NOMBRE¶
futex - llamada al sistema para bloqueos rápidos en espacio de usuario
SINOPSIS¶
#include <linux/futex.h>
#include <sys/time.h>
int sys_futex (void *futex, int op, int
val, const struct timespec *timeout);
DESCRIPCIÓN¶
La llamada al sistema
sys_futex proporciona un método que permite
a un programa esperar hasta que cambie el valor de una dirección dada y
un método para despertar a cualquier proceso que esté esperando
en una dirección particular (aunque las direcciones para una misma zona
de memoria en procesos separados pueden no ser iguales, el núcleo las
proyecta internamente para que la misma memoria proyectada en direcciones
distintas concuerde para diferentes llamadas
sys_futex).
Típicamente se usa para implementar el caso de contienda de un bloqueo
en memoria compartida, como se describe en
futex(4).
Cuando una operación
futex(4) termina con contienda en espacio de
usuario, es necesario hacer una llamada al núcleo para que arbitre. El
arbitraje puede significar o bloquear al proceso invocador o, contrariamente,
despertar a un proceso bloqueado.
Se espera que los procesos que llamen a esta función se adhieran a la
semántica que se expone en
futex(4). Ya que esta
semántica supone escribir instrucciones en ensamblador no
(trans)portables, esto a su vez probablemente significa que la mayoría
de los usuarios serán de hecho autores de bibliotecas y no
desarrolladores genéricos de aplicaciones.
Es necesario que el argumento
futex apunte a un entero alineado que
almacene el contador. La operación a ejecutar se pasa a través
del parámetro
op junto con un valor
val.
Actualmente se definen tres operaciones:
- FUTEX_WAIT
- Esta operación verifica atómicamente si la dirección
futex contiene todavía el valor dado y bloquea al proceso a
la espera de FUTEX_WAKE en esta dirección futex. Si
el argumento timeout no es NULL, su contenido describe la
duración máxima de la espera, que es infinita en otro caso.
Para futex(4), esta llamada se ejecuta si al decrementar el
contador se obtuvo un valor negativo (indicando contención) y se
bloqueará hasta que otro proceso libere el futex y ejecute
la operación FUTEX_WAKE.
- FUTEX_WAKE
- Esta operación despierta, como mucho, val procesos que
esperan en esta dirección futex (es decir, dentro de
FUTEX_WAIT). Para futex(4), esta llamada se ejecuta si al
incrementar el contador se vio que había procesos esperando una vez
que al futex se le ha asignado el valor 1 (indicando que
está disponible).
- FUTEX_FD
- Para soportar despertares asíncronos, esta operación asocia
un descriptor de fichero con un futex. Si otro proceso ejecuta un
FUTEX_WAKE, el proceso recibirá el número de señal
que se pasó en val. El proceso invocador debe cerrar el
descriptor de fichero devuelto después de su uso.
Para evitar condiciones de carrera, el invocador debe comprobar si se ha
incrementado el futex después de que FUTEX_FD regrese.
VALOR DEVUELTO¶
Dependiendo de la operación que se haya ejecutado, el valor devuelto
puede tener significados diferentes.
- FUTEX_WAIT
- Devuelve 0 si el proceso fue despertado por una llamada FUTEX_WAKE. En el
caso de que haya expirado el plazo, se devuelve ETIMEDOUT. Si el
futex no era igual al valor esperado, la operación devuelve
EWOULDBLOCK. Las señales (u otros falsos despertares) hacen que
FUTEX_WAIT devuelva EINTR.
- FUTEX_WAKE
- Devuelve el número de procesos despertados.
- FUTEX_FD
- Devuelve el nuevo descriptor de fichero asociado al futex.
OBSERVACIONES¶
Insistimos, los
futexes, en su forma más básica, no
están pensados como abstracción sencilla para los usuarios
finales. Es de esperar que los implementadores sean buenos conocedores de
ensamblador y que hayan leído los fuentes de la biblioteca de
futex en espacio de usuario que se indica más abajo.
AUTORES¶
Los
futexes fueron diseñados e implementados por Hubertus Franke
(IBM Thomas J. Watson Research Center), Matthew Kirkwood, Ingo Molnar (Red
Hat) y Rusty Russell (IBM Linux Technology Center). Esta página fue
escrita por Bert Hubert.
VERSIONES¶
El soporte inicial para
futex se añadió a la versión
2.5.7 de Linux pero con una semántica distinta a la descrita más
arriba. La semántica actual se encuentra disponible desde la
versión 2.5.40 de Linux.
VÉASE TAMBIÉN¶
futex(4), `Fuss, Futexes and Furwocks: Fast Userlevel Locking in Linux'
(actas del Ottawa Linux Symposium 2002), biblioteca de ejemplo de
futex, futex-*.tar.bz2
<
URL:ftp://ftp.nl.kernel.org:/pub/linux/kernel/people/rusty/>.