概述

基本概念

在支持多任务的操作系统中，修改一块内存区域的数据需要“读取-修改-写入”三个步骤。然而同一内存区域的数据可能同时被多个任务访问，如果在修改数据的过程中被其他任务打断，就会造成该操作的执行结果无法预知。

使用开关中断的方法固然可以保证多任务执行结果符合预期，但这种方法显然会影响系统性能。

ARMv6架构引入了LDREX和STREX指令，以支持对共享存储器更缜密的非阻塞同步。由此实现的原子操作能确保对同一数据的“读取-修改-写入”操作在它的执行期间不会被打断，即操作的原子性。

运作机制

Huawei LiteOS通过对ARMv6架构中的LDREX和STREX进行封装，向用户提供了一套原子操作接口。

• LDREX Rx, [Ry]

  读取内存中的值，并标记对该段内存为独占访问：

  • 读取寄存器Ry指向的4字节内存数据，保存到Rx寄存器中。
  • 对Ry指向的内存区域添加独占访问标记。

• STREX Rf, Rx, [Ry]

  检查内存是否有独占访问标记，如果有则更新内存值并清空标记，否则不更新内存：

  • 有独占访问标记
    1. 将寄存器Rx中的值更新到寄存器Ry指向的内存。
    2. 标志寄存器Rf置为0。
  • 没有独占访问标记
    1. 不更新内存。
    2. 标志寄存器Rf置为1。
• 判断标志寄存器
  • 标志寄存器为0时，退出循环，原子操作结束。
  • 标志寄存器为1时，继续循环，重新进行原子操作。