ARM 32 位 MCU 上的原子 64 位计数器，无锁

Question

在 ARM Cortex M 32 位上，在 C 下，我需要维护一个 64 位计数器。我想避免竞争条件，例如：

start:
         count = 0x00000000 ffffffff
threadA: increment count_low
         count = 0x00000000 00000000
threadB: increment count_low
         count = 0x00000000 00000001
threadA: if (!count_low) increment count_high
         count = 0x00000000 00000001
threadB: if (!count_low) increment count_high
         count = 0x00000000 00000001

这是一个简单的计数器，只有两种使用方式：1. 读取 val 和 2. 递增。

在 ARM 汇编中，无需引入任何锁即可通过

LDREX

和

STREX

完成此操作。但是，我想避免汇编并使用 C。

最好的方法是简单地使用

atomic_uint_least64_t

吗？这行得通吗？

当我尝试制作计数器

atomic_uint_least64_t

时，出现链接器错误

undefined reference to

__atomic_load_8'

, and when I try adding 

-latomic

, I get 

找不到“-latomic：”没有这样的文件或目录`。

我在 Linux 上使用

arm-none-eabi-gcc

来交叉编译 Cortex M。

Answer 1

只需使用

stdatomic.h

原语。对于任何拱门，他们都会“做正确的事情”。并且，代码将被内联。 对于手臂，他们可能会使用

ldrex

。他们可能会使用

dmb

作为记忆屏障。但是，他们也可能使用

ldaxr

这是一个示例程序：

---

#include <stdatomic.h>

unsigned long long ctr;

void
ctrinc(void)
{

    atomic_fetch_add(&ctr,1);
}

这是组装：

    .arch armv8-a
    .file   "atom64.c"
    .text
    .comm   ctr,8,8
    .align  2
    .global ctrinc
    .type   ctrinc, %function
ctrinc:
    adrp    x0, :got:ctr
    ldr x0, [x0, #:got_lo12:ctr]
.L2:
    ldaxr   x1, [x0]
    add x1, x1, 1
    stlxr   w2, x1, [x0]
    cbnz    w2, .L2
    nop
    ret
    .size   ctrinc, .-ctrinc
    .ident  "GCC: (Ubuntu/Linaro 7.5.0-3ubuntu1~18.04) 7.5.0"
    .section    .note.GNU-stack,"",@progbits

一些资源：

---

ARM64：LDXR/STXR 与 LDAXR/STLXR
LDAXR 和 LDREX 有什么区别