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信号量允许多个进程同时进入临界区#xff0c;大多数情况下只允许一个进程进入临界区#xff0c;把信号量的计数值设置为 1#xff0c;即二值信号量#xff0c;这种信号量称为互斥信号量。可允许多个锁持有者。 和自旋锁相比#xff0c;信号量适合保护比较长的临界… 信号量
信号量允许多个进程同时进入临界区大多数情况下只允许一个进程进入临界区把信号量的计数值设置为 1即二值信号量这种信号量称为互斥信号量。可允许多个锁持有者。 和自旋锁相比信号量适合保护比较长的临界区因为竞争信号量时进程可能睡眠和再次唤醒代价很高。中断服务函数不能进行睡眠因此信号量不能用于中断当中 信号量的使用流程 定义一个信号量 ↓ 初始化信号量 ↓ 获得信号量减操作 ↓ 释放信号量加操作
内核使用的信号量定义如下 include/linux/semaphore.h struct semaphore { raw_spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; }; 成员 lock 是自旋锁用来保护信号量的其他成员。 成员 count 是计数值表示还可以允许多少次进入临界区。 成员 wait_list 是等待进入临界区的进程链表。 struct semaphore_waiter { struct task_struct *task; bool up; struct list_head list; };
初始化静态信号量的方法如下。 1 __SEMAPHORE_INITIALIZER(name, n)指定名称和计数值允许同时n 次进入临界区。 2 DEFINE_SEMAPHORE(name)初始化一个互斥信号量。 在运行时动态初始化信号量的方法如下 static inline void sema_init(struct semaphore *sem, int val); 参数 val 指定允许同时进入临界区的数量。 获取信号量的函数如下。 1 void down(struct semaphore *sem); 获取信号量如果计数值是 0进程深度睡眠。 2 int down_interruptible(struct semaphore *sem); 获取信号量如果计数值是 0进程轻度睡眠可以被系统消息打断该函数的调用允许中断。如果返回0表示获得信号量正常返回如果被信号打断返回-EINTR。 3 int down_killable(struct semaphore *sem); 获取信号量如果计数值是 0进程中度睡眠可以因为受到致命信号而被唤醒。 4 int down_trylock(struct semaphore *sem); 获取信号量如果计数值是 0进程不等待不会导致调用者睡眠。 5 int down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies); 获取信号量指定等待的时间。 释放信号量的函数如下 void up(struct semaphore *sem);
使用示例
#include linux/init.h #include linux/module.h #include linux/kthread.h #include linux/semaphore.h #include linux/delay.h
int num[2][5] { { 0,2,4,6,8 } , { 1,3,5,7,9 } } ; struct semaphore sem_first; struct semaphore sem_second; struct task_struct * task1; struct task_struct * task2;
int thread_print_first(void *p) { int i; int *num(int *)p; if(kthread_should_stop()){ return 0; } printk(KERN_ALERTHello World:first\n); for (i0;i5;i) { down(sem_first); printk(KERN_ALERTHello World:%d\n,num[i]); up(sem_second); } do { msleep(1000); } while(!kthread_should_stop()); return 0; }
int thread_print_second(void *p) { int i; int *num(int *)p; if(kthread_should_stop()){ return 0; } printk(KERN_ALERTHello World:second\n); for (i0;i5;i) { down(sem_second); printk(KERN_ALERTHello World:%d\n,num[i]); up(sem_first); } do { msleep(1000); } while(!kthread_should_stop()); return 0; }
static int hello_init(void) { printk(KERN_ALERTHello World enter\n); sema_init(sem_first,1); sema_init(sem_second,0); task1 kthread_create(thread_print_first,num[0],first); if(IS_ERR(task1)) { printk(KERN_ALERTkthread_create error!\n); return -1; } task2 kthread_create(thread_print_second,num[1],second); if(IS_ERR(task2)) { printk(KERN_ALERTkthread_create error!\n); kthread_stop(task1); return -1; } wake_up_process(task1); wake_up_process(task2); return 0; }
static void hello_exit(void) { int ret; if (!IS_ERR(task1)) { ret kthread_stop(task1); printk(task1 exit, ret %d\n, ret); } if (!IS_ERR(task2)) { ret kthread_stop(task2); printk(task2 exit, ret %d\n, ret); } printk(KERN_ALERThello world exit\n); } module_init(hello_init); module_exit(hello_exit); MODULE_LICENSE(GPL);
