这能被原子地执行吗？

Question

我想知道是否有可能确保line被原子地执行，因为它可以由ISR和主上下文执行。我正在开发一个ARM9 (LPC313x)，并使用RealView 4 (armcc)。

foo() { 
  ..
  stack_var = ++volatile_var; // line
  ..
}

我正在寻找任何例程，如_atomic_ for C166，直接汇编代码等。我希望不必禁用中断。

非常感谢。

Answer 1

快速地看，C166 _atomic_宏似乎利用了一条指令，在指定数量的指令的持续时间内有效地屏蔽中断。在ARM架构中没有任何与之直接对应的东西。

当然，您可以使用swp指令(或__swp内部的RealView工具链)来实现关键部分周围的锁。另一个答案中提到的ldrex/strex并不存在于包含ARM9处理器的ARM体系结构版本5中。分别为http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0491c/CJAHDCHB.html和http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.dui0489c/Chdbbbai.html。

围绕这个(使用RealView工具链)的一个简单的锁实现是：

{
    /* Loop until lock acquired */
    while (__swp(LOCKED, &lockvar) == LOCKED);
    ..
    /* Critical section */
    ..
    lockvar = UNLOCKED;
}

但是，当主线程持有锁时，这将导致ISR上下文中的死锁。

我认为屏蔽操作周围的中断可能是最不容易的解决方案，尽管如果您的主上下文是在用户模式下执行的，那么它需要一个系统调用来实现。

Answer 2

不，我不认为你可以期望++volatile_var是原子的，即使你没有这个任务。为此使用适当的原子原语。如果您的编译器没有提供这样的扩展，您很容易在web上找到用于该扩展的短内联汇编程序。我认为，汇编程序指令是调用ldrex和strex，用于arm上的原子交换。

编辑：问题中要求的特定处理器类型似乎没有实现这些指令。

编辑：下面的代码应该与gcc一起工作，因为另一个编译器可能需要修改__asm__部件。

inline
size_t arm_ldrex(size_t volatile*ptr) {
  size_t ret;
  __asm__ volatile ("ldrex %0,[%1]\t@ load exclusive\n"
                    : "=&r" (ret)
                    : "r" (ptr)
                    : "cc", "memory"
                    );
  return ret;
}

inline
_Bool arm_strex(size_t volatile*ptr, size_t val) {
  size_t error;
  __asm__ volatile ("strex %0,%1,[%2]\t@ store exclusive\n"
                    : "=&r" (error)
                    : "r" (val), "r" (ptr)
                    : "cc", "memory"
                    );
  return !error;
}

inline
size_t atomic_add_fetch(size_t volatile *object, size_t operand) {
  for (;;) {
    size_t oldval = arm_ldrex(object);
    size_t newval = oldval + operand;
    if (arm_strex(object, newval)) return newval;
  }
}