MCU上的無(wú)鎖原子讀操作
我們使用RTOS或裸機狀態(tài)編程時(shí),必然需要一個(gè)全局時(shí)鐘基準,通常是在一個(gè)定時(shí)器中斷中累加實(shí)現,簡(jiǎn)化代碼如下:
static unsigned long volatile __jiffies = 0; /* 全局時(shí)鐘基準節拍累加器 */
ISR_TIMER() /* 定時(shí)中斷服務(wù)函數 */
{
++__jiffies;
/* 其它代碼...: */
}
對于其中的__jiffies變量,就是全局時(shí)間基準,程序中其它地方都會(huì )對其進(jìn)行原子讀操作來(lái)判斷時(shí)間,典型的接口實(shí)現如下:
unsigned long get_jiffies(void)
{
unsigned long tmp;
CLOCK_IRQ_DIS(); /* 關(guān)定時(shí)中斷 */
tmp = __jiffies;
CLOCK_IRQ_EN(); /* 開(kāi)定時(shí)中斷 */
return tmp;
}
請注意,其中關(guān)于對中斷的開(kāi)關(guān)是對該定時(shí)中斷中所有代碼會(huì )帶來(lái)影響。如果在RTOS中,關(guān)中斷的時(shí)間是一種重要性能指標,決定了整個(gè)系統的中斷快速響應能力。
根據各位朋友提出情況,進(jìn)行說(shuō)明:
1、有朋友認為讀操作沒(méi)必要關(guān)中斷.
這個(gè)顯然不可能,當你讀了32位變量任何一個(gè)字節的時(shí)候,剩下的7個(gè)字節都可能改變。
2、認為在中斷函數建立數據拷貝
這個(gè)理由同上,無(wú)論如何復制,都難以避免讀的瞬間數據被破壞
3、建立單字節原子鎖
該體系必須支持測試清零指令,而且就算支持。如果中斷里發(fā)現鎖被占有了,那這個(gè)周期還能進(jìn)行+1操作么?無(wú)論是用變量緩存還是丟棄,所記時(shí)間都不準了。
實(shí)現如下:
unsigned long get_jiffies(void)
{
unsigned long tmp;
do {
tmp = __jiffies;
} while(tmp != __jiffies);
return tmp
}
簡(jiǎn)單得大家可能都不相信,可以滿(mǎn)足任何MCU架構完成如上對__jiffies變量的操作(必須單核),大家可以仔細想想。
無(wú)鎖單讀單寫(xiě)隊列是MCU上經(jīng)常用的,對中斷通信接口的緩沖非常方便可靠。以此為基礎,可跨平臺實(shí)現。
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