Question

信号量的当前实现如何工作？它使用自旋锁或信号吗？

如果使用信号，调度程序如何知道调用哪一个？

另外它在用户空间如何工作？内核锁定建议使用自旋锁，但用户空间不会。那么信号量的用户空间和内核空间的实现是不同的呢？

Answer 1

使用开源的力量 - 只需查看源代码。

内核空间信号量定义为

struct semaphore {
    raw_spinlock_t      lock;
    unsigned int        count;
    struct list_head    wait_list;
};

lock用于保护count和wait_list。

等待信号量的所有任务都驻留在wait_list中。当信号量增加时，一个任务被唤醒。

用户空间信号量应该依赖于与信号量相关的系统调用，Kernel提供。用户空间信号量的定义是：

/* One semaphore structure for each semaphore in the system. */
struct sem {
    int              semval;      /* current value */
    int              sempid;      /* pid of last operation */
    spinlock_t       lock;        /* spinlock for fine-grained semtimedop */
    struct list_head sem_pending; /* pending single-sop operations */
};

内核使用类似于内核空间信号量的用户空间信号量的定义。 sem_pending是等待过程的列表以及一些其他信息。

我应该再次强调，内核空间信号量和用户空间都不会使用自旋锁等待锁定。两个结构中都包含Spinlock，仅用于保护结构成员免受并发访问。修改结构后，会释放自旋锁，任务将停留在列表中直到被唤醒。

此外，自旋锁不适合等待来自另一个线程的某些事件。在获取自旋锁之前，内核禁用抢占。因此，在这种情况下，在单处理器机器上，永远不会释放螺旋锁。

我还应该注意到，代表用户空间服务的用户空间信号量正在内核空间中执行。

P.S。内核空间信号量的源代码位于include/linux/semaphore.h和kernel/semaphore.c，用于ipc/sem.c中的用户空间

Linux信号量：自旋锁或信号？

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