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_tint16_t / uint16_tint32_t / uint32_tint64_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 ;}
参考：
1. http://refspecs.freestandards.org/elf/IA64-SysV-psABI.pdf section 7.4
2. http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-4.1.2/gcc/Atomic-Builtins.html#Atomic-Builtins