NOM¶
futex - Verrouillage rapide en espace utilisateur
SYNOPSIS¶
#include <linux/futex.h>
DESCRIPTION¶
Le noyau Linux fournit des futex (« Fast user-space
mutexes ») en tant que brique permettant un verrouillage et des
sémaphores rapides en espace utilisateur. Les futex sont très
basiques et se prêtent facilement à la construction d'abstractions
de verrouillage de plus haut niveau telles que les mutex POSIX.
Cette page ne prétend pas documenter toutes les décisions de
conception, mais se restreint aux problèmes liés au
développement d'applications et de bibliothèques. La plupart des
programmeurs n'utiliseront en fait pas les futex directement, mais utiliseront
des bibliothèques système construites par-dessus, comme
l'implémentation NPTL des pthreads.
Un futex est identifié par une zone mémoire qui peut être
partagée entre plusieurs processus. Dans ces différents processus,
il n'a pas forcément la même adresse. Dans sa forme de base, un
futex a la sémantique d'un sémaphore ; il s'agit d'un compteur
qui peut être incrémenté et décrémenté de
façon atomique. Les processus peuvent attendre que cette valeur devienne
positive.
Une opération sur un futex est faite entièrement en espace utilisateur
dans le cas où il n'y a pas de contention. Le noyau n'est impliqué
que pour arbitrer en cas de contention. Comme toute application raisonnable
est conçue pour éviter les contentions, les futex sont
optimisés pour cette situation.
Dans sa forme basique, un futex est un entier aligné qui n'est
accédé que par des instructions assembleur atomiques. Des processus
peuvent partager cet entier avec
mmap(2), avec des segments de
mémoire partagés, ou parce qu'ils partagent leur espace
mémoire ; dans le dernier cas, l'application est dite
multithreadée.
Sémantique¶
Toute opération futex démarre en espace utilisateur, mais il peut
être nécessaire de communiquer avec le noyau avec l'appel
système
futex(2).
Pour incrémenter un futex, exécuter les instructions assembleur qui
causent l'incrémentation atomique de l'entier par le processeur
hôte. Ensuite, vérifier si sa valeur a changé de 0 à 1,
auquel cas il n'y avait pas de processus en attente et l'opération est
terminée. Il s'agit du cas sans contention, qui est rapide et devrait
être commune.
En cas de contention, l'incrémentation atomique a modifié le compteur
à partir de -1 (ou une autre valeur négative). Si cette situation
est détectée, il y a des processus en attente. L'espace utilisateur
doit alors définir le compteur à 1, et demander au noyau de
réveiller les processus en attente avec l'opération
FUTEX_WAKE.
Attendre un futex, le décrémenter, est l'opération inverse.
Décrémenter le compteur de façon atomique, et vérifier si
sa nouvelle valeur est 0, auquel cas l'opération est terminée, et il
n'y avait pas de contention. Dans tous les autres cas, le processus doit
attendre qu'un autre processus implémente le futex. Pour cela, utiliser
l'opération
FUTEX_WAIT.
On peut éventuellement passer un délai en argument à l'appel
système
futex(2), qui indique combien de temps le noyau doit
attendre que le futex soit incrémenté. Dans ce cas, la
sémantique est plus complexe, et le programmeur devrait lire
futex(2) pour plus de détails. La même remarque est valable
pour l'attente asynchrone sur un futex.
VERSIONS¶
La gestion des futex a été intégrée à Linux 2.5.7,
avec une sémantique différente de celle décrite ci-dessus. La
sémantique actuelle est disponible depuis Linux 2.5.40.
NOTES¶
Répétons‐le, les futex de base ne sont pas conçus comme une
abstraction facile à employer pour les utilisateurs. Les
implémenteurs doivent maîtriser l'assembleur et avoir lu les sources
de la bibliothèque en espace utilisateur décrite ci-dessous.
Cette page de manuel illustre l'utilisation la plus courante des appels
futex(2) : il ne s'agit absolument pas de la seule.
VOIR AUSSI¶
futex(2)
« Fuss, Futexes and Furwocks: Fast Userlevel Locking in
Linux » (proceedings of the Ottawa Linux Symposium 2002),
bibliothèque d'exemple de futex, futex-*.tar.bz2
ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/people/rusty/
COLOPHON¶
Cette page fait partie de la publication 3.44 du projet
man-pages Linux.
Une description du projet et des instructions pour signaler des anomalies
peuvent être trouvées à l'adresse
<
http://www.kernel.org/doc/man-pages/>.
TRADUCTION¶
Depuis 2010, cette traduction est maintenue à l'aide de l'outil po4a
<
http://po4a.alioth.debian.org/> par l'équipe de traduction
francophone au sein du projet perkamon
<
http://perkamon.alioth.debian.org/>.
Julien Cristau et l'équipe francophone de traduction de
Debian (2006-2009).
Veuillez signaler toute erreur de traduction en écrivant à
<debian-l10n-french@lists.debian.org> ou par un rapport de bogue sur le
paquet
manpages-fr.
Vous pouvez toujours avoir accès à la version anglaise de ce document
en utilisant la commande «
man -L C
<section> <page_de_man> ».