Я не знаю, как это сделать на ПК (если вы узнаете, вернитесь и напишите свой собственный ответ), но вам нужно то, что я называю " атомная защита доступа «.Другими словами, вам нужен механизм для принудительного атомарного доступа к данной переменной в течение заданного промежутка времени.Это означает, что вы, по сути, заставляете все потоки / процессы на мгновение приостанавливаться, в то время как 1 и только 1 поток получает доступ к переменной.Затем он выполняет свою функцию с переменной (например, читает, изменяет, записывает в нее), а затем повторно включает другие потоки, когда это сделано.Таким образом, вы гарантируете атомарный доступ к этой переменной этим потоком во время этих операций.Теперь все условия гонки решены.
Я полагаю, что в C это сильно зависит от архитектуры и опирается на функции C, написанные на встроенном коде сборки через что-то вроде ключевого слова __asm, и / или полагается на установку битов в определенных аппаратных регистрах наопределенные значения для обеспечения определенного поведения.Пример использования ключевого слова __asm: http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.100748_0606_00_en/ddx1471430827125.html.
Пример встроенного кода сборки, заключенного в функцию C:
int add(int i, int j)
{
int res = 0;
__asm ("ADD %[result], %[input_i], %[input_j]"
: [result] "=r" (res)
: [input_i] "r" (i), [input_j] "r" (j)
);
return res;
}
После того, как у вас есть "функции atomic access guard", чтобы предоставить вам атомарный доступ, вы можете сделать что-то вроде следующего:
// atomic access guard ON
// Do whatever you want here: it's all atomic now!
// Read, modify, write, etc.
// - CAUTION: NO OTHER THREADS CAN RUN DURING THIS TIME, SO GET OUT OF THIS QUICKLY
// atomic access guard OFF
В одноядерных системах, таких как микроконтроллеры, с которыми я знаком (STM32 и AVR/ Arduino), атомарный доступ обеспечивается простым отключением всех прерываний.Пример: на микроконтроллерах STM32 с ядром ARM выполните следующие действия, используя необходимые функции CMSIS (предоставляемые ARM):
// Read PRIMASK register, check interrupt status before you disable them
// Returns 0 if they are enabled, or non-zero if disabled
uint32_t prim = __get_PRIMASK();
// Disable interrupts
__disable_irq();
// Do some stuff here which can not be interrupted
// Enable interrupts back, but only if they were previously enabled (prevents nesting problems)
if (!prim)
{
__enable_irq();
}
Источник: https://stm32f4 -discovery.net / 2015/06/ how-to-правильно-enableisable-interrupts-in-arm-cortex-m /
При использовании FreeRTOS (бесплатная операционная система реального времени) , выполните следующие действия:
taskENTER_CRITICAL() // This supports nested calls, and ends up calling `portDISABLE_INTERRUPTS()` anyway.
// do your atomic access here
taskEXIT_CRITICAL()
См .: https://www.freertos.org/taskENTER_CRITICAL_taskEXIT_CRITICAL.html
При использовании микроконтроллеров с ядром AVR, таких как ATmega328 (базовый процессор Arduino Uno), выполните следующие действия:
uint8_t SREG_bak = SREG; //save global interrupt state
cli(); //clear (disable) interrupts
//atomic variable access guaranteed here
SREG = SREG_bak; //restore interrupt state
См. Мой ответ здесь: https://stackoverflow.com/a/39693278/4561887
Так что теперь вам нужно провести некоторое исследование (и, пожалуйста, отправьте ответ), о том, как применить такой принцип в C в вашей операционной системе и / или архитектуре.и / или через некоторые специальные вызовы вашего ядра или что-то в этом роде.Это может даже потребовать, чтобы вы написали собственную встроенную сборку, чтобы выполнить эту работу, а затем обернули ее в функцию C для вызова.
Я с нетерпением жду, когда вы добьетесь этого.
Обновление : Я просто покопался в исходном коде FreeRTOS, чтобы посмотреть, как они отключают прерывания, и вот чтоЯ нашел для процессора ARM Cortex M3, такого как микроконтроллеры STM32, при использовании компилятора GCC:
Из "FreeRTOSv9.0.0 / FreeRTOS / Source / portable / GCC / ARM_CM3 / portmacro.h":
#define portDISABLE_INTERRUPTS() vPortRaiseBASEPRI()
portFORCE_INLINE static void vPortRaiseBASEPRI( void )
{
uint32_t ulNewBASEPRI;
__asm volatile
(
" mov %0, %1 \n" \
" msr basepri, %0 \n" \
" isb \n" \
" dsb \n" \
:"=r" (ulNewBASEPRI) : "i" ( configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY )
);
}