信号量
是用于保护临界区的一种常用方法，它的使用方式和自旋锁类似。与自旋锁相同的是只有得到信号量的进程才能执行临界区代码。
与自旋锁不同的是，当获取不到信号量时，进程不会原地打转而是进入休眠等待状态。
linux中信号量的主要操作：
1，定义信号量 struct semaphore { raw_spinlock_t lock; unsigned int count; struct list_head wait_list; };
struct semaphore sem;
2，初始化信号量 void sema_init(struct semaphore * sem, int val); 该函数初始化信号量并设置sem的值为val。尽管信号量
可以被初始化为大于1的值，从而成为一个计数信号量，但是通常是va被初始化为1
例如： #define init_MUTEX(sem) sema_init(sem, 1) 等同于 DECLARE_MUTEX(name)
#define init_MUTEX_LOCKED(sem) sema_init(sem, 0) 等同于 DECLARE_MUTEX_LOCKED(name)
3 ，获得信号量 void down(struct semaphore * sem); 该函数用于获得信号量，他会导致睡眠，因此不能再中断上下文使用；
void down_interruptible(struct semaphore * sem); 该函数功能和down类似，因为down()而进入睡眠状态的进程不能被信号
打断，但down_interruptible()而进入睡眠状态的进程能被信号打断，信号也会导致该函数返回，这时候函数的返回值为非0；
void down_trylock(struct semaphore * sem); 该函数尝试获得信号量sem,如果能够立刻获得，它获得信号量并返回0，否则返
回非0；
4，释放信号量 void up(struct semaphore * sem) 该函数释放信号量sem，唤醒等待者。
使用方法：
DECLARE_MUTEX(sem);
down(&sem); //获取信号量，保护临界区
临界区 //访问临界资源
up(&sem); //释放信号量
关于自旋锁和信号量，都是解决互斥问题的基本手段，面对特定的情况，怎样选择它们主要是根据临界区的性质和系统的特点。
从严格意义上说，信号量和自旋锁属于不同层次的互斥手段，前者依赖于后者。在信号量的实现上，为了保证信号量结构存取
的原子性，在多cpu中需要自旋锁来互斥。
信号量是进程级的，用于多个进程之间对资源的互斥，虽然也是在内核中，但是该内核执行路径是以进程的身份代表进程来争夺
资源的。如果竞争失败，会发生进程上下文切换，当前进程进入睡眠状态，cpu将运行其他进程。鉴于进程上下文切换的开销也
很大，因此，只有当前进程占用资源时间较长时，用信号量才是较好的选择。
当所有要保护的临界区访问时间比较短时，用自旋锁时非常方便的，因为它节省上下文切换的时间。但是cpu得不到自旋锁会在哪
里空转直到其他执行单元解锁为止，所以要求锁不能在临界区里长时间停留，否则会降低系统的效率。
a,当锁不能被获取到时，使用信号量的开销时进程上下文切换时间T_sw,使用自旋锁的开销时等待获取自旋锁（临界区执行时间）
T_cs，若T_cs较小时宜用自旋锁，若T_cs很大时宜用信号量。
b,信号量所保护的临界区可包含可能引起阻塞的代码，而自旋锁则要避免用来保护包含这样代码的临界区。因为阻塞意味着要进行
进程的切换，如果进程被切换出去后，另一个进程企图获取自旋锁，死锁就会发生。
c,信号量存在于进程上下文，因此，如果被保护的共享资源需要在中断或软中断情况下使用，则在信号量和自旋锁之间只能选择自旋
锁。当然，如果一定要用信号量，则只能通过down_trylock（）方式进行，不能获取就立即返回以避免阻塞。
尽管自旋锁可以保证临界区不受别的CPU和本CPU内的抢占进程打扰，但是得到锁的代码路径在执行临界区的时候，还可能受到中
断和底半部（BH）的影响。为防止这种影响需要用到自旋锁的衍生锁。
加锁 spin_lock() 释放 spin_unlock() 是自旋锁机制的基础，它们和
关中断 local_irq_disable() 开中断 local_irq_enable()
关底半部 local_bh_disable() 开低半部 local_bh_enable()
关中断并保存状态字 local_irq_save() 开中断并恢复状态 local_irq_restore()
spin_lock_irq() = spin_lock() + local_irq_disable()
spin_unlock_irq() = spin_unlock() + local_irq_enable() spin_lock_irqsave = spin_lock() + local_irq_save()
spin_unlock_irqsave = spin_unlock() + local_irq_restore()
读写信号量
读写信号量与信号量的关系和读写自旋锁与自旋锁的关系类似，读写信号量可能引起进程阻塞，但它可允许N个读执行单元同时访问
共享资源，而最多只能有1个写执行单元。因此，读写信号量时一种相对放宽条件的粒度稍大于信号量的互斥机制。
1，定义信号量 struct rw_semaphore my_rws;
2，初始化信号量 void rw_sema_init(struct rw_semaphore* my_rws);
3，读信号量获取 void down_read(struct rw_semaphore * my_rws);
void down_read_trylock(struct rw_semaphore * my_rws);
4，读信号量释放 void up_read(struct rw_semaphore * my_rws);
5，写信号量获取 void down_write(struct rw_semaphore * my_rws);
void down_write_trylock(struct rw_semaphore * my_rws);
4，写信号量释放 void up_write(struct rw_semaphore * my_rws);
互斥体
其实就是信号量的特殊形式。只有0、1两种状态
1，定义并初始化互斥体 struct mutex m;
mutex_init(&m);
2，获取互斥体 void __sched mutex_lock(struct mutex *lock);
int __sched mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock);
int __sched mutex_trylock(struct mutex *lock);
关于mutex_lock()与mutex_lock_interruptible()的区别和down()与down_trylock()的区别完全一致，前者引起的睡眠不能被
信号打断，而后者可以。mutex_trylock尝试获取mutex，获取不到时不会引起睡眠 。
互斥体的使用方法和型号量用于互斥的场合完全一样。
3，释放互斥体 void __sched mutex_unlock(struct mutex *lock);
自旋锁和信号量对比
