信号量semaphore解析

1 基础概念

信号量在创建时须要设置一个初始值，表示同一时候能够有几个任务能够訪问该信号量保护的共享资源。初始值为1就变成相互排斥锁（Mutex），即同一时候仅仅能有一个任务能够訪问信号量保护的共享资源。

一个任务要想訪问共享资源，首先必须得到信号量，获取信号量的操作将把信号量的值减1。若当前信号量的值为负数，表明无法获得信号量。该任务必须挂起在该信号量的等待队列等待该信号量可用；若当前信号量的值为非负数。表示能够获得信号量，因而能够立马訪问被该信号量保护的共享资源。


当任务訪问完被信号量保护的共享资源后。必须释放信号量，释放信号量通过把信号量的值加1实现，假设信号量的值为非正数。表明有任务等待当前信号量，因此它也唤醒全部等待该信号量的任务。

信号量被看做一个对象。包括一个整型变量、一个进程等待队列和down（）up()操作函数，挂起的进程直接增加等待队列，等待信号量的释放。这样，进程间的上下文切换带来了不小的开销。针对要求时间效率的加锁，特别是在多处理器的平台上，自旋锁更合适。

自旋锁没有等待队列。进程会在还有一个进程上不断自循环，等待该进程的自旋锁的释放，所以单处理器上不能够用自旋锁。

2 信号量的API

ECLARE_MUTEX(name)

DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)

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

void init_MUTEX (struct semaphore *sem);

void init_MUTEX_LOCKED (struct semaphore *sem);

void down(struct semaphore * sem);

int down_interruptible(struct semaphore * sem);

int down_trylock(struct semaphore * sem);

void up(struct semaphore * sem);