当进程A又获得机会运行时,它先执行wake_up(&sem->wait)操作,唤醒等待队列里的一个进程,接着它进入临界区,从临界区出来时执行up()操作,使sem->count++,(如果进程A是从down()中直接返回,因为这时等待队列一定为空,所以它不用执行wake_up()操作,直接进入临界区,在从临界区出来时一样执行up()操作,使 sem->count++)。这时如果count的值小于等于0,这表明在它在临界区期间又有一个进程(可能就是它进入临界区时唤醒的那个进程)进入睡眠了,则执行wake_up()操作,反之,如果count的值已经大于0,这表明在它在临界区期间没有别的进程(包括在它进入临界区时被它唤醒过的那个进程)进入睡眠,那么它就可以直接返回了。
从被唤醒的那个进程看看,如果在唤醒它的进程没执行up()之前它就得到了运行机会,这时它又重新计算count=sleepers - 1 + count=-1;从而sleepers被赋值1;这时它又必须进行调度让出运行的机会给别的进程,自己去睡眠。这正是发生在唤醒它的进程在临界区时运行的时候。如果是在唤醒它的进程执行了up()操作后它才得到了运行机会,而且在唤醒它的进程在临界区期间时没别的进程执行down(),则count的值在进程执行up()之前依然为0,这时在up()里面就不必要再执行wake_up()函数了。可以通过一个例子来说明具体的实现。设开始sem->count=sem->sleepers=0。也就是有锁但无等待队列 (一个进程已经在运行中)。先后分别进行3个down()操作,和3个up()操作,如下:为了阐述方便,只保留了一些会改变sleepers和count值的步骤,并且遵循从左到右依次进行的原则。
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当然,还有另一种情况,就是up()操作和down()操作是交*出现的,一般的规律就是,如果进程在临界区期间又有进程(无论是哪个进程,新来的还是刚被唤醒的那个)进入睡眠,就会令count的值从0变为-1,从而进程在从临界区出来执行up()里就必须执行一次wake_up(),以确保所有的进程都能被唤醒,因为多唤醒几个是没关系的。如果进程在临界区期间没有别的进程进入睡眠,则从临界区出来执行up()时就用不着去执行wake_up()了(当然,执行了也没什么影响,不过多余罢了)。而为什么要把wake_up()和count++分开呢,可以从上面的up1看出来,例如,进程2第一次得到机会运行时,本来这时唤醒它的进程还没执行up()的,但有可能其它进程执行了up()了,所以真有可能会发现count==1的情况,这时它就真的不用睡觉了,令count=sleepers=0,就可以接着往下执行了。还可看出一点,一般的,( count ,sleepers)的值的取值范围为(n ,0)[n>0] 和(0 ,0)和 (1 ,-1)。下边看看spin_lock机制。
Spin_lock采用的方式是让一个进程运行,另外的进程忙等待,由于在只有一个cpu的机器(UP)上微观上只有一个进程在运行。所以在UP中,spin_lock和spin_unlock就都是空的了。在SMP中,spin_lock()和spin_unlock()定义如下:
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一般是如此使用:
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