内核同步机制-信号量 互斥锁 读-写信号量 sema mutex rwsem

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1、内核同步机制-信号量/互斥锁/读-写信号量sema,mutex,rwsem目录1信号量o1.1通用信号量o1.2互斥锁o1.3读/写信号量信号量通用信号量用户类进程之间使用信号量（semaphore）进行同步，内核线程之间也使用了信号量。信号量与自旋锁类似，保护临界区代码。但信号量与自旋锁有一定的区别，信号量在无法得到资源时，内核线程处于睡眠阻塞状态，而自旋锁处于忙等待状态。因此，如果资源被占用时间很短时，使用自旋锁较好，因为它可节约调度时间。如果资源被占用的时间较长，使用信号量较好，因为可让CPU调度去做其它进程的工作。操作信号量的API函数说明如表6。表6信号量API函

2、数功能说明函数定义功能说明sema_init(structsemaphore*sem,intval)初始化信号量，将信号量计数器值设置val。down(structsemaphore*sem)获取信号量，不建议使用此函数。down_interruptible(structsemaphore*sem)可被中断地获取信号量，如果睡眠被信号中断，返回错误-EINTR。down_killable(structsemaphore*sem)可被杀死地获取信号量。如果睡眠被致命信号中断，返回错误-EINTR。down_trylock(structsemaphore*sem)尝试原子地获取

3、信号量，如果成功获取，返回0，不能获取，返回1。down_timeout(structsemaphore*sem,longjiffies)在指定的时间jiffies内获取信号量，若超时未获取，返回错误-ETIME。up(structsemaphore*sem)释放信号量sem。样例：信号量的使用下面函数do_utimes利用信号量防止多个线程对文件系统节点inode同时进行访问。其列出如下（在fs/open.c中）：longdo_utimes(char__user*filename,structtimeval*times){   structinode*inode;   …

4、…   down(&inode->i_sem);//获取信号量   error=notify_change(nd.dentry,&newattrs);//修改inode中值   up(&inode->i_sem);//释放信号量   ……} 下面说明信号量API函数。（1）信号量结构semaphore信号量用结构semaphore描述，它在自旋锁的基础上改进而成，它包括一个自旋锁、信号量计数器和一个等待队列。用户程序只能调用信号量API函数，而不能直接访问信号量结构，其列出如下（在include/linux/semaphore.h中）：structsemaphore{   

5、spinlock_tlock;   unsignedintcount;   structlist_headwait_list;};（2）初始化函数sema_init函数sema_init初始化信号量，将信号量值初始化为n，其列出如下：staticinlinevoidsema_init(structsemaphore*sem,intval){   staticstructlock_class_key__key;   *sem=(structsemaphore)__SEMAPHORE_INITIALIZER(*sem,val);   /*初始化一个锁的实例，用于调试中获取信号量

6、的调试信息*/   lockdep_init_map(&sem->lock.dep_map,"semaphore->lock",&__key,0);}#define__SEMAPHORE_INITIALIZER(name,n)/{/   .lock=__SPIN_LOCK_UNLOCKED((name).lock),///初始化自旋锁   .count=n,///将信号量计数器赋值为n   .wait_list=LIST_HEAD_INIT((name).wait_list),///初始化等待队列}（3）可中断获取信号量函数down_interruptible函数down_

7、interruptible获取信号量，存放在参数sem中。它尝试获取信号量，如果其他线程被允许尝试获取此信号量，则将本线程睡眠等待。如果有一个信号中断睡眠，则它返回错误-EINTR。如果成功获取信号量，函数返回0。函数down_interruptible列出如下（在kernel/semaphore.c中）：intdown_interruptible(structsemaphore*sem){   unsignedlongflags;   intresult=0;   spin_lock_irqsave(&sem->