4. 8.1信号量

进程间对共享资源的互斥访问是通过“信号量”机制来实现的。信号量机制是操作系统教材中比较重要的内容之一。Linux内核中提供了两个函数down()和up（），分别对应于操作系统教材中的P、V操作。

信号量在内核中定义为semaphore数据结构，其位于include/i386/semaphore.h：

struct semaphore {

atomic_t count;

int sleepers;

wait_queue_head_t wait;

#if WAITQUEUE_DEBUG

long __magic;

#endif

};

其中的count域就是“信号量”中的那个“量”，它代表着可用资源的数量。如果该值大于0，那么资源就是空闲的，也就是说，该资源可以使用。相反，如果count小于0，那么这个信号量就是繁忙的，也就是说，这个受保护的资源现在不能使用。在后一种情况下，count的绝对值表示了正在等待这个资源的进程数。该值为0表示有一个进程正在使用这个资源，但没有其他进程在等待这个资源。

Wait域存放等待链表的地址，该链表中包含正在等待这个资源的所有睡眠的进程。当然，如果count大于或等于0，则等待队列为空。为了明确表示等待队列中正在等待的进程数，引入了计数器sleepers。

down()和up()函数主要应用在文件系统和驱动程序中，把要保护的临界区放在这两个函数中间，用法如下：

down();

临界区

up();

这两个函数是用嵌入式汇编实现的，非常麻烦，在此不予详细介绍。