理解原子语句与关键词atomic

中断引入了一个问题：程序需要一种方法来执行代码片段并使代码片段不会被抢占。nesC语言通过atomic语句提供了这种功能。

例4.5：

atomic程序块允许变量可以在原子状态下进行读和写。实际上，在当前所有的mote平台上，atomic语句是通过禁止中断来实现原子性的。理论上，一个nesC的执行允许incrementA和incrementC在代码片段中互相抢占对方，这是因为它们访问不同的变量。

例4.6：

1）

2）

然而，在实际执行时nesC是棘手的，因为它开销大、与I/O设备交互困难。因此，应假设atomic语句禁止中断。(www.xing528.com)

nesC中atomic语句用于检查变量是否有合适的保护，并在没有合适保护的情况下发出警告。例如，在例4.6中若b和c没有在atomic语句中，nesC将会因为可能的自我抢占而发出警告。如果一个变量是由异步函数访问的，那这个变量必须受atomic语句保护。如果一个不包含atomic语句的函数经常被有atomic语句的函数调用，则编译器不会发出警告。

虽然可以通过在代码中使用atomic语句使数据竞争不被发出警告，但这么做时应考虑以下两个方面。一方面，围绕atomic语句禁止中断和使能中断会带来CPU开销，因此应最小化禁止和使能中断的次数。另一方面，较短的atomic语句使中断有更少的时延，这样可改善系统的并发性。确定atomic语句的运行时间是一个棘手的问题，特别是在一个组件不得不调用另一个组件时。

例4.7：

ATmege128 SPI总线的实现有一个资源仲裁器对总线访问进行管理。仲裁器允许不同的用户请求资源（总线）并在所请求的资源被授予时通知它们。然而，SPI总线不希望明确仲裁策略（如先到先服务或者基于优先级），所以它必须绑定一个仲裁器。这种分解涉及能量管理。SPI在没有用户时自行关闭，不需要调用仲裁器。这意味着SPI必须用atomic语句来查看是否调用仲裁器，若没有，则自行关闭。

这种情况下，调用inUse所需时间应该非常短（实际上它可能只是读一个状态变量）。如果某一个应用绑定了仲裁器，它的inUse命令耗时1ms，那么就可能带来一些问题。实现过程中，通常假定调用inUse命令几乎不耗时，在例4.7中就做了这样的假定。