LINUX內(nèi)核的信號量設(shè)計與實現(xiàn)

　　為了同步對內(nèi)核共享資源的訪問，內(nèi)核提供了down函數(shù)和up函數(shù)用于獲取和釋放資源。down和叩所保護的訪問資源的內(nèi)核代碼區(qū)域，就構(gòu)成一個臨界區(qū)。在等待獲取資源進入臨界區(qū)的過程中，代表進程運行的內(nèi)核控制路徑可以睡眠。我們從 LINUX內(nèi)核信號量最直觀的設(shè)計/實現(xiàn)出發(fā)，通過一步步改進，揭示在x86平臺上完整的信號量設(shè)計/實現(xiàn)，然后探討在不同平臺上通用的信號量設(shè)計/實現(xiàn)。

　　LINUX內(nèi)核信號量的初步設(shè)計與實現(xiàn)

　　1數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)我們首先分析信號量 semphore應(yīng)具備的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它需要一個計數(shù) count，表示能進入臨界區(qū)的進程個數(shù)。 conut一般初始化為1，表示信號量是互斥信號量，一次只允許一個進程進入臨界區(qū)。它也能被初始化為其他正值，表示可有多個進程同時進入臨界區(qū)。當(dāng)進程不能進入臨界區(qū)時，它必須在信號量上睡眠，因此需要一個表示“等待隊列頭的字段wait。在SMP中，等待隊列需要自旋鎖來保護，因此wait結(jié)構(gòu)中應(yīng)含有自旋鎖lock，和指向等待隊列鏈表的指針 task list。而插入等待隊列的“等待元素”，其字段中應(yīng)含有指向進程結(jié)構(gòu)的指針task，及能夠鏈入等待隊列的指針 task list