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 让给另一个等待线程。此外，我们还会移除截止时间等于零时的特殊情况 zx_nanosleep。系统调用名称中的 legacy 表示有更合适的机制来实现所需行为。

设计初衷

zx_nanosleep 的行为与所有其他系统调用中处理截止时间的方式不同，即如果截止时间早于当前时间，则立即返回。目前，这是一种特殊情况，其中截止时间值为零表示让步。

此外，在运行时无法确定截止时间是故意设置为零还是计算结果。这将简化 zx_nanosleep 的工作方式，减少开发者需要注意的特殊情况。可以将截止时间手动设置为零，以使线程让出 CPU，也可以将截止时间设置为零作为下一次唤醒的结果（这意味着立即继续）。

利益相关方

哪些人会受到此 RFC 是否被接受的影响？（此部分为可选，但建议填写。）

辅导员：

由 FEC 指派负责引导此 RFC 完成 RFC 流程的人员。

审核者：

已咨询：

社会化：最初在设计文档中讨论了该设计。

设计

此提案包含对 Zircon 系统调用 API 的以下更改：

1. 添加了 zx_thread_legacy_yield
2. zx_nanosleep 的简化

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);

当在用户空间应用上调用 zx_thread_legacy_yield 时，调用线程会放弃 CPU。options 参数可用于稍后引入提示。

如果调用 zx_thread_legacy_yield 时 options 等于零，则保证返回 ZX_OK。

如果使用大于单调时钟时间的截止时间调用 zx_nanosleep，则调用线程会进入休眠状态，直到达到截止时间（加上宽限时间）为止。另一方面，如果截止时间的价值等于或早于单调时钟中的时间，则会立即返回。但如果截止时间为零，则会导致调用线程让步。引入 zx_thread_legacy_yield 后，目标是移除对零期限的特殊处理。

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。这需要将工作拆分为四个 CL。

1. 引入新的系统调用 zx_thread_legacy_yield。
2. 将树内用户迁移到 zx_thread_legacy_yield。
3. 迁移树外用户。
4. 从 zx_nanosleep 中移除了 yield 重载。

CL (1) 将包含文档、语言绑定更新，CL (4) 也将更新文档。(1) 和 (2) 可以合并为一个 CL，但将实现与迁移分开似乎是更清晰的路径。

性能

除了略微改进 zx_nanosleep 路径（因为移除了一个分支）之外，对性能没有其他已知影响。

向后兼容性

zx_nanosleep(0)的用户不限于词干库。

安全注意事项

现有代码和新代码的行为完全相同，因为 zx_nanosleep(0)（现在）等同于 zx_thread_legacy_yield(0)。为防止出现任何安全问题，zx_nanosleep 将保持不变，直到 zx_nanosleep(0) 的所有使用情形都已迁移到 zx_thread_legacy_yield(0)。

隐私注意事项

此提案不会影响隐私权。

测试

zx_thread_legacy_yield 的性质使得难以进行可靠的测试，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 添加更多文档，并更新 zx_nanosleep 的条目，以移除有关零截止日期是特殊情况的说明。

缺点、替代方案和未知因素

最大的缺点和担忧是存在鼓励忙等待模式的 zx_thread_legacy_yield，但 sched_yield 已经提供了这种机制。通过适当的文档和最佳实践，可以缓解这些担忧。由于此系统调用的目标用户是驱动程序，因此应仔细检查任何其他用法。

我们还考虑了另一种替代方案，即将 magic 值更改为另一个值（例如 INT_MIN）。这确实可以解决计算出的截止时间问题，但仍会留下一个特殊情况。此替代方案还需要更新树外的用户，因此需要与添加新系统调用相同的工作量。最大的缺点是，这样做会使 zx_nanosleep 截止期限处理与其他处理截止期限的操作（例如 zx_object_wait）不同。

在先技术和参考资料

• zx_nanosleep 使用 0 作为特殊值，表示“收益率”。问题在于，有一段代码实际上会进行截止时间计算，并可能计算出 0。在这种情况下，代码的意图并非让步，而是恰恰相反：立即执行下一条语句。

• 代码中出现 yield 通常表示存在错误。 遗憾的是，在硬件缺少适当信号模式的驱动程序中，这种情况并不少见。