兩個(gè)線程讀寫1個(gè)變量需要保護(hù)嗎?一個(gè)是中斷任務(wù)，一個(gè)是普通任務(wù)

ID:885416 · 發(fā)表于 2022-3-30 21:43

比如一個(gè)變量，有兩個(gè)線程讀寫，比如說一個(gè)是中斷任務(wù)，一個(gè)是普通任務(wù)，直接用volatile行嗎？

ID:883242 · 發(fā)表于 2022-3-30 23:13

這就是原子操作的概念。
以八位機(jī)為例，主循環(huán)：
int i;
i++;
對于8位機(jī)i是16位的，這個(gè)i++會分解成兩個(gè)操作：
i.low++;
i.high+=CY;
設(shè)i=255，那么實(shí)際操作就是：
i.low++; //i.low=0
i.high+=CY; //i.high=1
這個(gè)代碼正常工作的話，i++的結(jié)果將是i=0x100也就是i=256，這個(gè)結(jié)果是正確的。

但是如果某個(gè)中斷程序也要讀取i的值，在i.low++之后發(fā)生了中斷，那么中斷讀到的i的值將是一個(gè)極其不合理的0！這會導(dǎo)致中斷處理程序發(fā)生異常操作！

所以，只要不是原子操作，主循環(huán)和中斷共享變量的話，一定要關(guān)閉中斷防止非原子操作被中斷打斷！上面代碼正確的寫法是：

IE=0; //關(guān)中斷
i++;
IE=1; //開中斷

ID:885416 · 發(fā)表于 2022-3-30 23:33

Hephaestus 發(fā)表于 2022-3-30 23:13
這就是原子操作的概念。
以八位機(jī)為例，主循環(huán)：
int i;

大佬，如果是32位，不存在這個(gè)高低位情況下，單片機(jī)把一個(gè)變量加1，是先把變量從內(nèi)存取出到寄存器，讓后把寄存器這個(gè)數(shù)加1，類似ADD R1 1這樣的指令，讓后放回內(nèi)存里，是這個(gè)流程嗎？

如果先從內(nèi)存取變量值為3到寄存器這個(gè)過程后，就發(fā)生了中斷，中斷里改變了內(nèi)存里這個(gè)變量的值為5，然后中斷結(jié)束，任務(wù)恢復(fù)，讓后任務(wù)把寄存器里的3加1變成4，再放回內(nèi)存，那么是不是這個(gè)變量的值就會發(fā)生錯(cuò)誤？

ID:883242 · 發(fā)表于 2022-3-31 00:37

azjdly 發(fā)表于 2022-3-30 23:33
大佬，如果是32位，不存在這個(gè)高低位情況下，單片機(jī)把一個(gè)變量加1，是先把變量從內(nèi)存取出到寄存器，讓后 ...

單一的機(jī)器指令不會被打斷，所以不需要考慮原子操作問題。

主貼我忘了回答volatile問題，加不加volatile關(guān)鍵字跟原子操作沒任何關(guān)系。

ID:123289 · 發(fā)表于 2022-3-31 08:50

只能依據(jù)你的需要判定。

ID:415064 · 發(fā)表于 2022-3-31 09:05

讀的話不需要保護(hù)，寫是要保護(hù)的，volatile也沒用

ID:401564 · 發(fā)表于 2022-3-31 15:55

贊同5樓的說法
要看你自己的需要去操作
一個(gè)普通任務(wù),一個(gè)中斷,操作同一個(gè)變量,有可能出現(xiàn)的情況就是:你要普通任務(wù)中操作到一半的時(shí)候,中斷又去對這個(gè)變量進(jìn)行操作,這就容易出現(xiàn)混亂
不管是8位機(jī)還是32位,都是一樣的,你都不知道你的代碼最后會被編譯成什么,就算是32位,你也不能保證你的代碼是一個(gè)時(shí)鐘就能完成的
所以,只能根據(jù)你自己的需要來操作

ID:1012747 · 發(fā)表于 2022-3-31 16:04

中斷會導(dǎo)致掛起當(dāng)前操作，從正常設(shè)計(jì)上來說你這個(gè)一般是需要去讀當(dāng)前這個(gè)變量的，寫的話一般設(shè)計(jì)階段就得避免了，至于你描述的情況，除非你設(shè)計(jì)的時(shí)候就要做這樣的操作，否則就是設(shè)計(jì)上的bug。
這個(gè)應(yīng)該按照樓上幾位大佬說的，根據(jù)你自己的需求從設(shè)計(jì)上進(jìn)行操作。
然后是volatile的限定符的目的是警告編譯器不要進(jìn)行假定的優(yōu)化。主要是為了避免編譯器優(yōu)化導(dǎo)致莫名其妙的問題的。
所以，最后就又回到你的需求上了。

ID:883242 · 發(fā)表于 2022-4-1 17:26

Y_G_G 發(fā)表于 2022-3-31 15:55
贊同5樓的說法
要看你自己的需要去操作
一個(gè)普通任務(wù),一個(gè)中斷,操作同一個(gè)變量,有可能出現(xiàn)的情況就是:你 ...

以我在沙發(fā)位的8位機(jī)例子為例，如果i是char型的，那么i++就是原子操作，無需保護(hù)，主循環(huán)可以隨便改，中斷也可以隨便讀。

什么是原子操作？原子操作只有2種狀態(tài)，一種是沒做，一種是做完了，看不到正在做的狀態(tài)。你連代碼會編譯成什么都不知道還是不要誤導(dǎo)他人了。

ID:401564 · 發(fā)表于 2022-4-1 17:30

Hephaestus 發(fā)表于 2022-4-1 17:26
以我在沙發(fā)位的8位機(jī)例子為例，如果i是char型的，那么i++就是原子操作，無需保護(hù)，主循環(huán)可以隨便改，中 ...

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兩個(gè)線程讀寫1個(gè)變量需要保護(hù)嗎?一個(gè)是中斷任務(wù)，一個(gè)是普通任務(wù)