linux内核同步机制之读写信号量

读写信号量与信号量之间的关系类似于自旋锁与读写自旋锁。

读写信号量可能会引起进程阻塞,但是它允许N个读执行单元同时访问共享资源,而最多只允许有一个写执行单元访问共享资源;因此,读写信号量是一种相对放宽条件的、粒度稍大于信号量的互斥机制。

注意：

信号量不允许任何操作之间有并发。

理解：

定义于#include 实际上在arch/X86/include/asm/rwsem.h 

其结构体为：

struct rw_semaphore {

long count;

spinlock_twait_lock;

struct list_headwait_list;

#ifdef CONFIG_DEBUG_LOCK_ALLOC

struct lockdep_mapdep_map;

#endif

};

其中读锁和写锁函数为：

static inline void __down_read(struct rw_semaphore *sem)

{

asm volatile("# beginning down_read\n\t"

     LOCK_PREFIX _ASM_INC "(%1)\n\t"

     /* adds 0x00000001 */

     "  jns        1f\n"

     "  call call_rwsem_down_read_failed\n"    //跳转到rwsem_down_read_failed函数

     "1:\n\t"                 //给输出信息占位

     "# ending down_read\n\t"

     : "+m" (sem->count)

     : "a" (sem)

     : "memory", "cc");

}

static inline void __down_write_nested(struct rw_semaphore *sem, int subclass)

{

long tmp;

asm volatile("# beginning down_write\n\t"

     LOCK_PREFIX "  xadd      %1,(%2)\n\t"    //xadd表示原操作数和目的操作数值相交换，而后相加保存入目的操作数

     /* adds 0xffff0001, returns the old value */

     "  test      %1,%1\n\t"            //利用test指令检测count变量来实现

     /* was the count 0 before? */

     "  jz        1f\n"

     "  call call_rwsem_down_write_failed\n"

     "1:\n"

     "# ending down_write"

     : "+m" (sem->count), "=d" (tmp)

     : "a" (sem), "1" (RWSEM_ACTIVE_WRITE_BIAS)

     : "memory", "cc");

}

操作：

struct rw_semaphore rw_sem;                                     //定义读写信号量

void init_rwsem(struct rw_semaphore* rw_sem);       //初始化读写信号量



void down_read(struct rw_semaphore* rw_sem);            //获取读信号量

int down_read_trylock(struct rw_semaphore* rw_sem); //尝试获取读信号量

void up_read(struct rw_semaphore* rw_sem);             



void down_write(struct rw_semaphore* rw_sem);           //获取写信号量

int down_write_trylock(struct rw_semaphore* rw_sem);//尝试获取写信号量

void up_write(struct rw_semaphore* rw_sem);    

用例：

rw_semaphore sem;   

init_rwsem(&sem);   



down_read(&sem);    

...临界区...          

up_read(&sem);     



down_write(&sem);   

...临界区...             

up_write(&sem); 

   另：

void downgrade_write(struct rw_semaphore* sem);

该函数用于把写者降级为读者,有时,这是必要的。

因为写者是互斥的、排它的,因此在写者保护读写信号量期间,任何读者或写者都将无法访问该信号量所保护的共享资源,对于那些当前条件下不需要写操作的访问者,降级为写者,将使得等待访问的读者能够立即访问,从而增加了并发性,提高了效率。