RFC-0142：zx_thread_legacy_yield

摘要

我们建议添加一个新的系统调用 zx_thread_legacy_yield，该调用会导致调用线程将 CPU 让出给另一个等待线程。此外，当截止期限等于零时，我们会移除 zx_nanosleep 的特殊情况。系统调用名称中的 legacy 表示有更合适的机制可用于实现所需行为。

设计初衷

zx_nanosleep 的行为与所有其他系统调用中对截止期限的处理方式不同，即如果截止期限早于当前时间，则立即返回。目前，这是特殊情况，其中截止期限值为零表示让出。

此外，在运行时，无法确定截止期限是故意设为零，还是计算结果。这会简化 zx_nanosleep 的运作方式，减少开发者需要注意的特殊情况。可以手动将截止期限设为零，以使线程让出，也可以在下次唤醒后将其设为零（这意味着立即继续）。

利益相关方

哪些人对此 RFC 的接受与否有利益相关？（此部分为可选部分，但建议填写。）

教员：

由 FEC 任命的负责引导此 RFC 完成 RFC 流程的人员。

Reviewers:

咨询了：

社交：此设计最初是在设计文档中讨论的。

设计

此提案对 Zircon 系统调用 API 进行了以下更改：

1. 添加了 zx_thread_legacy_yield
2. 简化了 zx_nanosleep

其中，zx_thread_legacy_yield 的定义如下：

/// Yields cpu to another waiting thread.
/// `options`: Reserved for future extension. Must be zero.
/// @blocking
zx_status_t zx_thread_legacy_yield(uint32_t options);

在用户空间应用上调用 zx_thread_legacy_yield 时，调用线程会让出 CPU。options 参数稍后可用于引入提示。

使用 options 等于零调用 zx_thread_legacy_yield 保证会返回 ZX_OK。

当使用大于单调时钟中时间的截止期限调用 zx_nanosleep 时，系统会将调用线程置于休眠状态，直到达到截止期限（加上空闲时间）为止。另一方面，如果截止期限的值等于或早于单调时钟中的时间，则会立即返回。但是，如果截止期限为零，则会导致调用线程让出。引入 zx_thread_legacy_yield 后，目标是移除对零截止日期的特殊处理。

此外，必须移除 syscalls_zx_nanosleep_zero_duration 内核计数器，同时引入 syscalls_zx_thread_legacy_yield 计数器。

实现

zx_nanosleep(0) 在 Fuchsia 树之外有 2 个调用点（提供 sched_yield 的实现），在树内有 7 个调用点。这涉及将工作拆分为四个 CL。

1. 引入了新的系统调用 zx_thread_legacy_yield。
2. 将树内用户迁移到 zx_thread_legacy_yield。
3. 迁移非树型用户。
4. 从 zx_nanosleep 中移除了 yield 过载。

CL (1) 将包含文档、语言绑定更新，CL (4) 也将更新文档。(1) 和 (2) 可以合并到单个 CL 中，但将实现与迁移分开似乎更清晰。

性能

除了 zx_nanosleep 路径略有改进之外，对性能没有任何已知影响，因为移除了分支。

向后兼容性

zx_nanosleep(0) 的用户不限于根代码库。

安全注意事项

由于 zx_nanosleep(0)（现在）等同于 zx_thread_legacy_yield(0)，因此现有代码和新代码的行为将完全相同。为防止出现任何安全问题，在 zx_nanosleep(0) 的所有用例都迁移到 zx_thread_legacy_yield(0) 之前，zx_nanosleep 将保持不变。

隐私注意事项

此提案对隐私权没有影响。

测试

由于 zx_thread_legacy_yield 的性质，因此很难进行可靠的测试，但至少我们可以验证返回代码是否符合预期。

文档

我们将为 zx_thread_legacy_yield 添加其他文档，并更新 zx_nanosleep 的条目，以移除提及零截止期限属于特殊情况的内容。

缺点、替代方案和未知情况

最大的缺点和顾虑是存在鼓励 zx_thread_legacy_yield 使用繁忙等待模式的情况，但 sched_yield 已经提供了此机制。通过适当的文档和最佳实践，可以缓解这些问题。由于此系统调用的目标用户是驱动程序，因此应仔细审核任何其他用法。

我们考虑的另一种替代方案是将魔法值更改为其他值（例如 INT_MIN）。这确实可以解决计算的截止期限问题，但仍会留下特殊情况。此替代方案还需要更新树外用户，因此与添加新的系统调用所需的工作量相同。最大的缺点是，这样做会使 zx_nanosleep 截止期限处理与处理截止期限的其他操作（例如 zx_object_wait）不同。

在先技术和参考文档

• zx_nanosleep 使用 0 作为特殊值，表示“产量”。问题在于，有代码会有效地执行截止期限计算，并且可以计算出 0，在这种情况下，目的不是让出，而是相反：立即执行下一条语句。

• 代码中包含 yield 通常表示某些操作执行有误。遗憾的是，在硬件缺少适当信号模式的驱动程序中，出现此问题并不罕见。