Cortex-M3/4/7的CMSIS是否有ATOMIC_INC？自定义实现是否可靠？

1. ATOMIC_MODIFY_REG的归属 #

这个宏不是标准CMSIS的一部分，是ST在STMCubeIDE中提供的自定义原子操作扩展。标准CMSIS仅封装了__LDREXW、__STREXW这类底层汇编指令的接口，ATOMIC_MODIFY_REG是ST基于这些指令实现的上层宏。

2. 关于ATOMIC_INC/DEC的思路合理性 #

你的思路完全没问题——原子增减的核心逻辑和ATOMIC_MODIFY_REG一致，都是靠LDREX/STREX的独占访问+循环重试机制来避免竞争。实际上标准CMSIS和编译器本身已经提供了原子增减的实现：

• 底层可以直接用__LDREXW/__STREXW手动实现循环
• GCC/ARMCC这类编译器也支持__atomic_inc、__atomic_dec这类内建函数，只是ST没把它们封装成类似ATOMIC_MODIFY_REG的宏而已。

3. 基于ATOMIC_MODIFY_REG改造实现原子增减 #

你可以直接修改宏逻辑来实现，比如：

原子递增宏 #

#define ATOMIC_INC(REG)                    \
  do {                                     \
    uint32_t val;                          \
    do {                                   \
      val = __LDREXW((__IO uint32_t *)&(REG)) + 1U; \
    } while ((__STREXW(val, (__IO uint32_t *)&(REG))) != 0U); \
  } while(0)

原子递减宏 #

#define ATOMIC_DEC(REG)                    \
  do {                                     \
    uint32_t val;                          \
    do {                                   \
      val = __LDREXW((__IO uint32_t *)&(REG)) - 1U; \
    } while ((__STREXW(val, (__IO uint32_t *)&(REG))) != 0U); \
  } while(0)

这个实现的原子性是可靠的：LDREX会给目标内存地址打上独占访问标记，STREX只有在标记未被其他操作（比如中断、多核心访问）破坏时才会写入成功；一旦写入失败（返回非0），循环会重新读取最新值再执行操作，直到成功完成。

4. 原子性的验证方法 #

验证原子性确实需要针对性测试，推荐两种实用方法：

• 中断抢占测试：在主循环中持续调用原子增减操作修改一个全局变量，同时在高优先级中断里也对同一个变量执行相同操作。运行足够长时间（比如几十万次循环）后，检查变量最终值是否等于主循环操作次数加上中断触发次数的总和（递增场景）。如果数值完全匹配，说明原子性有效；如果出现少增/少减，说明存在竞争问题。
• 多核心测试（仅限带双核心的M7芯片）：让两个核心同时对同一个共享变量执行增减操作，统计总操作次数和变量最终值是否一致。单核心场景下，中断测试就足以覆盖绝大多数竞争情况。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Martin_from_K