如何在嵌入式 ANSI C 中制作锁/临界区？

Question

我有这样的代码：（非常简化的代码）

// This is code for Microchip 8-bit microcontroller, XC8 compiler (GCC based)

#define TIMER_COUNT 8;
volatile uint16_t timer_values[TIMER_COUNT];
volatile uint16_t timer_max_values[TIMER_COUNT];

// executes every 100ms
void timer1_interrupt_handler()
{
    for (uint8_t i = 0; i < TIMER_COUNT ; i++){
        timer_values[i];
    }
}

void main(){

    // (...) some initialization, peripherial and interrupt handler setup

    while(1){
        for (uint8_t i = 0; i < TIMER_COUNT ; i++) {

            // what if interrupt happens in the middle of comparison?
            if (timer_values[i] >= timer_max_values[i]) 
            {
                 timer_values[i] = 0;   // reset timer
                 executeTimerElapsedAction(i);
            }

        }
    }
}

问题是这是 8 位微控制器，当中断发生在 16 位变量的非原子操作中间时：

timer_values[i] >= timer_max_values[i]

或者这个：

timer_values[i] = 0;

有可能 uint16_t 的一半将被中断处理程序重写，一切都搞砸了。

这不是 RTOS，所以我没有内置锁。

我能做什么？如何从头开始制作锁？

我正在考虑像这样创建 "critical section"：

GlobalInterruptsDisable();     // enter critical section

if (timer_values[i] >= timer_max_values[i]) 
{
    timer_values[i] = 0;   // reset timer
    GlobalInterruptsEnable();     // exit critical section
    executeTimerElapsedAction(i);
}

但是我担心我会同时跳过一些中断（我正在使用 2 个定时器、2 个 UART 和 I2C 中断）并且其他东西会搞砸。

补充问题：

如果我禁用中断大约 20-30 个处理器周期，然后一些数据到达 UART - 我将跳过此数据或中断处理程序将在我启用中断后稍后执行？

Answer 1

您可以为停止中断的保存参数副本编写一个函数，进行复制然后重新启动中断。

#define protectedXfer(destination, source) protectedMemcpy(&(destination), \
                                                          &(source), \
                                                          sizeof(destination))

void protectedMemcpy(void *destination, const void *source, size_t num)
{
    int volatile oldIpl;
    oldIpl = SRbits.IPL;
    SRbits.IPL2 = 1; // If an Interrupt occurs here
    SRbits.IPL1 = 1; // the IPL bits are saved/restored
    SRbits.IPL0 = 1; // from the stack
    memcpy(destination, source, num);
    SRbits.IPL = oldIpl;
}

知道您可以从您的计时器值进行保存传输并在之后进行检查。

protectedXfer(destinaion, source);

如何在嵌入式 ANSI C 中制作锁/临界区？

How to make lock / critical section in embedded ANSI C?

c99

microchip

critical-section

xc8

ansi-c