Zephys OS nano内核篇：原子操作

Zephyr OS 所有的学习笔记已托管到 Github，优快云 博客里的内容只是 Github 里内容的拷贝，因此链接会有错误，请谅解。

最新的学习笔记请移步 GitHub：https://github.com/tidyjiang8/zephyr-inside

Zephyr OS 在软件层面提供了一套原子操作相关接口。其实现函数很简单，在操作原子变量前先屏蔽中断，操作完原子变量后再是使能中断。

• 类型定义
• atomic_cas
• atomic_add
• atomic_sub
• atomic_inc
• atomic_dec
• atomic_get
• atomic_set
• atomic_clear
• atomic_or
• atomic_xor
• atomic_and
• atomic_nand

类型定义

定义了两种类型，分表表示原子操作的变量和该变量的值：

typedef int atomic_t;
typedef atomic_t atomic_val_t;

atomic_cas

FUNC_NO_FP int atomic_cas(atomic_t *target, atomic_val_t old_value,
              atomic_val_t new_value)
{
    unsigned int key;
    int ret = 0;

    key = irq_lock();

    if (*target == old_value) {
        *target = new_value;
        ret = 1;
    }

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

比较并设置compare-and-set：测试原子变量 target 的值是否等于 old_value，如果相等，则将其值修改为新值 new_value，并返回 1;如果不相等，则直接返回 0。

atomic_add

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_add(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target += value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 的值增加 value，并返回 target 的原始值。

atomic_sub

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_sub(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target -= value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 的值减小 value，并返回 target 的原始值。

atomic_inc

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_inc(atomic_t *target)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    (*target)++;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 的值自增 1，并返回 target 的原始值。

atomic_dec

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_dec(atomic_t *target)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    (*target)--;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 targe 的值自减 1，并返回 target 的原始值。

atomic_get

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_get(const atomic_t *target)
{
    return *target;
}

获取原子变量 target 的值。

atomic_set

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_set(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target = value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

设置原子变量 target 的值为新值 value，并返回 target 的原始值。

atomic_clear

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_clear(atomic_t *target)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target = 0;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 的值清零，并返回 target 的原始值。

atomic_or

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_or(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target |= value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 与值 value 进行按位或操作，并返回 target 的原始值。

atomic_xor

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_xor(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target ^= value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 与值 value 进行按位异或操作，并返回 target 的原始值。

atomic_and

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_and(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target &= value;

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 与值 value 进行按位与操作，并返回 target 的原始值。

atomic_nand

FUNC_NO_FP atomic_val_t atomic_nand(atomic_t *target, atomic_val_t value)
{
    unsigned int key;
    atomic_val_t ret;

    key = irq_lock();

    ret = *target;
    *target = ~(*target & value);

    irq_unlock(key);

    return ret;
}

将原子变量 target 与值进行按照与操作，再按位取反操作，并返回 target 的原始值。