信号量（Semaphore）是一种用于进程同步和互斥的机制。它是一种计数器对象，用于管理并发访问共享资源。 相比自旋锁，信号量的一大特点是允许调用它的线程进入睡眠状态，即调用它的线程可能会出现进程的切换。
大致实现
信号量本身的定义不复杂，位于内核源吗/include/linux/semaphore.h中。
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/* Please don't access any members of this structure directly */
struct semaphore {
raw_spinlock_t lock;
unsigned int count;
struct list_head wait_list;
};
wait_list用于管理在该信号量上睡眠的进程；count为信号量计数值，用于管理可用的资源数量，当计数值大于0时， 线程可以获取到信号量并继续执行，计数值为0时，线程需要等待其他线程释放信号量。当初始化时设置的信号量大于1时，就有可重入性； lock用于实现count的原子操作，所以不能直接操作信号量的成员，需要使用对应提供的接口。
常用API接口
初始化信号量
可以静态初始化或动态初始化。
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// 静态初始化
#define DEFINE_SEMAPHORE(name) \
struct semaphore name = __SEMAPHORE_INITIALIZER(name, 1)
// 动态初始化
static inline void sema_init(struct semaphore *sem, int val);
信号量操作
主要是获取和释放，核心对应count资源计数值的增减。有获取（down）和释放（up）操作。
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void down(struct semaphore *sem);
int __must_check down_interruptible(struct semaphore *sem);
int __must_check down_killable(struct semaphore *sem);
int __must_check down_trylock(struct semaphore *sem);
int __must_check down_timeout(struct semaphore *sem, long jiffies);
void up(struct semaphore *sem);
只要信号量的count值是大于0的，就可以获取到（down操作），获取和释放的过程有结构体中的自旋锁保护。如果count是 小于等于0的，一般表示资源不可用，当前的执行线程或被阻塞，并加入到信号量的wait_list中，直到由其他线程释放了信号量（up操作） 后，唤醒wait_list上的线程，并检测信号量可用并获取信号量后，继续执行。
linux的睡眠态分可中断睡眠态和不可中断睡眠态，可中断表示可以被用户空间发送来的信号打断，提早退出。对应down_interruptible， 如果被中断，需要检测其返回值，确定是正常获取还是被打断，返回0是获取到，非0值一般可以给用户返回 -ERESTARTSYS。 如果使用不可打断的接口down，线程会一直阻塞，直到获取到信号量为止，用户无法打断。
释放信号量只有一个接口 up，会释放一个信号量，并唤醒wait_list上的线程。
读写信号量（rwsem）
除了普通的信号量（Semaphore），还有一种特殊的信号量叫做读写信号量（Reader-Writer Semaphore）。 读写信号量是一种用于实现读写锁的机制，用于控制对共享资源的读写操作。一般多读少写的场景可以使用，使用场景不如普通信号量多。 概念上近似读取者和写入者自旋锁。
读写信号量支持两种模式的访问：读模式和写模式。多个进程可以同时获取读写信号量的读模式，但只能有一个进程获取写模式。 读模式是共享的，多个进程可以同时获取读写信号量的读模式。写模式是互斥的，只有一个进程可以获取读写信号量的写模式。
相关API可以参考内核头文件 /include/linux/rwsem.h。用法上基本相似，但区分了读锁和写锁（信号量）。