DOWN操作：linux內核中，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);//睡眠的進程可以因為受到致命信號而被喚醒，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。

在以上四種函數中，驅動程序使用的最頻繁的就是down_interruptible函數，以下將對該函數進行分析。

down_interruptible函數的定義如下：

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;

}

函數分析：函數首先通過spin_lock_irqsave的調用來保證對sem->count操作的原子性。如果count>0，表示當前進程可以獲得信號量，將count的值減1然后退出。如果count不大于0，表明當前進程無法獲取信號量,則調用__down_interruptible，后者會繼續調用__down_common。

__down_common 函數定義如下：

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;

}

函數分析：在__down_common函數數執行了以下操作。

(1)將當前進程放到信號量成員變量wait_list所管理的隊列中。

(2)在一個for循環中把當前的進程狀態這是為TASK_INTERRUPTIBLE,在調用schedule_timeout使當前進程進入睡眠狀態，函數將停留在schedule_timeout調用上，知道再次被調度執行。

(3) 當該進程再一次被調度時，按原因執行相應的操作：如果waiter.up不為0說明進程被該信號量的up操作所喚醒，進程可以獲得信號量。如果進程是因為被用戶空間的信號所中斷或超時信號所引起的喚醒，則返回相應的錯誤代碼。

UP操作：LINUX內核只提供了一個up函數

up函數定義如下：

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);

}

函數分析：如果sem的wait_list隊列為空，則表明沒有其他進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隊列不為空，則說明有其他進程正睡眠在wait_list上等待該信號，此時調用__up(sem)來喚醒進程：

__up()函數定義如下：

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);

}

函數分析:在函數中，調用了wake_up_process來喚醒進程，這樣進程就從之前的__down_interruptible調用中的timeout=schedule_timeout(timeout)處醒來，wait-up=1, __down_interruptible返回0，進程獲得了信號量。

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

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

總結

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操作详解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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