C原子读取修改写入

Question

在C语言中是否有用于原子读取-修改-写入的函数？我想要在单个原子块中读取一个值，然后将其设置为0。

对于C ++，有std::atomic :: exchange（）正是我要找的东西。在C中是否有类似的内容？

以下是代码：

void interruptHandler(void) {
    /* Callback attached to 3rd party device driver, indicating hardware fault */
    /* Set global variable bit masked flag to indicate interrupt */
    faultsBitMask |= 0x1;
}

void auditPoll(*faults) {
    *faults = faultsBitMask;
    /* !!! Need to prevent interrupt pre-empt here !!! */
    /* Combine these two lines to a single read-modify-write? */
    faultsBitMask = 0;
}

目标架构是PowerPC。

感谢您的帮助！

- Splaty

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C11标准添加了原子操作。如果你的编译器足够新，你可以使用它们。 - Some programmer dude

C11原子类型和操作已经与C++11规范一起指定。它们应该在C和C++之间具有二进制兼容性。 - Jens Gustedt

感谢@Someprogrammerdude和@JensGustedt！ - Splaty

Answer 1

是的，<stdatomic.h>头文件包含一个类型通用的函数atomic_exchange，它与C++版本非常相似：

_Atomic int n = 10;

#include <stdatomic.h>

int main(void) { return atomic_exchange(&n, 0); }

- Kerrek SB

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这并不是全部，当涉及到信号处理程序中的原子操作时需要特别小心。而且，对于你正在做的事情，你真的不需要原子交换，请参考我的答案。 - Jens Gustedt

@JensGustedt：嗯，这就是OP要求的。她没有说这是用于信号处理程序。 - Kerrek SB

Answer 2

似乎您想在信号处理程序中使用原子操作。如果 C11 原子类型是“无锁”的，那么它们可以做到这一点，但通常不是这样的。您可以使用 ATOMIC_INT_LOCK_FREE 来测试 int 的锁定情况。

对于您的情况，您甚至不需要原子交换函数。在原子变量上进行简单的读写操作可能已经足够了。

faultsBitMask |= 0x1;

这将始终是一个原子读取-修改-写入操作。

- Jens Gustedt

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这是否取决于操作系统？语言本身是否没有在信号处理程序周围指定任何缓存失效的内容？ - Grady Player

是的，只要宏定义表明您的数据类型是无锁的，这就是与平台无关的。 - Jens Gustedt

嗨Jens，这不是用于信号处理程序。interruptHandler（）是来自第三方Broadcom SDK的回调。当Broadcom硬件设备出现故障并指示故障时，它会触发。 - Splaty

@Splaty，更好的是，这样你就不必检查无锁并将变量标识为“_Atomic”，这应该是您需要对代码进行的唯一更改。 - Jens Gustedt

嗯，我认为我仍然需要使用atomic_exchange()来进行读取和清除，对吧？{ *faults = faultsBitMask; faultsBitmask = 0; } - Splaty

Answer 3

如果你正在使用GCC，可以尝试使用GCC内建函数__atomic_exchange 或 __atomic_compare_exchange_n。

- jerry73204