使用二进制信号量实现计数信号量

Posted 2023-02-23

【中文标题】使用二进制信号量实现计数信号量

【英文标题】：Implementing Counting-Semaphore Using Binary-Semaphore

【发布时间】：2017-10-03 17:52:50

【问题描述】：

我已经实现了某种用户级线程系统。我需要一些帮助来实现计数信号量，使用二进制信号量 实现（如下所述的向上和向下函数）。 这是我实现二进制信号量的接口：

typedef enum BinSemStatus
   locked,
   unlocked
 BinSemStatus;


struct semaphore 
BinSemStatus status;
int bid;
;

int bsem_alloc();//allocate a new binary semaphore,return its descriptor
void bsem_free(int id);
void bsem_down(int id);
void bsem_up(int id);

这里是计数信号量接口的接口：

struct counting_semaphore* counting_alloc(uint value);
counting_free(struct counting_semaphore* sem);

// If the value representing the count of
// the semaphore variable is not negative, decrement it by 1. If the 
// semaphore variable is now
// negative, the thread executing acquire is blocked until the value is 
// greater or equal to 1.
// Otherwise, the thread continues execution.
void up(struct counting_semaphore* sem);
// Increments the value of semaphore
// variable by 1.
void down(struct counting_semaphore* sem);

我试图做的是在 void up(structcounting_semaphore* sem) 锁定值。但正如您在下面看到的那样，这还不够。我在有问题的情况下添加了评论。

struct counting_semaphore 
int binary_descriptor;
int value;
; 

void down(struct counting_semaphore *sem)
  bsem_down(sem->binary_descriptor);
  if (sem->value > 0)
    sem->value--;
  
  else
     //not sure what to do here, maybe use anather semaphore in some way?
   
  bsem_up(sem->binary_descriptor);
 
void up(struct counting_semaphore *sem)
  bsem_down(sem->binary_descriptor);
  sem->value++;
  bsem_up(sem->binary_descriptor);

【问题讨论】：

counting_free(struct counting_semaphore* sem); -> void counting_free(struct counting_semaphore* sem);

你还没试过写代码吗？

问题是什么？

缩进/格式化............

当你说它不工作时，出了什么问题？另外，向我们展示不工作的代码。

【参考方案1】：

当sem->value 达到0 时，线程阻塞，是时候重新调度了。你没有显示你的调度代码，所以我不能给出具体的建议。调度程序可能应该代表线程调用bsem_up(sem->binary_descriptor);。

【参考方案2】：

临界区由sem->binary_descriptor1保护，每个操作down(S)和up(S)使用它来正确更新sem.value的值

更新这两个操作后，仅当值为正时才释放sem->binary_descriptor2 信号量。

S.value 永远不会是负数，因为任何执行down(S) 的进程都会在sem->binary_descriptor2 处被阻止。

  struct counting_semaphore* counting_semaphore_alloc(int value) 

    struct counting_semaphore* sem = malloc(sizeof(struct counting_semaphore));
    sem->value = value;
    sem->binary_descriptor1= bsem_alloc();//locks the value
    sem->binary_descriptor2= bsem_alloc();//locks the sing of the value
    if (value <= 0) 
        bsem_down(sem->binary_descriptor2);
    
    return sem;
    

void down(struct counting_semaphore *sem)
    bsem_down(sem->binary_descriptor2);
    bsem_down(sem->binary_descriptor1);
    sem->value--;
    if (sem->value>0)
        bsem_up(sem->binary_descriptor2);
    
    bsem_up(sem->binary_descriptor1);



void up(struct counting_semaphore* sem) 
    bsem_down(sem->binary_descriptor1);
    sem->value++;
    if (sem->value == 1) 
        bsem_up(sem->binary_descriptor2);
    
    bsem_up(sem->binary_descriptor1);