Программный таймер, как красиво обойти переполнение? Опции

[Леонид Иванович]

Есть прерывание с периодом 1 мс, где инкрементируется 32-разрядный счетчик:

Код

void SysTick_Handler(void)
{
  TSysTimer::Counter++;
}

При необходимости формирования интервала программа может запустить один из программных счетчиков:

Код

void TSoftTimer::Start(uint32_t t)
{
  FinalCount = TSysTimer::Counter + t;
}

Истек ли интервал, проверяется так:

Код

bool TSoftTimer::Over(void)
{
  return(TSysTimer::Counter >= FinalCount);
}

Всё хорошо, но примерно через 50 дней счетчик TSysTimer::Counter переполнится и всё сломается. Как красиво это обойти? При этом можно наложить ограничение, что формируемый интервал никогда не превышает половины (или даже четверти) периода счетчика, а проверка переполнения тоже делается часто, много раз за период счетчика.

[ViKo]

Нужно не сравнивать числа, а вычитать. Тогда отрицательная разность из-за ограничения разрядности превратится в положительную.

[scifi]

Нужно не сравнивать числа, а вычитать. Тогда отрицательная разность из-за ограничения разрядности превратится в положительную.

+1. Кстати, стандарт Си гарантирует, что при вычитании (unsigned int) - (unsigned int) результат будет корректным, пока разница во времени не превышает те самые 50 дней (для 32 бит), несмотря на переполнение первой или второй переменной.

[Integro]

+1. Кстати, стандарт Си гарантирует, что при вычитании (unsigned int) - (unsigned int) результат будет корректным, пока разница во времени не превышает те самые 50 дней (для 32 бит), несмотря на переполнение первой или второй переменной.

У меня тут тоже с коллегами разгорелся спор, можно ссылку на стандарт с упоминанием этой гарантии, не могу найти.

[SSerge]

У меня тут тоже с коллегами разгорелся спор, можно ссылку на стандарт с упоминанием этой гарантии, не могу найти.

В стандарте С (6.2.5.9) есть такой текст:

The range of nonnegative values of a signed integer type is a subrange of the
corresponding unsigned integer type, and the representation of the same value in each
type is the same.³³⁾A computation involving unsigned operands can never overflow,
because a result that cannot be represented by the resulting unsigned integer type is
reduced modulo the number that is one greater than the largest value that can be
represented by the resulting type.

А стандарт С++ в (3.9.1) содержит такой текст:

Unsigned integers shall obey the laws of arithmetic modulo 2ⁿ where n is the number of bits in the value
representation of that particular size of integer.

и ниже примечание, совпадающее по смыслу с текстом из стандарта С, про арифметику по модулю 2ⁿ.

Впрочем всё это фигня и словесная эквилибристика.
А правда жизни состоит в том, что все эти свойства и поведение знаковых и беззнаковых типов диктуются устройством АЛУ и принятым в подавляющем большинстве современных машин представлением знаковых целых в так называемом "двоичном коде с дополнением до 2".
Преимущество такого представления - то что АЛУ работает совершенно одинаково, а разница signed/unsigned учитывается только при интерпретации признаков переполнения и переноса ( C и V ), и при многоразрядной арифметике, для правильно учёта переноса из младшего слова в старшее.
Изначально С неявно предполагал именно такое представление целых (как и сделано в PDP-11, на которых он изначально появился). Альтернативные представления уже тогда были редкостью.
Все более поздние изменения стандартов в части целочисленной арифметики и сдвигов просто витиевато выражают простую мысль: "делайте что хотите, но результат должен быть такой же как на "нормальных" процессорах использующих код с дополнением до двойки".

То есть сначала было придумано АЛУ, работающее с неотрицательными целыми числами, потом придумано как представлять отрицательные числа так, чтобы не переделывать АЛУ, а уж потом сочинители стандартов попытались описать что получилось так как они умеют это делать.