Un método es usar cargas directas a las mitades del período. Si bien esto parece complicado en C, generalmente generará un ensamblaje muy ajustado, es decir, 2 cargas y 2 tiendas.

((uint8_t*)(&period))[0] = TCNT0L;
((uint8_t*)(&period))[1] = TCNT0H;

A veces, usar la matriz matemática puede causar problemas, por lo que puede intentar esto:

*((uint8_t*)(&period)) = TCNT0L;
*((uint8_t*)(&period) + 1) = TCNT0H;

Esto realmente produce un código óptimo. Mira cómo se usan 12 bytes.

  ((unsigned char*)(&period))[0] = TCNT0L;
  dc:   82 b7           in  r24, 0x32   ; 50
  de:   e6 e8           ldi r30, 0x86   ; 134
  e0:   f0 e0           ldi r31, 0x00   ; 0
  e2:   80 83           st  Z, r24
    ((unsigned char*)(&period))[1] = TCNT0H;
  e4:   84 b3           in  r24, 0x14   ; 20
  e6:   81 83           std Z+1, r24    ; 0x01

Si hizo esto con ensamblaje, probablemente parecería mejor hacerlo así. También es de 12 bytes, por lo que son equivalentes.

  dc:   82 b7           in  r24, 0x32   ; 50
  de:   80 93 86 00     sts 0x0086, r24
  e2:   84 b3           in  r24, 0x14   ; 20
  e4:   80 93 87 00     sts 0x0087, r24

Por supuesto, cuando digo "equivalente", me refiero al tamaño del código. Si el tiempo es más importante, entonces hay que mirar los ciclos. En este caso parece que la versión del ensamblador es de 6 ciclos y la versión del compilador es de 8 ciclos.

En mi avr-gcc 5.4.0 simple period = TCNT1;para attiny841 parece emitir el código así:

    in  r24,0x2c
    in  r25,0x2d
    sts 0x0110,r25
    sts 0x010f,r24

Parece que el compilador ya conoce la forma en que se debe acceder a los registros de 16 bits y, por lo tanto, el código como el anterior es seguro.

La rama avr de gcc generalmente no es muy buena, incluso en optimizaciones simples como los ejemplos en la pregunta, pero de todos modos, actualizar la versión de avr-gcc a menudo ayuda.

Otra preocupación es que gccs posteriores y avr-libcs ​​posteriores podrían admitir el acceso a TCNT0 como registro único de 16 bits, lo que parece faltar en el gcc utilizado en la pregunta.

Si está dispuesto a desperdiciar un pin, puede obtener una captura de TCNT de 1 instrucción/2 ciclos cuando se llama al ISR utilizando la Unidad de captura de salida.

Configuración

1. Establezca un bit en el pin DDR para ICP para convertirlo en una salida.
2. Configure ACIC para usar el pin de entrada para el disparador ICU. Deje otros bits de ICU a los valores predeterminados (sin filtro de ruido, disparador en el borde descendente)

Por cada captura

en primer plano

1. Borre el bit ICF escribiendo un 1 en él.
2. Establezca el bit de PUERTO para el pin ICP para que salga ALTO.
3. Sondee el bit ICF hasta que cambie a 1.
4. Lea TNCTel valor capturado fuera del ICRregistro.
5. Enjuagar. Repetir.

en ISR

1. Establezca el bit PORT para el pin ICP usando la instrucción SBI.

Si desea ir a fondo con el ahorro de ciclos, ¡podría reducir esta captura de TCNT a un solo ciclo en el ISR!

Puede aprovechar el hecho de que el byte alto del registro TCNT se almacena en el búfer cada vez que se lee el byte bajo.

Entonces, si preasignó un registro (por ejemplo, r16) para esta tarea...

register unsigned char tcnt_low_byte asm("r16");

...luego llenó este registro con el byte bajo del TCNTinterior del ISR así...

R16 = TCNTL;

...que debería compilarse hasta el ciclo 1...

IN R16,TCNTL

... luego podría leer el TCNTvalor completo de la instantánea en primer plano de esta manera ...

period = (TCNTH << 8)| R16;

Solo asegúrese de leer TCNTHantes de acceder a cualquier otro registro de temporizador de 16 bits, ya que todos ellos comparten ese registro temporal.

El trabajo total realizado en el ISR es solo uno, in R16, TCNTLque es 1 ciclo.

El OP no indicó cómo señalaría el proceso de primer plano que ocurrió un ISR, pero si estaba precargando periody 0luego buscando un cambio, entonces se necesita algo de trabajo adicional...

1. precargar 0en el TEMPregistro de 16 bits (puede hacerlo escribiendo a 0en cualquier registro de 16 bits).
2. precargar 0en R16.

Luego puede sondear para ver si el ISR sucedió con...

x=TCNTH
if (x || R16) {
    period=(x<<8 | R16)
    // Process new period capture here...
}