请问：C整形变量赋数值、++、--等是不是原子操作？

prince2010 · 发表于 2017-5-22 19:32:11

就是如同下面的例子：

int i;

i = 123;
i++;
i--;

诸如此类......

liufabing · 发表于 2017-5-22 19:44:09

这个也和芯片有关系吧.

落叶知秋 · 发表于 2017-5-22 19:45:27

据我所知，i++和i--不是原子操作，被坑过

laoshuhunya · 发表于 2017-5-22 20:21:47

这题目出的不错~~

dr2001 · 发表于 2017-5-22 20:27:46

依赖于体系结构和编译器，不一定是原子操作。

wye11083 · 发表于 2017-5-22 20:29:14

dr2001 发表于 2017-5-22 20:27
依赖于体系结构和编译器，不一定是原子操作。

一定不是。因为atom操作必须先raise内存barrier。

snoopyzz · 发表于 2017-5-22 20:45:53

wye11083 发表于 2017-5-22 20:29
一定不是。因为atom操作必须先raise内存barrier。

stm8系列里用cosmic编译器, 8位和16位变量都是原子操作++ --,不会因为中断而得到中间值

wye11083 · 发表于 2017-5-22 20:47:34

snoopyzz 发表于 2017-5-22 20:45
stm8系列里用cosmic编译器, 8位和16位变量都是原子操作++ --,不会因为中断而得到中间值 ...

这操作是单指令周期的。。。不涉及分拆

snoopyzz · 发表于 2017-5-22 20:52:21

wye11083 发表于 2017-5-22 20:47
这操作是单指令周期的。。。不涉及分拆

对呀, 所以别说一定不是...要分具体芯片, 变量情况 , 编译器

dr2001 · 发表于 2017-5-22 20:55:36

wye11083 发表于 2017-5-22 20:29
一定不是。因为atom操作必须先raise内存barrier。

呵呵，不要那么绝对。
简单MCU核，非Load/Store的，不一定有那么复杂。

E.g. C51，INC/DEC @Ri，间址直接操作idata。

落叶知秋 · 发表于 2017-5-22 20:57:53

楼上说的对，我被坑的是ARM的32位处理器的编译器

takashiki · 发表于 2017-5-23 06:43:33

落叶知秋发表于 2017-5-22 20:57
楼上说的对，我被坑的是ARM的32位处理器的编译器

哈哈，什么叫高级精简指令集？就是比一般精简指令集还要高级，看起来理所当然的东西到这里并不完全适用，可能会给拆得七零八落。
一个简单的自增，可能都需要先LDR地址，然后LDR或MOV数据，然后++，然后STR数据。要是没有专门的访问指令访问非32位的变量，还有额外的逻辑操作。要是硬件不支持非对齐访问，软件访问非对齐数据时额外加的东西就更多了，反汇编出来一大片。

prince2010 · 发表于 2017-5-23 08:08:23

落叶知秋发表于 2017-5-22 20:57
楼上说的对，我被坑的是ARM的32位处理器的编译器

我用的是cortex M3 内核，请问有什么办法？

比如在主程序和中断中都要操作某个全局变量。

zhugean · 发表于 2017-5-23 08:30:24

C语言是不保证原子性的，最好的办法是看汇编

prince2010 · 发表于 2017-5-23 08:35:48

zhugean 发表于 2017-5-23 08:30
C语言是不保证原子性的，最好的办法是看汇编

没错

可是我是希望能用C语句来保证全局变量互斥操作

请问有没有办法？

security · 发表于 2017-5-23 08:39:20

prince2010 发表于 2017-5-23 08:08
我用的是cortex M3 内核，请问有什么办法？

比如在主程序和中断中都要操作某个全局变量。 ...

进入中断临界区。

落叶知秋 · 发表于 2017-5-23 08:59:26

prince2010 发表于 2017-5-23 08:08
我用的是cortex M3 内核，请问有什么办法？

比如在主程序和中断中都要操作某个全局变量。 ...

看以前讨论过这个技术问题的帖子吧：
https://www.amobbs.com/forum.php?mod=viewthread&tid=5664521

654705188 · 发表于 2017-5-23 09:51:00

这个帖子不错，我也一直思考这个问题

prince2010 · 发表于 2017-5-23 10:05:46

security 发表于 2017-5-23 08:39
进入中断临界区。

具体怎么搞？
STM32,M3内核

security · 发表于 2017-5-23 12:00:19

prince2010 发表于 2017-5-23 10:05
具体怎么搞？
STM32,M3内核

就是：volatile + 关开中断。
我之前说的可能文绉绉了。

zhugean · 发表于 2017-5-23 12:29:08

prince2010 发表于 2017-5-23 08:35
没错

可是我是希望能用C语句来保证全局变量互斥操作

据我的了解,cm3的8、32bit变量操作就是天生就是原子的

EMC菜鸟 · 发表于 2017-5-23 12:47:03

楼主这个显然主要跟芯片有关系、然后是编译器！
首先得看编译器把这个变量存哪里，然后得看芯片有没有直接指令支持对这个RAM增一或减一的操作。

canspider · 发表于 2017-5-23 13:09:57

现在的处理器还有cache，多核之类的
就算是能够用一条指令对内存进行++，--运算
也得看是不是真的“落在了”那片内存上

zstein · 发表于 2017-5-23 14:58:06

与芯片有关。也与编译器有关。与数据类型也有关。

flamma · 发表于 2017-5-23 16:56:10

原子的操作的实现是有的，叫做LOCK-FREE，基本上就是基于CAS或者 Fetch And xxx来实现的。很多编译器和CPU架构对原子操作都有实现。比如GCC里面的__sync_add_and_fetch和__sync_sub_and_fetch，这两个就是原子性的加1和减1。 windows平台的Interlocked系列，比如InterlockedAdd就是原子性的加1.还有C++的STL里面atomic类。

flamma · 发表于 2017-5-23 17:11:55

另外ARM系列也有atomic系列的函数。有些ARM架构的atomic实现里面就有开关中断，有些架构的实现就不会开关中断。比如M0,M3,M4的实现：

#define ATOMIC_OP(asm_op, a, v) do { \
uint32_t reg0; \
\
__asm__ __volatile__(" cpsid i\n" \
      " ldr  %0, [%1]\n" \
      #asm_op" %0, %0, %2\n" \
      " str  %0, [%1]\n" \
      " cpsie i\n" \
      : "=&b" (reg0) \
      : "b" (a), "r" (v) : "cc"); \
} while (0)

static inline void atomic_add(uint32_t volatile *addr, uint32_t value)
{
ATOMIC_OP(add, addr, value);
}
static inline void atomic_sub(uint32_t volatile *addr, uint32_t value)
{
ATOMIC_OP(sub, addr, value);
}

这里就看出这样的好处是多并发的程序不需要频繁的开关中断和lock/unlock，会有很大的性能提升。同样可以看出，指令上还是有开销的。

myxiaonia · 发表于 2017-5-23 18:22:49

flamma 发表于 2017-5-23 16:56
原子的操作的实现是有的，叫做LOCK-FREE，基本上就是基于CAS或者 Fetch And xxx来实现的。很多编译器和CPU ...

好像就是这个，可以贴贴实现代码，用了互斥访问指令

prince2010 · 发表于 2017-6-1 16:28:58

security 发表于 2017-5-23 12:00
就是：volatile + 关开中断。
我之前说的可能文绉绉了。

是这两个吗——

__set_PRIMASK(1);//关总中断

__set_PRIMASK(0);//开总中断

security · 发表于 2017-6-1 18:17:50

prince2010 发表于 2017-6-1 16:28
是这两个吗——

__set_PRIMASK(1);//关总中断

是的。。

prince2010 · 发表于 2017-6-1 19:22:34

security 发表于 2017-6-1 18:17
是的。。

prince2010 · 发表于 2017-6-1 19:49:03

落叶知秋发表于 2017-5-22 19:45
据我所知，i++和i--不是原子操作，被坑过

不知道你是怎么被坑的，可以发个例程吗？

mon51 · 发表于 2017-6-2 08:40:28

这个问题20多年前就谈论过，反汇编看看代码就知道了。

chendaon · 发表于 2017-6-2 08:48:21

做临界代码保护吧，一般人多掉过这个坑

chendaon · 发表于 2017-6-2 08:53:49

在AVR的年代，读16bit的数据是多周期的，由于读取中断变量没有做临界保护，掉过一次坑，

prince2010 · 发表于 2017-6-2 09:24:15

chendaon 发表于 2017-6-2 08:48
做临界代码保护吧，一般人多掉过这个坑

可是这种现象又不好复现.

prince2010 · 发表于 2017-6-2 09:29:42

mon51 发表于 2017-6-2 08:40
这个问题20多年前就谈论过，反汇编看看代码就知道了。

仿真看了一下，一个++操作确实对应有好几条汇编语句......

liupeng08305 · 发表于 2017-6-2 09:44:34

mon51 发表于 2017-6-2 08:40
这个问题20多年前就谈论过，反汇编看看代码就知道了。

赞！！

请问：C整形变量赋数值、++、--等是不是原子操作？

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