Android的Futex系统调用

新书上市《深入解析Android 5.0系统》
以下内容节选自本书

在Linux中，Futex系统调用的定义如下
#define __NR_futex 240
1. Futex系统调用的用法为:

int futex (int *uaddr, int op,int val, const struct timespec *timeout,
int *uaddr2, int val3);
uaddr是Futex变量，一个共享的整型计数器。
op表示操作类型，有五种预定义的值，但是在Binoc中只使用了下面两种：
1) FUTEX_WAIT:内核将检查uaddr中计数器的值是否等于val，如果等于则挂起进程，直到在uaddr上到来了FUTEX_WAKE调用或者超时时间到。

2) FUTEX_WAKE:内核唤醒val个等待在uaddr上的进程。

val存放与操作op相关的值。
timeout用作操作FUTEX_WAIT中，表示等待超时时间。
uAddr2和val3很少使用。
2. 在Bionc中，提供了两个函数来包装Futex系统调用。

extern int __futex_wait(volatilevoid *ftx, int val, const struct timespec *timeout);
extern int __futex_wake(volatilevoid *ftx, int count);
Bionc中还有两个类似的函数，它们的原型如下：
extern int __futex_wake_ex(volatile void *ftx, int pshared, intval);
extern int __futex_wait_ex(volatile void *ftx, int pshared, intval,
const struct timespec*timeout);
这两个函数比前面的多了一个参数pshared。pshared的值为true表示wake和wait操作是用于进程间的挂进和唤醒；值为false表示操作用于进程内线程的挂进和唤醒。当pshared的值为false时，执行Futex系统调用的操作码为:
FUTEX_WAIT|FUTEX_PRIVATE_FLAG，
FUTEX_WAKE|FUTEX_PRIVATE_FLAG
这样内核如果检测到操作有FUTEX_PRIVATE_FLAG标记，能以更快的速度执行挂起和唤醒操作。
__futex_wait和__futex_wake函数相当于pshared等于true的情况。
3. Android中有些模块还会使用下面的Futex函数：

extern int__futex_syscall3(volatile void *ftx, int op, int val);
extern int__futex_syscall4(volatile void *ftx, int op, int val,
const struct timespec *timeout);
__futex_syscall3()相当于__futex_wake()，而__futex_syscall4()相当于__futex_wait()。这两个函数与前面的区别是能指定操作码op做为参数。操作码可以是FUTEX_WAIT，FUTEX_WAKE或者它们和FUTEX_PRIVATE_FLAG的组合。
Android中操作码的定义如下：
#define FUTEX_WAIT 0
#define FUTEX_WAKE 1

#ifndefFUTEX_PRIVATE_FLAG
#defineFUTEX_PRIVATE_FLAG 128
#endif

#ifndefFUTEX_WAIT_PRIVATE
#defineFUTEX_WAIT_PRIVATE (FUTEX_WAIT|FUTEX_PRIVATE_FLAG)
#endif

#ifndefFUTEX_WAKE_PRIVATE
#defineFUTEX_WAKE_PRIVATE (FUTEX_WAKE|FUTEX_PRIVATE_FLAG)
#endif