互斥量mutex的实现-07
1 mutex的内核结构体
mutex的定义及操作函数都在Linux内核文件include\linux\mutex.h中定义，如下：
(count可以取值1（unlocked）,0（locked），-1（locked 且有waiter）)
初始化mutex之后，就可以使用mutex_lock函数或其他衍生版本来获取信号量，使用mutex_unlock函数释放信号量。我们只分析mutex_lock、mutex_unlock函数的实现。
这里要堪误一下：前面的视频里我们说mutex中的owner是用来记录获得mutex的进程，以后必须由它来释放mutex。这是错的！
从上面的代码可知，owner并不一定存在！
owner有2个用途：debug(CONFIG_DEBUG_MUTEXES)或spin_on_owner(CONFIG_MUTEX_SPIN_ON_OWNER)。
什么叫spin on owner？
我们使用mutex的目的一般是用来保护一小段代码，这段代码运行的时间很快。这意味着一个获得mutex的进程，可能很快就会释放掉mutex。
针对这点可以进行优化，特别是当前获得mutex的进程是在别的CPU上运行、并且“我”是唯一等待这个mutex的进程。在这种情况下，那“我”就原地spin等待吧：懒得去休眠了，休眠又唤醒就太慢了。
所以，mutex是做了特殊的优化，比semaphore效率更高。但是在代码上，并没有要求“谁获得mutex，就必须由谁释放mutex”，只是在使用惯例上是“谁获得mutex，就必须由谁释放mutex”。
只有拥有这个owner，才能识别当前获取mutex的进程是在别的CPU上运行
2 mutex_lock函数的实现
2.1 fastpath
mutex的设计非常精巧，比semaphore复杂，但是更高效。
首先要知道mutex的操作函数中有fastpath、slowpath两条路径(快速、慢速)：如果fastpath成功，就不必使用slowpath。
怎么理解？
这需要把metex中的count值再扩展一下，之前说它只有1、0两个取值，1表示unlocked，0表示locked，还有一类值“负数”表示“locked，并且可能有其他程序在等待”。
代码如下：
先看看fastpath的函数：__mutex_fastpath_lock，这个函数在下面2个文件中都有定义：
include/asm-generic/mutex-xchg.h
include/asm-generic/mutex-dec.h
使用哪一个文件呢？看看arch/arm/include/asm/mutex.h，内容如下：
#if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
#include <asm-generic/mutex-xchg.h>
#else
#include <asm-generic/mutex-dec.h>
#endif
所以，对于ARMv6以下的架构，使用include/asm-generic/mutex-xchg.h中的__mutex_fastpath_lock函数；对于ARMv6及以上的架构，使用include/asm-generic/mutex-dec.h中的__mutex_fastpath_lock函数。这2个文件中的__mutex_fastpath_lock函数是类似的，mutex-dec.h中的代码如下：
大部分情况下，mutex当前值都是1，所以通过fastpath函数可以非常快速地获得mutex。
2.2 slowpath
如果mutex当前值是0或负数，则需要调用__mutex_lock_slowpath慢慢处理：可能会休眠等待。
__mutex_lock_common函数也是在内核文件kernel/locking/mutex.c中实现的，下面分段讲解。
① 分析第一段代码：
② 分析第二段代码：
③ 分析第三段代码：
这个wait_list是FIFO(Firt In Firs Out)，谁先排队，谁就可以先得到mutex。
④ 分析第四段代码：for循环，这是重点
（如果count==1，其大于等于0，接着调用atomic_xcha_acquire（）把count设为-1，函数返回1，因为结果等于1，执行break;
如果count==0，其大于等于0，接着调用atomic_xcha_acquire（）把count设为-1，函数返回0，因为结果不等于1，继续执行;
如果count==-1，它表示本来就被别人lock了，不用再设为-1，继续执行;）
schedule_preempt_disabled()主动发起调度进入休眠
⑤ 分析第五段代码：收尾工作
3 mutex_unlock函数的实现
mutex_unlock函数中也有fastpath、slowpath两条路径(快速、慢速)：如果fastpath成功，就不必使用slowpath。
代码如下：
3.1 fastpath
先看看fastpath的函数：__mutex_fastpath_lock，这个函数在下面2个文件中都有定义：
include/asm-generic/mutex-xchg.h
include/asm-generic/mutex-dec.h
使用哪一个文件呢？看看arch/arm/include/asm/mutex.h，内容如下：
#if __LINUX_ARM_ARCH__ < 6
#include <asm-generic/mutex-xchg.h>
#else
#include <asm-generic/mutex-dec.h>
#endif
所以，对于ARMv6以下的架构，使用include/asm-generic/mutex-xchg.h中的__mutex_fastpath_lock函数；对于ARMv6及以上的架构，使用include/asm-generic/mutex-dec.h中的__mutex_fastpath_lock函数。这2个文件中的__mutex_fastpath_lock函数是类似的，mutex-dec.h中的代码如下：
大部分情况下，加1后mutex的值都是1，表示无人等待mutex，所以通过fastpath函数直接增加mutex的count值为1就可以了。
如果mutex的值加1后还是小于等于0，就表示有人在等待mutex，需要去wait_list把它取出唤醒，这需要用到slowpath的函数：__mutex_unlock_slowpath。
3.2 slowpath
如果mutex当前值是0或负数，则需要调用__mutex_unlock_slowpath慢慢处理：需要唤醒其他进程。
__mutex_unlock_common_slowpath函数代码如下，主要工作就是从wait_list中取出并唤醒第1个进程：
