


Wie implementiert man effizient einen 64-Bit-Atomz?hler mit nur 32-Bit-Atomz?hlern?
Dec 17, 2024 am 08:38 AMImplementieren eines 64-Bit-Atomz?hlers mit 32-Bit-Atomics
In eingebetteten Systemen wird ein 64-Bit-Atomz?hler mit nur 32 erstellt -Bit-Atomwerte sind h?ufig erforderlich. Ein g?ngiger Ansatz besteht darin, einen Generationsz?hler zu nutzen, wobei das niedrigstwertige Bit als Lesesperre dient. Es stellt sich jedoch die Frage, ob es andere m?gliche Methoden gibt und ob die vorgeschlagene Implementierung optimal ist.
Alternative Ans?tze
Die empfohlene Implementierung ist ein praktikabler Ansatz, aber es gibt sie Zu berücksichtigende alternative Methoden:
- SeqLock-Muster: Diese Technik verwendet eine monoton steigende Zahl Generationsz?hlung mit abwechselnd ungeraden und geraden Werten. Die Leseger?te drehen sich, bis die Generationszahl stabil ist und das Lesesperrbit (niederwertigstes Bit) nicht gesetzt ist. Diese Methode bietet eine verbesserte Leistung in Szenarien mit mehreren Lesern, aber nur einem einzigen Autor.
- Direkte 64-Bit-Atomar-Operationen: Auch wenn dies weniger verbreitet ist, unterstützen einige Systeme m?glicherweise 64-Bit-Atomar-Operationen nativ. In solchen F?llen kann die direkte Verwendung atomarer Operationen für beide H?lften des 64-Bit-Z?hlers die Notwendigkeit von Sperren oder Sequenzz?hlern überflüssig machen.
Designüberlegungen
Bezüglich der bereitgestellten Implementierung gibt es einige Bereiche, die optimiert werden k?nnen:
- Atomic Read-Modify-Write (RMW) für die Generationsanzahl: Anstatt atomare RMW-Operationen für die Generationsanzahl zu verwenden, ist es m?glich, reine Lade- und Speichervorg?nge mit Release-Reihenfolge zu verwenden. Diese ?nderung reduziert den mit RMW-Vorg?ngen verbundenen Overhead.
- Atomeres Inkrement für Nutzlast: Es ist nicht erforderlich, atomares RMW für die Erh?hung der Nutzlast zu verwenden; reine Ladungen, Inkremente und Speicherungen genügen. Diese ?nderung reduziert den Aufwand für die Wartung des Z?hlers weiter.
Zus?tzliche überlegungen
- Anweisungen zum ARM-Ladepaar: Einige ARM-Architekturen unterstützen effiziente Ladepaaranweisungen (z. B. ldrd oder ldp), die gleichzeitig beide 32-Bit-H?lften von a laden k?nnen 64-Bit-Wert. Die Nutzung dieser Anweisungen kann die Leistung verbessern.
- Compiler-Optimierungen: Compiler generieren m?glicherweise nicht immer optimalen Code für atomare Operationen auf gro?en Strukturen wie uint64_t. Die Vermeidung des atomaren Zugriffs auf solche Strukturen und die Verwendung flüchtiger Schlüsselwort- und Speicherbarrieren kann zu effizienterem Code führen.
Fazit
Die vorgeschlagene Technik zum Erstellen eines 64-Bit-Atomz?hlers unter Verwendung von 32-Bit-Atomz?hlern ist insbesondere in Szenarien mit einem einzelnen Schreiber und mehreren Lesern geeignet. In bestimmten Situationen k?nnen jedoch andere Optionen wie das SeqLock-Muster oder direkte atomare 64-Bit-Operationen besser geeignet sein. Durch die Berücksichtigung der skizzierten Designüberlegungen und die Erkundung zus?tzlicher Optimierungen k?nnen Programmierer die Effizienz ihrer Implementierungen weiter verbessern.
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STD :: CHRONO wird in C verwendet, um die Zeit zu verarbeiten, einschlie?lich des Erhaltens der aktuellen Zeit, der Messung der Ausführungszeit, der Betriebszeit und -dauer und der Formatierungsanalysezeit. 1. Verwenden Sie std :: chrono :: system_clock :: Now (), um die aktuelle Zeit zu erhalten, die in eine lesbare Zeichenfolge konvertiert werden kann, aber die Systemuhr ist jedoch m?glicherweise nicht eint?nig. 2. Verwenden Sie STD :: Chrono :: Steady_clock, um die Ausführungszeit zu messen, um die Monotonie zu gew?hrleisten, und umwandeln Sie sie durch Duration_cast in Millisekunden, Sekunden und andere Einheiten; 3. Zeitpunkt (Time_Point) und Dauer (Dauer) k?nnen interoperabel sein, aber die Aufmerksamkeit der Einheitenkompatibilit?t und der Uhr -Epoche (Epoche) sollte beachtet werden.

Volatile teilt dem Compiler mit, dass sich der Wert der Variablen jederzeit ?ndern kann, was verhindert, dass der Compiler den Zugriff optimiert. 1. für Hardware -Register, Signalhandler oder gemeinsame Variablen zwischen Threads (Modern C empfiehlt Std :: Atomic). 2. Jeder Zugriff wird direkt gelesen und schreiben Speicher anstatt an Register zwischengespeichert. 3. Es bietet keine Atomizit?t oder Thread -Sicherheit und stellt nur sicher, dass der Compiler das Lesen und Schreiben nicht optimiert. 4. St?ndig werden die beiden manchmal in Kombination verwendet, um schreibgeschützte, aber extern modifizierbare Variablen darzustellen. 5. Es kann keine Mutexes oder Atomoperationen ersetzen, und überm??iger Gebrauch beeinflusst die Leistung.

Es gibt haupts?chlich die folgenden Methoden, um Stapelspuren in C: 1 zu erhalten. Verwenden Sie Backtrace- und Backtrace_Symbols -Funktionen auf der Linux -Plattform. Durch Einbeziehung des Anrufstapels und der Drucksymbolinformationen muss der Parameter -rdynamische Parameter beim Kompilieren hinzugefügt werden. 2. Verwenden Sie CapturestackbackTrace -Funktion auf der Windows -Plattform, und Sie müssen dbgHelp.lib verknüpfen und sich auf die PDB -Datei verlassen, um den Funktionsnamen zu analysieren. 3.. Verwenden Sie Bibliotheken von Drittanbietern wie GoogleBreakpad oder Boost.Stacktrace, um die Operationen der Stack-Erfassungen plattformübergreifend zu plattformieren und zu vereinfachen. 4. Kombinieren Sie in Ausnahmebehandlung die oben genannten Methoden, um die Informationen zur automatischen Ausgabe von Stapelinformationen in Fangbl?cken auszuführen

In C bezieht sich der Typ Pod (PlainoldData) auf einen Typ mit einer einfachen Struktur und kompatibel mit C -Sprachdatenverarbeitung. Es muss zwei Bedingungen erfüllen: Es verfügt über eine gew?hnliche Kopiensemantik, die von memcpy kopiert werden kann; Es hat ein Standardlayout und die Speicherstruktur ist vorhersehbar. Zu den spezifischen Anforderungen geh?ren: Alle nicht statischen Mitglieder sind ?ffentlich, keine benutzerdefinierten Konstrukteure oder Zerst?rer, keine virtuellen Funktionen oder Basisklassen, und alle nicht statischen Mitglieder selbst sind Schoten. Zum Beispiel strukturpoint {intx; inty;} ist Pod. Zu den Verwendungen geh?ren bin?re E/A, C -Interoperabilit?t, Leistungsoptimierung usw. Sie k?nnen prüfen, ob der Typ Pod über std :: is_pod ist, es wird jedoch empfohlen, STD :: IS_TRIVIA nach C 11 zu verwenden.

Um den Python -Code in C aufzurufen, müssen Sie zuerst den Interpreter initialisieren und dann die Interaktion erreichen, indem Sie Zeichenfolgen, Dateien oder aufrufen oder bestimmte Funktionen aufrufen. 1. Initialisieren Sie den Interpreter mit py_initialize () und schlie?en Sie ihn mit py_finalize (); 2. Führen Sie den String -Code oder pyrun_simpleFile mit pyrun_simpleFile aus; 3.. Importieren Sie Module über pyimport_importmodule, erhalten Sie die Funktion über PyObject_getAttrstring, konstruieren

FunktionshidingInc -Auftrittsklasse -DefinesFunctionWithThesamenameasAsaBaseClassfunction und MakeTheBaseVersioninaccessiblethroughThederedClass

ANullPointerinc isaspecialValueInDicatingThatapoInterdoesNotPointToanyvalidmemoryLocation, AnditisusedtoSafelyManageandCheckpointersbefordereferencent.1.Beforec 11.0ornUllWaSused, ButnownullpreferredforclarityTypesafety.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.2.

In C gibt es drei Hauptmethoden, um Funktionen als Parameter zu übergeben: Verwenden von Funktionszeigern, STD :: Funktions- und Lambda -Ausdrücken sowie Vorlagengenerika. 1. Funktionszeiger sind die grundlegendste Methode, geeignet für einfache Szenarien oder C -Schnittstelle kompatibel, aber schlechte Lesbarkeit; 2. Std :: Funktion in Kombination mit Lambda-Ausdrücken ist eine empfohlene Methode im modernen C, die eine Vielzahl von Callable-Objekten unterstützt und Typ-Safe ist. 3. Die Vorlagen -Generikummethoden sind die flexibelsten und für Bibliothekscode oder allgemeinen Logik geeignet, k?nnen jedoch die Kompilierungszeit und das Codevolumen erh?hen. Lambdas, die den Kontext erfassen, müssen durch std :: function oder template übergeben werden und k?nnen nicht direkt in Funktionszeiger konvertiert werden.
