DSP 之原子與高性能設計(一) 用戶態/內核態 原子原語

cc從4.1.2提供了__sync_*系列的built-in函數，用於提供加減和邏輯運算的原子操做。

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, ...)
這一系列函數完成對ptr所指向的內存地址的對應操做，並返回操做以前的值。

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, ...)
這一系列函數完成對ptr所指向的內存地址的對應操做，並返回操做以後的值

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

這兩個函數完成對變量的原子比較和交換。即若是ptr所指向的內存地址存放的值與oldval相同的話，
則將其用newval的值替換。
返回bool類型的函數返回比較的結果，相同爲true，不一樣爲false；返回type的函數返回的是ptr指向地址交換前存放的值。

type能夠是1,2,4或8字節長度的int類型，即：

int8_t / uint8_t

int16_t / uint16_t

int32_t / uint32_t

int64_t / uint64_t

這兩組函數的區別在於第一組返回更新前的值，第二組返回更新後的值。

後面的可擴展參數(...)用來指出哪些變量須要memory barrier,由於目前gcc實現的是full barrier（相似於linux kernel 中的mb(),表示這個操做以前的全部內存操做不會被重排序到這個操做以後）,因此能夠略掉這個參數。

還有兩個函數：

type __sync_lock_test_and_set (type *ptr, type value, ...)
   將*ptr設爲value並返回*ptr操做以前的值。

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

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