DOWN操作：linux內(nèi)核中，對信號量的DOWN操作有如下幾種：

void down(struct semaphore *sem); //不可中斷

int down_interruptible(struct semaphore *sem);//可中斷

int down_killable(struct semaphore *sem);//睡眠的進(jìn)程可以因?yàn)槭艿街旅盘柖粏拘?#xff0c;中斷獲取信號量的操作。

int down_trylock(struct semaphore *sem);//試圖獲取信號量，若無法獲得則直接返回1而不睡眠。返回0則 表示獲取到了信號量

int down_timeout(struct semaphore *sem,long jiffies);//表示睡眠時間是有限制的，如果在jiffies指明的時間到期時仍然無法獲得信號量，則將返回錯誤碼。

在以上四種函數(shù)中，驅(qū)動程序使用的最頻繁的就是down_interruptible函數(shù)，以下將對該函數(shù)進(jìn)行分析。

down_interruptible函數(shù)的定義如下：

int down_interruptible(struct semaphore *sem)

{

unsigned long flags;

int result = 0;

spin_lock_irqsave(&sem->lock,flags);

if (likely(sem->count> 0))

sem->count--;

else

result =__down_interruptible(sem);

spin_unlock_irqrestore(&sem->lock,flags);

return result;

}

函數(shù)分析：函數(shù)首先通過spin_lock_irqsave的調(diào)用來保證對sem->count操作的原子性。如果count>0，表示當(dāng)前進(jìn)程可以獲得信號量，將count的值減1然后退出。如果count不大于0，表明當(dāng)前進(jìn)程無法獲取信號量,則調(diào)用__down_interruptible，后者會繼續(xù)調(diào)用__down_common。

__down_common 函數(shù)定義如下：

static inline int __sched __down_common(struct semaphore *sem, longstate,

longtimeout)

{

struct task_struct *task= current;

struct semaphore_waiterwaiter;

list_add_tail(&waiter.list,&sem->wait_list);

waiter.task = task;

waiter.up = 0;

for (;;) {

if(signal_pending_state(state, task))

gotointerrupted;

if (timeout <=0)

gototimed_out;

__set_task_state(task,state);

spin_unlock_irq(&sem->lock);

timeout =schedule_timeout(timeout);

spin_lock_irq(&sem->lock);

if (waiter.up)

return 0;

}

timed_out:

list_del(&waiter.list);

return -ETIME;

interrupted:

list_del(&waiter.list);

return -EINTR;

}

函數(shù)分析：在__down_common函數(shù)數(shù)執(zhí)行了以下操作。

(1)將當(dāng)前進(jìn)程放到信號量成員變量wait_list所管理的隊(duì)列中。

(2)在一個for循環(huán)中把當(dāng)前的進(jìn)程狀態(tài)這是為TASK_INTERRUPTIBLE,在調(diào)用schedule_timeout使當(dāng)前進(jìn)程進(jìn)入睡眠狀態(tài)，函數(shù)將停留在schedule_timeout調(diào)用上，知道再次被調(diào)度執(zhí)行。

(3) 當(dāng)該進(jìn)程再一次被調(diào)度時，按原因執(zhí)行相應(yīng)的操作：如果waiter.up不為0說明進(jìn)程被該信號量的up操作所喚醒，進(jìn)程可以獲得信號量。如果進(jìn)程是因?yàn)楸挥脩艨臻g的信號所中斷或超時信號所引起的喚醒，則返回相應(yīng)的錯誤代碼。

UP操作：LINUX內(nèi)核只提供了一個up函數(shù)

up函數(shù)定義如下：

void up(struct semaphore *sem)

{

unsigned long flags;

spin_lock_irqsave(&sem->lock,flags);

if(likely(list_empty(&sem->wait_list)))

sem->count++;

else

__up(sem);

spin_unlock_irqrestore(&sem->lock,flags);

}

函數(shù)分析：如果sem的wait_list隊(duì)列為空，則表明沒有其他進(jìn)程正在等待該信號量，那么只需要把sem的count加1即可。如果wait_list隊(duì)列不為空，則說明有其他進(jìn)程正睡眠在wait_list上等待該信號，此時調(diào)用__up(sem)來喚醒進(jìn)程：

__up()函數(shù)定義如下：

static noinline void __sched __up(struct semaphore *sem)

{

struct semaphore_waiter*waiter = list_first_entry(&sem->wait_list,

structsemaphore_waiter, list);

list_del(&waiter->list);

waiter->up = 1;

wake_up_process(waiter->task);

}

函數(shù)分析:在函數(shù)中，調(diào)用了wake_up_process來喚醒進(jìn)程，這樣進(jìn)程就從之前的__down_interruptible調(diào)用中的timeout=schedule_timeout(timeout)處醒來，wait-up=1, __down_interruptible返回0，進(jìn)程獲得了信號量。

up()與down()函數(shù)之間的聯(lián)系：由上面對兩個函數(shù)的分析可以知道，__down_common函數(shù)中timeout=schedule_timeout(timeout) 有著很重要的作用。

原文：http://blog.csdn.net/fzubbsc/article/details/37737159

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux 内核 up down,信号量机制中的DOWN操作与UP操作详解的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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