DSP 之原子与高性能设计(一) 用户态/内核态 原子原语

cc从4.1.2提供了__sync_*系列的built-in函数，用于提供加减和逻辑运算的原子操作。

type __sync_fetch_and_add (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_sub (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_or (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_and (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_xor (type *ptr, type value, ...)
type __sync_fetch_and_nand (type *ptr, type value, ...)
这一系列函数完成对ptr所指向的内存地址的对应操作，并返回操作之前的值。

type __sync_add_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_sub_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_or_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_and_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_xor_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
type __sync_nand_and_fetch (type *ptr, type value, ...)
这一系列函数完成对ptr所指向的内存地址的对应操作，并返回操作之后的值

bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)
type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval, type newval, ...)

这两个函数完成对变量的原子比较和交换。即如果ptr所指向的内存地址存放的值与oldval相同的话，
则将其用newval的值替换。
返回bool类型的函数返回比较的结果，相同为true，不同为false；返回type的函数返回的是ptr指向地址交换前存放的值。

type可以是1,2,4或8字节长度的int类型，即：

int8_t / uint8_t

int16_t / uint16_t

int32_t / uint32_t

int64_t / uint64_t

这两组函数的区别在于第一组返回更新前的值，第二组返回更新后的值。

后面的可扩展参数(...)用来指出哪些变量需要memory barrier,因为目前gcc实现的是full barrier（类似于linux kernel 中的mb(),表示这个操作之前的所有内存操作不会被重排序到这个操作之后）,所以可以略掉这个参数。

还有两个函数：

type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value, ...)
   将*ptr设为value并返回*ptr操作之前的值。

void __sync_lock_release (type *ptr, ...)
     将*ptr置0

https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.2/gcc/Atomic-Builtins.html#Atomic-Builtins