 11:06 83人阅读 评论(0) 收藏举报 一、信号量 信号量又称为信号灯，它是用来协调不同进程间的数据对象的，而最主要的应用是共 享内存方式的进程间通信。本质上，信号量是一个计数器，它用来记录对某个资源（如共享 内存）的存取状况。一般说来，为了获得共享资源，进程需要执行下列操作： （1） 测试控制该资源的信号量。 （2 ） 若此信号量的值为正，则允许进行使用该资源。进程将信号量减1。 （3 ） 若此信号量为0，则该资源目前不可用，进程进入睡眠状态，直至信号量值大 于0，进程被唤醒，转入步骤（1）。 （4 ） 当进程不再使用一个信号量控制的资源时，信号量值加1。如果此时有进程正 在睡眠等待此信号量，则唤醒此进程。 维护信号量状态的是Linux 内核操作系统而不是用户进程。我们可以从头文件 /usr/src/linux/include/linux/sem.h 中看到内核用来维护信号量状态的各个结构的定义。信号 量是一个数据集合，用户可以单独使用这一集合的每个元素。要调用的第一个函数是 semget ，用以获得一个信号量ID。Linux2.6.26下定义的信号量结构体： struct semaphore { spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; }; 从以上信号量的定义中，可以看到信号量底层使用到了spin lock 的锁定机制，这个spinlock 主要用来确保对count 成员的原子性的操作(count--)和测试(count 0)。 1.信号量的P 操作： (1).void down(struct semaphore *sem); (2).int down_interruptible(struct semaphore *sem); (3).int down_trylock(struct semaphore *sem); 说明： (1)中的函数根据2.6.26 中的代码注释，这个函数已经out 了(Use of this function is deprecated) ，所以从实用角度，彻底忘了它吧。 (2)最常用，函数原型 /** * down_interruptible - acquirethe semaphore unless interrupted * @sem: the semaphore to beacquired * * Attempts to acquire thesemaphore. If no more tasks are allowedto * acquire the semaphore,calling this function will put the task to sleep. * If the sleep is interruptedby a signal, this function will return -EINTR. * If the semaphore issuccessfully acquired, this function returns 0. */ int down_interruptible(structsemaphore *sem) { unsigned long flags; int result = 0; spin_lock_irqsave(sem-lock,flags); if (likely(sem-count 0)) sem-count--; else result = __down_interruptible(sem); spin_unlock_irqrestore(sem-lock,flags); return result; } 对此函数的理解：在保证原子操作的前提下，先测试count 是否大于0，如果是说明可以获 得信号量，这种情况下需要先将count-- ，以确保别的进程能否获得该信号量，然后函数返 回，其调用者开