信号量 (Semaphore)

信号量是一种很典型的用于同步和互斥的方法，信号量是是经典的PV操作，通常用于生产者/消费者问题。

P：减1操作，如果执行P之后sem任然大于0则该进程继续执行，否则进入等待状态。
V：加1操作，执行后sem如果大于0，则唤醒等待队列中等待该信号量的进程。

定义信号量：

struct semaphore sem;

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。

获取信号量：

void down(struct semaphore *sem);

该函数用于获取信号量sem，她会导致睡眠，因此不能用于中断上下文。

int down_interruptible(struct semaphore *sem);

该函数功能与down类似，不同之处为，因为down()进入睡眠状态的进程不能被信号打断，但因为down_interruptible()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非0.

int down_trylock(struct semaphore *sem);

该函数尝试获取信号量sem，如果能够立刻获得，他就获取该信号量并返回0， 否则，返回非0值，他不会导致调用者睡眠，可以用于中断上下文中。
在使用down_interruptible()获取信号量时，对返回值一般会进行检查，如果非0，通常立即返回-ERESTARTSYS，如：

if (down_interruptible(&sem))
    return -ERESTARTSYS;

释放信号量：

void up(struct semaphore *sem);

该函数释放信号量sem，唤醒等待者。
作为一种可能的互斥手段，信号量可以保护临界区，他的作用方式和自旋锁类似。与自旋锁相同，*得到信号量的进程才能执
行临界区的代码。但是与自旋锁不同的是，当获取不到信号量时，进程不会忙等，而是会进入睡眠状态，信号量释放之后，会把
该进程从睡眠状态唤醒。