下表给出了整型信号量 S 的 wait() 和 signal() 操作的功能描述，以及采用开/关中断指令实现信号量操作互斥的两种方法。

功能描述

Semaphore S;

wait(S) {
    while (S <= 0);
    S = S-1;
}






signal(S) {
    S = S+1;
}

方法 1

Semaphore S;


wait(S) {
    关中断；
    while(S <= 0);
    S = S-1;
    开中断；
}


signal(S) {
    关中断；
    S = S+1;
    开中断；
}

方法 2

Semaphore S;

wait(S) {
    关中断；
    while(S <= 0) {
        开中断；
        关中断；
    }
    S = S-1;
    开中断；
}

signal(S) {
    关中断；
    S = S+1;
    开中断；
}

请回答下列问题。

(1) 为什么在 wait() 和 signal() 操作中对信号量 S 的访问必须互斥执行？

(2) 分别说明方法 1 和方法 2 是否正确。若不正确，请说明理由。

(3) 用户程序能否使用开/关中断指令实现临界区互斥？为什么？

同步问题设计

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1）信号量S是能被多个进程共享的变量，多个进程都可通过 wait() 和 signal() 对S进行读、写操作。所以，wait() 和 signal() 操作中对 S 的访问必须是互斥的。

2）方法 1 错误。在 wait() 中，当S≤0时，关中断后，其他进程无法修改 S 的值，while语句陷入死循环。方法 2 正确。方法 2 在循环体中有一个开中断操作，这样就可以使其他进程修改S的值，从而避免 while 语句陷入死循环。

3）用户程序不能使用开/关中断指令实现临界区互斥。因为开中断和关中断指令都是特权指令，不能在用户态下执行，只能在内核态下执行。