主要介紹了Linux 內核關于信號量,互斥鎖等的應用

內核同步機制-信號量/互斥鎖/讀-寫信號量 sema ,mutex ,rwsem

信號量

通用信號量

用戶類進程之間使用信號量(semaphore)進行同步，內核線程之間也使用了信號量,一個線程完成了某一個動作就通過信號量告訴別的線程，別的線程再進行某些動作。信號量與自旋鎖類似，保護臨界區代碼。但信號量與自旋鎖有一定的區別，信號量在無法得到資源時，內核線程處于睡眠阻塞狀態，而自旋鎖處于忙等待狀態。因此，如果資源被占用時間很短時，使用自旋鎖較好，因為它可節約調度時間。如果資源被占用的時間較長，使用信號量較好，因為可讓CPU調度去做其它進程的工作。

函數定義 功能說明

sema_init(struct semaphore *sem, int val) 初始化信號量，將信號量計數器值設置val。 down(struct semaphore *sem) 獲取信號量，不建議使用此函數。

down_interruptible(struct semaphore *sem) 可被中斷地獲取信號量，如果睡眠被信號中斷，返回錯誤-EINTR。

down_killable (struct semaphore *sem) 可被殺死地獲取信號量。如果睡眠被致命信號中斷，返回錯誤-EINTR。

down_trylock(struct semaphore *sem) 嘗試原子地獲取信號量，如果成功獲取，返回0，不能獲取，返回1。

down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies) 在指定的時間jiffies內獲取信號量，若超時未獲取，返回錯誤-ETIME。

up(struct semaphore *sem) 釋放信號量sem。

樣例：信號量的使用

下面函數do_utimes利用信號量防止多個線程對文件系統節點inode同時進行訪問。其列出如下(在fs/open.c中)：

long do_utimes(char __user * filename, struct timeval * times)

{

struct inode * inode;

……

down(&inode->i_sem); //獲取信號量

error = notify_change(nd.dentry, &newattrs);//修改inode中值

up(&inode->i_sem); //釋放信號量

……

}

下面說明信號量API函數。

(1)信號量結構semaphore

信號量用結構semaphore描述，它在自旋鎖的基礎上改進而成，它包括一個自旋鎖、信號量計數器和一個等待隊列。用戶程序只能調用信號量API函數，而不能直接訪問信號量結構，其列出如下(在include/linux/semaphore.h中)：

總結

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