添加原子操作到4.0.2版本

发布于 2023-09-06 10:21:22 浏览：1426 订阅该版

[tocm]

## 	0. 概述
原子操作很好用，在两三个小线程要同步变量时，不占用中断，也不过度占用资源。如果使用Mutex等并发原语进行这些优化，虽然可以解决问题，但是这些并发原语的实现逻辑比较复杂，对性能还是有一定的影响的。atomic包提供的方法会提供内存屏障的功能，atomic不仅仅可以保证赋值的数据完整性，还能保证数据的可见性，一旦一个核更新了该地址的值，其它处理器总是能读取到它的最新值。
原子操作常用的三个操作有load,store,exchange。load方法会取出addr地址中的值；store方法会把一个值存入到指定的addr地址中；如果不需要比较旧值，只是比较粗暴地替换的话，就可以使用exchange方法，它替换后还可以返回旧值。
但是原子操作只有5.0.0版本上面才有，基于现有工程使用升级内核不太现实，所以要添加一下。现在的版本是4.0.2,芯片为stm32f407,以下均为在rt-thread文件夹下的更改。
## 	1. 增加文件
增加/libcpu/arm/commom/atomic_arm.c，增加/include/rtatomic.h，添加arm硬件原子操作源文件。附件增加了arm的文件，也可以从5.0版本拉下来，其他架构添加对应的。
[rtatomic.h](https://club.rt-thread.org/file_download/d54ec1dd03f4ad66)
[atomic_arm.c](https://club.rt-thread.org/file_download/fa7c1fc5860cce68)
## 	2. 修改rtdef.h
增加代码段，添加原子操作定义
```c
#if !defined(__cplusplus)
#if defined(RT_USING_STDC_ATOMIC)
    #include <stdatomic.h>
    typedef atomic_size_t rt_atomic_t;
#elif defined(RT_USING_HW_ATOMIC)
    typedef volatile rt_base_t rt_atomic_t;
#else

/* To detect std atomic */
    #if defined(RT_USING_LIBC) && defined(__GNUC__) && !defined(__STDC_NO_ATOMICS__)
        #include <stdatomic.h>
        typedef atomic_size_t rt_atomic_t;
    #else
        typedef volatile rt_base_t rt_atomic_t;
    #endif /* __GNUC__ && !__STDC_NO_ATOMICS__ */

#endif /* RT_USING_STDC_ATOMIC */
#endif /* __cplusplus */
```
## 	3. 修改rtatomic.h
增加一段头文件包含，这样#defined(RT_USING_HW_ATOMIC)才能识别到
```c
#include <rtthread.h>
```
## 	4. 修改libcpu/Kconfig
增加芯片硬件原子操作定义RT_USING_HW_ATOMIC
```c
config RT_USING_HW_ATOMIC
    bool
    default n

config ARCH_ARM
    bool

config ARCH_ARM_CORTEX_M
    bool
    select ARCH_ARM

config ARCH_ARM_CORTEX_FPU
    bool

config ARCH_ARM_CORTEX_M0
    bool
    select ARCH_ARM_CORTEX_M

config ARCH_ARM_CORTEX_M3
    bool
    select ARCH_ARM_CORTEX_M
    select RT_USING_HW_ATOMIC

config ARCH_ARM_MPU
    bool
    depends on ARCH_ARM

config ARCH_ARM_CORTEX_M4
    bool
    select ARCH_ARM_CORTEX_M
    select RT_USING_HW_ATOMIC

config ARCH_ARM_CORTEX_M7
    bool
    select ARCH_ARM_CORTEX_M
    select RT_USING_HW_ATOMIC

config ARCH_ARM_CORTEX_R
    bool
    select ARCH_ARM
    select RT_USING_HW_ATOMIC

config ARCH_ARM_MMU
    bool
    depends on ARCH_ARM

config ARCH_ARM_ARM9
    bool
    select ARCH_ARM

config ARCH_ARM_ARM11
    bool
    select ARCH_ARM