继续敲《LINUX设备驱动开发详解》中的信号量机制的中心内容，版权所有，我是抄他的～～～
信号量是用于保护临界区的一种常用方法，他的使用方法和自旋锁类似，只要获得了信号量的进程才能执行临界区代码，不同的是，当无法获得信号量时，进程不会原地打转，而是进入休眠等待状态。
1定义信号量
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，并设置信号量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，但是它通常不被这样使用。
void init_MUTEX(struct semaphore *sem);
该函数用于初始化一个用于互斥的信号量，他把信号量sem的值设置为1，等于sema_init(struct semaphore *sem,1)
void init_MUTEX_LOCKED(struct semphore *sem);
该函数也用于初始化一个信号量，但它把信号量sem的值设置为0，等同于sema_init(struct semaphore *sem,0)
此外，还定义了两个宏，定义并初始化信号量的快捷方式：
DECLARE_MUTEX(name);
DECLARE_MUTEX_LOCKED(name);
前者定义一个名为name的信号量，并初始化为1，后者定义一个name的信号量，并初始化为0.
3获得信号量
void down(struct semaphore *sem)
该函数用于获得信号量sem，它会导致睡眠，因此不能在中断上下文使用。
int down_interruptible(struct semaphore *sem)
该函数功能与down类似，不同之处是，因为down（）而进入睡眠状态的进程不能被信号打断，而因为down_interruptible()而进入睡眠状态的进程能被信号所打断，信号也会导致该函数返回，这时返回值为非0.
在使用down_interruptible()获得信号量时，对返回值一般会进行检查，如果，非0，通常立刻返回-ERESTARTSYS；
if(down_interruptible(&sem))
{
return -ERESTARTSYS;
}
int down_trylock(struct semaphore *sem)
该函数尝试获得信号量sem，如果能立刻获得，他就获得改信号量，并返回0，否则，返回非0值，它不会导致调用者睡眠，可以在中断上下文使用。
信号量的使用方法如下：
//定义信号量
DECLARE_MUTEX(sem);
down(&sem); //获得信号量，保护临界区
...
...//临界区
...
up(&sem); //释放信号量
使用信号量实现设备只能被一个进程打开
static DECLARE_MUTEX(xxx_lock); //定义互斥锁
static int xxx_open(struct *inode,struct file *filp)
{
... //试图给进程获得信号量，如果进程获得了信号量，则继续进行别的操作，
if(down_trylock(&xxx_lock)) //获得打开锁
return -EBUSY; //但如果该共享资源已经被另外互斥锁锁定，则直接返回设备繁忙
...
return 0;
}
static int xxx_release(struct *inode,struct file *filp)
{ //打开锁
up(&xxx_lock) //释放打开锁
return 0;
}
信号量的同步
如果信号量被初始化为0，则它可以用于同步，同步意味着一个执行单元的继续执行等待另一个执行单元完成某事，保证执行的先后顺序，
执行单元A 执行单元B
DECLARE_MUTEX(sem)； //该例子中，执行单元A执行代码区域b之前，必须等待执行单元B执行完代码单元c，
代码区域a
down(&sem); 代码区域c //即执行完 代码区域a时，要先判断 代码区域c是否执行完，完了才能执行区域b
代码区域b up(&sem);
完成量用于同步
linux系统中提供了一种比信号量更好的同步机制，即完成量（completion）,它用于一个执行单元等待另一个执行单元完成某事。
1定义完成量
struct completion my_completion;
2初始化completion
init_completion(&my_completion);
定义并初始化的快捷方式
DECLARE_COMPLETION(my_completion);
3等待完成量
下面函数用于等待一个completion被唤醒
void wait_for_completion(struct completion *c);
4唤醒完成量
void complete(struct completion *c);
void complete_all(struct completion *c);
完成量的功能实例，
执行单元A 执行单元B
DECLARE_COMPLETION(my_completion) //在执行单元A执行完代码区域a时，wait_for_completion()会等待执行单元B的
代码区域a 代码区域c //completion（）函数，此函数执行完了才能执行代码区域b
wait_for_completion(&my_completion) completion(&com)
代码区域b
自旋锁 和 信号量 的区别
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，应该进行不同的选择。
严格意义上说，信号量和自旋锁属于不同层次的互斥手段，前者的实现依赖于后者，在信号量本身的实现上，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很大，因此，只有当进程占用资源时间较长时，用信号量才是较好的选择。
当所要保护的临界区访问时间比较短时，用自旋锁是比较方便的，因为它节省了上下文切换的时间，但是CPU得不到自旋锁，会在那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理长时间停留，否则会降低系统的效率。
因此，自旋锁和信号量的选用有3个规则：
1：当锁不能被获取时，使用信号量的开销是进程上下文的切换时间tsw,使用自旋锁的开销是等待获取自旋锁tcs，若tcs比较小，应使用自旋锁，若tcs很大，应使用信号量。
2：信号量所保护的临界区可包含引起阻塞的代码，而自旋锁则绝对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本自旋锁，死锁就会发生。
3：信号量存在于进程的上下文中，因此，如果被保护的共享资源需要在中断和软中断情况下使用，则在信号量和自旋锁之间只能选择自旋锁。当然，如果一定要使用信号量，则只能通过down_trylock()方式进行，不能获取就立刻返回以避免阻塞。
读写信号量
读写信号量类似于自旋锁中的读写自旋锁，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，而最多只能有一个写执行单元，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。
1定义和初始化读写信号量
struct rw_semaphore my_rws; /*定义读写信号量*/
void init_rwsem(struct rw_semaphore *my_rws); /*初始化读写信号量*/
2读信号量的获取
void down_read(struct rw_semaphore *sem);
void down_read_trylock(struct rw_semaphore *sem);
读信号量的释放
void up_read(struct rw_semaphore *sem);
3写信号量的获取
void down_write(struct rw_semaphoe *sem);
void down_write_trylock(struct rw_semaphore *sem);
写信号量的释放
void up_write(struct rw_semaphore *sem);
读写信号量的一般用法：
rw_semaphore rw_sem; //定义读写信号量
init_rwsem(&rw_sem); //初始化读写信号量
down_read(&rw_sem); //读时获取信号量
... //读时临界区 //此时允许多个读执行单位进行对共享资源的读操作，但不允许对资源的写操作
up_read(&rw_sem); //释放读信号量
down_write(&rw_sem); //写时获得信号量
... //写时临界区
up_write(&rw_sem); //释放写时信号量
互斥体
在Linux中互斥体mutex是真实存在的。
1定义并初始化互斥体
struct mutex my_mutex;
mutex_init(&my_mutex);
2获得互斥体
void fastcall mutex_lock(struct mutex *lock);
int fastcall mutex_lock_interruptible(struct mutex *lock);
int fastcall mutex_lock_trylock(struct mutex *lock);
mutex_lock()和mutex_lock_interruptible()的区别和down()和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()用于尝试获得Mutex，获取不到mutex时不会引起进程睡眠。
3释放互斥体
void fastcall mutex_unlcok(struct mutex *lock);
mutex使用的方法和信号量使用的场合完全一致，使用方法为
struct mutex my_mutex; //定义一个互斥体
init_mutex(&my_mutex); //初始化一个互斥体
mutex_lock(&my_mutex); //获取mutex
... //临界区
mutex_unlock(&my_mutex); //释放mutex
