• 注意：对于这个问题，我不是在谈论C或C++语言标准，而是在谈论针对特定架构的gcc编译器实现，因为语言标准对原子性的唯一保证是在C11或更高版本中使用_Atomic类型，或者在C++11或更高版本中使用std::atomic<>类型。另请参阅我在这个问题底部的更新。*

在任何架构上，某些数据类型都可以自动读取和写入，而其他数据类型则需要多个时钟周期，并且可能在操作过程中中断，如果数据在线程之间共享，则会导致数据损坏。
在8位单核AVR微控制器上（例如：Arduino Uno、Nano或Mini所使用的ATmega 328 MCU），只有8位数据类型具有原子读写（使用gcc编译器和 gnu C或 gnu C语言）。我在〈2天内完成了25小时的调试马拉松，然后是wrote this answer here。另请参见此问题的底部以了解更多信息。当使用使用AVR-libc库的gcc编译器进行编译时，具有用于AVR 8位微控制器的自然原子写入和自然原子读取的位变量。
日期**（32位）STM32单核微控制器**，任何数据类型32位或更小绝对自动实现原子（当使用gcc编译器和gnuC或gnuC 语言进行编译时，as *ISO C和C不保证这一点，直到2011版本（在C11中使用_Atomic类型，在C11中使用std::atomic<>类型）。这包括bool/_Bool、int8_t/uint8_t、int16_t/uint16_t、int32_t/uint32_t、float和所有指针。唯一 * 不是 * 原子类型的是int64_t/uint64_t、double（8个字节）和long double（也是8个字节）。我在这里写过：

1. Which variable types/sizes are atomic on STM32 microcontrollers?
2. Reading a 64 bit variable that is updated by an ISR
3. What are the various ways to disable and re-enable interrupts in STM32 microcontrollers in order to implement atomic access guards?
   现在我需要知道我的64位Linux计算机。哪些类型是确定自动原子的？
   我的电脑有一个x86-64处理器，和Linux Ubuntu操作系统。

我可以使用Linux标头和gcc扩展。

我在gcc源代码中看到了一些有趣的东西，表明 * 至少 * 32位int类型是原子的。例如：Gnu++头文件<bits/atomic_word.h>，存储在我电脑上的/usr/include/x86_64-linux-gnu/c++/8/bits/atomic_word.h，现在在线，包含以下内容：

typedef int _Atomic_word;

所以，int显然是原子的。
Gnu++的头文件<bits/types.h>包含在<ext/atomicity.h>中，并存储在我的计算机上的/usr/include/x86_64-linux-gnu/bits/types.h中，它包含以下内容：

/* C99: An integer type that can be accessed as an atomic entity,
   even in the presence of asynchronous interrupts.
   It is not currently necessary for this to be machine-specific.  */
typedef int __sig_atomic_t;

因此，int显然是原子的。

以下是一些示例代码，以说明我所谈论的内容...

...当我说我想知道哪些类型具有自然原子读取和自然原子写入，但 * 不 * 具有原子增量、减量或复合赋值时。

volatile bool shared_bool;
volatile uint8_t shared u8;
volatile uint16_t shared_u16;
volatile uint32_t shared_u32;
volatile uint64_t shared_u64;
volatile float shared_f; // 32-bits
volatile double shared_d; // 64-bits

// Task (thread) 1
while (true)
{
    // Write to the values in this thread.
    //
    // What I write to each variable will vary. Since other threads are reading
    // these values, I need to ensure my *writes* are atomic, or else I must
    // use a mutex to prevent another thread from reading a variable in the
    // middle of this thread's writing.
    shared_bool = true;
    shared_u8 = 129;
    shared_u16 = 10108;
    shared_u32 = 130890;
    shared_f = 1083.108;
    shared_d = 382.10830;
}

// Task (thread) 2
while (true)
{
    // Read from the values in this thread.
    //
    // What thread 1 writes into these values can change at any time, so I need
    // to ensure my *reads* are atomic, or else I'll need to use a mutex to
    // prevent the other thread from writing to a variable in the midst of
    // reading it in this thread.
    if (shared_bool == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_u8 == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_u16 == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_u32 == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_u64 == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_f == whatever)
    {
        // do something
    }
    if (shared_d == whatever)
    {
        // do something
    }
}

C _Atomic类型和C++ std::atomic<>类型

我知道C11和更高版本提供了_Atomic类型，例如：

const _Atomic int32_t i;
// or (same thing)
const atomic_int_least32_t i;

请参阅此处：

1. https://en.cppreference.com/w/c/thread
2. https://en.cppreference.com/w/c/language/atomic
   C++11和更高版本提供了std::atomic<>类型，例如：

const std::atomic<int32_t> i;
// or (same thing)
const atomic_int32_t i;

请参阅此处：

1. https://en.cppreference.com/w/cpp/atomic/atomic
   这些C11和C++11“原子”类型提供了原子读和原子写 * 以及 * 原子递增运算符、递减运算符和compound assignment...
   ......但我说的不是这个。
   我想知道哪些类型具有自然原子读和自然原子写。对于我所谈论的，递增、递减和复合赋值 * 不是 * 自然原子的。

2022年4月14日更新

我与ST的某个人进行了一些交谈，STM32微控制器似乎只保证在以下条件下对特定大小的变量进行原子读写：
1.您使用组件。
1.可以使用C11 _Atomic类型或C++11 std::atomic<>类型。
1.您将gcc编译器与gnu语言和gcc扩展一起使用。
1.我对最后一个最感兴趣，因为这是我在这个问题顶部的假设的关键，似乎是基于过去10年来，我没有意识到它。我希望帮助找到gcc编译器手册，以及其中解释这些显然存在的原子访问保证的地方。我们应该检查：

1. 8位AVR ATmega微控制器的AVR gcc编译器手册。
2. 32位ST微控制器的STM32 gcc编译器手册。
3. x86-64 gcc编译器手册？？--如果这样的东西存在的话，为我的64位Ubuntu计算机。

我的研究至今

1. AVR gcc：没有avr gcc编译器手册，请使用这里的AVR-libc手册：https://www.nongnu.org/avr-libc/--〉“用户手册”链接。
2. AVR-libc user manual in the <util/atomic> section * 支持我的主张 *，即 * AVR上的8位类型在由gcc编译时 * 已经 * 具有 * 自然原子读取 * 和 * 自然原子写入 *，当它暗示8位读取和写入已经是原子时，可以这样说（着重号是添加的）：
   需要原子访问的一个典型示例是16（或更多）位变量，它在主执行路径和ISR之间共享。
   1.它谈论的是C代码，而不是汇编，因为它在该页上给出的所有示例都是用C语言编写的，包括紧跟在引号后面的volatile uint16_t ctr变量的示例。