在RT-Thread中使用Atomic

[BernardXiong]

当需要高性能时，atomic操作，无锁操作是至关重要的。在RT-Thread中引入atomic可以是这样：

• 引入几个配置条件宏
  • RT_USING_HW_ATOMIC - 使用hardware层实现的atomic
  • RT_USING_STD_ATOMIC - 使用stdatomic.h中实现的atomic
  • 以上两者都不定义，则采用开关中断方式的软实现

rtdef.h中

#if defined(RT_USING_STD_ATOMIC)
#include <stdatomic.h>
typedef atomic_size_t rt_atomic_t;
#else
typedef volatile rt_base_t rt_atomic_t;
#endif

rtthread.h中

#if defined(RT_USING_HW_ATOMIC)
#define rt_atomic_add(ptr, v) rt_hw_atomic_add(ptr, v)
/* 宏定义到libcpu下的hw_atomic实现 */
#elif defined(RT_USING_STD_ATOMIC)
#define rt_atomic_add(ptr, v) atomic_fetch_add(ptr, v)
/* 宏定义到c11中的atomic实现 */
#else
#endif

具体实现，开关中断方式软实现 atomic.c in rt-thread/src

否则，

• RT_USING_HW_ATOMIC => 使用cortex-m/a/riscv下的hw_atomic.c实现
• RT_USING_STD_ATOMIC => 使用libc中的C11 atomic实现；

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参考PR

• [draft] add c11 atomic #6931
• add atomic support. #6197

[mysterywolf]

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[BernardXiong]

c11的atomic详细说明：

https://github.com/zenny-chen/C11-atomic-operations-in-detail

对于RT-Thread来说，atomic类型会取atomic_size_t，即和处理器位宽相关的类型（标准类型对应到size_t）。

#include <stdatomic.h>
typedef atomic_size_t                   rt_atomic_t;

#define rt_atomic_add(ptr, v)           atomic_fetch_add(ptr, v)
#define rt_atomic_sub(ptr, v)           atomic_fetch_sub(ptr, v)
#define rt_atomic_or(ptr, v)            atomic_fetch_or(ptr, v)
#define rt_atomic_xor(ptr, v)           atomic_fetch_xor(ptr, v)
#define rt_atomic_and(ptr, v)           atomic_fetch_and(ptr, v)
#define rt_atomic_cas(ptr, v, d)        atomic_compare_exchange_strong(ptr, v, d)

#define rt_atomic_set(ptr, v)           atomic_store(ptr, v)
#define rt_atomic_get(ptr)              atomic_load(ptr)

对于size_t来说，后续也需要在rt_kprintf中加入%zd的支持。