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RFC-0074：公開程序開始時間

RFC-0074：公開程序開始時間
狀態	已接受
領域	核心
說明	請確保可透過使用者空間查詢程序開始時間。
更小鳥	488412
作者	joshuaseaton@google.com
審查人員	cpu@google.com maniscalco@google.com
提交日期 (年月分)	2021-02-19
審查日期 (年-月-日)	2021-03-11

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摘要

我們重構 ZX_INFO_PROCESS，以公開程序的開始時間，以及清除描述其執行階段的標記。假設有 ZX_INFO_PROCESS_FLAG_STARTED 標記存在，程序的開始時間有效，且將該程序定義為有效時呼叫 zx_process_start() 的單聲道時間。

提振精神

Chromium 首次在 crbug.com/726484 和 https://fxbug.dev/42105649 時要求這項功能，以便預留追蹤事件的基本時間，並擴充已支援 Linux、macOS 和 Windows 的各平台通用介面。此外，我們也提交了 https://fxbug.dev/42119376，利用此項功能將運作時間納入當機報告。

設計

在簡單簡單的 ProcessDispatcher 延伸中，我們會記錄初始執行緒在 ProcessDispatcher::AddInitializedThread() 的時間，然後傳入 ProcessDispatcher::GetInfo()；前者是 zx_process_start() 的主要「啟動」處理常式，後者則是用於處理 ZX_INFO_PROCESS 處理程序的 zx_get_object_info()。

針對由 zx_object_get_info() 填入的結構，目前我們已經：

typedef struct zx_info_process {
    // The process's return code; only valid if |exited| is true.
    // If the process was killed, it will be one of the ZX_TASK_RETCODE values.
    int64_t return_code;
    // True if the process has ever left the initial creation state,
    // even if it has exited as well.
    bool started;
    // If true, the process has exited and |return_code| is valid.
    bool exited;
    // True if a debugger is attached to the process.
    bool debugger_attached;
    uint8_t padding1[5];
} zx_info_process_t;

我們將其演化為：

typedef struct zx_info_process {
    // The process's return code; only valid if the
    // |ZX_PROCESS_INFO_FLAG_EXITED| flag is set. If the process was killed, it
    // will be one of the |ZX_TASK_RETCODE| values.
    int64_t return_code;
    // The monotonic time at which zx_process_start() was called, only valid
    // if the |ZX_INFO_PROCESS_FLAG_STARTED| flag is set.
    zx_time_t start_time;
    // Bitwise OR of ZX_INFO_PROCESS_FLAG_* values.
    uint32_t flags;
    uint8_t padding1[4];
} zx_info_process_t;

且會導入下列旗標值：

// Whether the process has started. zx_process_info_t::start_time is only
// valid if this flag is set.
#define ZX_INFO_PROCESS_FLAG_STARTED (1u << 0)

// Whether the process has exited.
#define ZX_INFO_PROCESS_FLAG_EXITED (1u << 1)

// Whether a debugger is attached to the process.
#define ZX_INFO_PROCESS_FLAG_DEBUGGER_ATTACHED (1u << 2)

布林值重構並非絕對必要，但這會讓 zx_info_process_t 符合目前的 Scall struct 政策，儲存邊框間距的位元組，而且不會增加執行此提案所需的工作量 (而且還能用相當多費的心力，為下一位工程師省下大量麻煩)。

實作

將舊的結構重新命名為 zx_info_process_v1_t，並建立一個別名，以使用舊名稱參照 (zx_info_process_t -> zx_info_process_v1_t)。將主題 ZX_INFO_PROCESS 重新命名為 ZX_INFO_PROCESS_V1，並建立一個舊名稱的別名 (ZX_INFO_PROCESS -> ZX_INFO_PROCESS_V1)。
新增結構 (zx_info_process_v2_t) 和主題 (ZX_INFO_PROCESS_V2)。變更核心以追蹤程序開始時間，並識別新的主題和結構。
更新所有程式碼 (樹狀結構內和樹狀結構外) 以使用 ZX_INFO_PROCESS_V2。
變更 ZX_INFO_PROCESS 和 zx_info_process_t 別名以參照 v2 主題和結構。
等待先前的變更全面推出。
更新所有程式碼 (樹狀結構內和樹狀結構外) 以再次使用 ZX_INFO_PROCESS。
移除 v1 主題和結構，以及 v2 別名。

此外，這些類型的 Rust 和 Go 版本也會有所更新。

效能

新增的邏輯應該會產生可忽略的執行階段成本，特別是會在個別程序的生命週期內分攤費用。

安全性考量

如果程式已有處理程序的控制代碼，則它可以做到，且比程序啟動的時間還多。此外，在一些其他作業系統中已公開開始時間，沒有問題。

隱私權注意事項

請參閱上方的安全性考量。

測試

Zircon 的程序相關核心測試會延伸至斷言，例如，在 zx_process_start() 前後取得的樣本確實會記錄開始時間，而尚未啟動的程序未設定 ZX_INFO_PROCESS_FLAG_STARTED。

說明文件

ZX_INFO_PROCESS 說明文件也會據此更新。

缺點、替代項目和未知

同時，也考慮將「開始」時間公開為更通用的工作層級概念 (如 ZX_INFO_TASK_RUNTIME 下方公開)。對執行緒來說，執行緒的開始時間就是呼叫 zx_thread_start() 的時間點。對工作來說，當第一個子項啟動時，通常會認為它「啟動」。不過，由於工作可以建立巢狀結構，因此會導致行走工作子樹狀結構，這比處理其他兩種工作類型更複雜。最終是決定停用擴充功能，因為這些擴充功能不符合目前的需求，讓我們可以避開工作階層步行的必要性。

優先藝術與參考資料

Linux：/proc/[pid]/stat 會公開 starttime。FreeBSD：/proc/[pid]/status 會在以空格分隔的統計資料清單中公開開始時間。macOS：proc_pidinfo() 系統呼叫似乎曝露了這個情況。