gcc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。 其声明如下： 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, ...) 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。 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 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。 bool __sync_bool_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...) type __sync_val_compare_and_swap (type *ptr, type oldval type newval, ...) 这两个函数提供原子的比较和交换，如果*ptr == oldval,就将newval写入*ptr, 第一个函数在相等并写入的情况下返回true. 第二个函数在返回操作之前的值。 __sync_synchronize (...) 发出一个full barrier. 关于memory barrier,cpu会对我们的指令进行排序，一般说来会提高程序的效率，但有时候可能造成我们不希望得到的结果，举一个例子，比如我们有一个硬件设备，它有4个寄存器，当你发出一个操作指令的时候，一个寄存器存的是你的操作指令（比如READ），两个寄存器存的是参数（比如是地址和size），最后一个寄存器是控制寄存器，在所有的参数都设置好之后向其发出指令，设备开始读取参数，执行命令，程序可能如下： write1(dev.register_size,size); write1(dev.register_addr,addr); write1(dev.register_cmd,READ); write1(dev.register_control,GO); 如果最后一条write1被换到了前几条语句之前，那么肯定不是我们所期望的，这时候我们可以在最后一条语句之前加入一个memory barrier,强制cpu执行完前面的写入以后再执行最后一条： write1(dev.register_size,size); write1(dev.register_addr,addr); write1(dev.register_cmd,READ); __sync_synchronize(); write1(dev.register_control,GO); memory barrier有几种类型： acquire barrier : 不允许将barrier之后的内存读取指令移到barrier之前（linux kernel中的wmb()）。 release barrier : 不允许将barrier之前的内存读取指令移到barrier之后 (linux kernel中的rmb())。 full barrier : 以上两种barrier的合集(linux kernel中的mb())。 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 示例程序： #include <stdio.h> #include <pthread.h> #include <stdlib.h> static int count = 0; void *test_func(void *arg) { int i=0; for(i=0;i<20000;++i){ __sync_fetch_and_add(&count,1); } return NULL; } int main(int argc, const char *argv[]) { pthread_t id[20]; int i = 0; for(i=0;i<20;++i){ pthread_create(&id[i],NULL,test_func,NULL); } for(i=0;i<20;++i){ pthread_join(id[i],NULL); } printf("%d\n",count); return 0; }
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