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莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）( 三 )


可以发现 ， 信号量是基于spinlock实现的 ， 对其封装以满足高级的功能 ， 例如全局共享资源的配置 ， 并通过等待队列较为灵活的调度 。 信号量与接下来要讲的mutex都建立在自旋锁实现的执行同步上 。
了解了信号量的结构与定义 ， 我们来看看最核心的两个实现down， up 。
down & up
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
down用于调用者获得信号量 ， 若count大于0 ， 说明资源可用 ， 将其减一即可 。
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
若count<0,将task加入等待队列 ， 并进入等待队列 ， 并进入调度循环等待 ， 直至其被__up唤醒 ， 或者因超时以被移除等待队列 。
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
up用于调用者释放信号量 ， 若waitlist为空 ， 说明无等待任务 ， count+1 ， 该信号量可用 。
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
若waitlist非空 ， 将task从等待队列移除 ， 并唤醒该task,对应__down条件 。
Semaphore API
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
四、互斥锁（Mutex）Linux 内核互斥锁是非常常用的同步机制 ， 互斥锁是这样一种同步机制：在互斥锁中同时只能有一个任务可以访问该锁保护的共享资源 ， 且释放锁和获得锁的调用方必须一致 。 因此在互斥锁中 ， 除了对锁本身进行同步 ， 对调用方（或称持有者）必须也进行同步 。 当互斥锁无法获得时 ， task会加入等待队列 ， 直至可获得锁为止 。
Structure Definition
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
互斥锁从结构上看与信号量十分类似 ， 但将原本的int类型的count计数 ， 改成了atomic_long_t的owner以便同步 ， 保证释放者与持有者一致 。
mutex_lock & mutex_unlock
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）
上图简单的表现了mutex_lock与mutex_unlock实现的对称性 ， ___mutex_trylock_fast用于owner为0的特殊状态 ， 用于快速加锁 ， 实现核心在slowpath版本上 。
*might_sleep指在之后的代码执行中可能会sleep 。
由于mutex实现的具体步骤相当复杂 ， 这里选讲比较核心简单的两块 。 Mutex有关等待队列的处理比较复杂 ， 有兴趣阅读相关内核书籍 。
莫小帅|Linux kernel同步机制（上篇）当且仅当lock当前的owner没有变化时（没有其他mutex抢先拥有该锁） ， 此时获得锁 ， 返回NULL, owner 为 curr | flags,owner本身对应task指针 。 若该锁已被占用 ， owner和当前task不匹配 ， 返回owner对应指针 。


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