sys/i386/include/atomic.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1998 Doug Rabson
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28 #ifndef _MACHINE_ATOMIC_H_
  29 #define _MACHINE_ATOMIC_H_
  30
  31 #ifndef _SYS_CDEFS_H_
  32 #error this file needs sys/cdefs.h as a prerequisite
  33 #endif
  34
  35 #include <sys/atomic_common.h>
  36
  37 #ifdef _KERNEL
  38 #include <machine/md_var.h>
  39 #include <machine/specialreg.h>
  40 #endif
  41
  42 #ifndef __OFFSETOF_MONITORBUF
  43 /*
  44  * __OFFSETOF_MONITORBUF == __pcpu_offset(pc_monitorbuf).
  45  *
  46  * The open-coded number is used instead of the symbolic expression to
  47  * avoid a dependency on sys/pcpu.h in machine/atomic.h consumers.
  48  * An assertion in i386/vm_machdep.c ensures that the value is correct.
  49  */
  50 #define __OFFSETOF_MONITORBUF   0x180
  51
  52 static __inline void
  53 __mbk(void)
  54 {
  55
  56         __asm __volatile("lock; addl $0,%%fs:%0"
  57             : "+m" (*(u_int *)__OFFSETOF_MONITORBUF) : : "memory", "cc");
  58 }
  59
  60 static __inline void
  61 __mbu(void)
  62 {
  63
  64         __asm __volatile("lock; addl $0,(%%esp)" : : : "memory", "cc");
  65 }
  66 #endif
  67
  68 /*
  69  * Various simple operations on memory, each of which is atomic in the
  70  * presence of interrupts and multiple processors.
  71  *
  72  * atomic_set_char(P, V)        (*(u_char *)(P) |= (V))
  73  * atomic_clear_char(P, V)      (*(u_char *)(P) &= ~(V))
  74  * atomic_add_char(P, V)        (*(u_char *)(P) += (V))
  75  * atomic_subtract_char(P, V)   (*(u_char *)(P) -= (V))
  76  *
  77  * atomic_set_short(P, V)       (*(u_short *)(P) |= (V))
  78  * atomic_clear_short(P, V)     (*(u_short *)(P) &= ~(V))
  79  * atomic_add_short(P, V)       (*(u_short *)(P) += (V))
  80  * atomic_subtract_short(P, V)  (*(u_short *)(P) -= (V))
  81  *
  82  * atomic_set_int(P, V)         (*(u_int *)(P) |= (V))
  83  * atomic_clear_int(P, V)       (*(u_int *)(P) &= ~(V))
  84  * atomic_add_int(P, V)         (*(u_int *)(P) += (V))
  85  * atomic_subtract_int(P, V)    (*(u_int *)(P) -= (V))
  86  * atomic_swap_int(P, V)        (return (*(u_int *)(P)); *(u_int *)(P) = (V);)
  87  * atomic_readandclear_int(P)   (return (*(u_int *)(P)); *(u_int *)(P) = 0;)
  88  *
  89  * atomic_set_long(P, V)        (*(u_long *)(P) |= (V))
  90  * atomic_clear_long(P, V)      (*(u_long *)(P) &= ~(V))
  91  * atomic_add_long(P, V)        (*(u_long *)(P) += (V))
  92  * atomic_subtract_long(P, V)   (*(u_long *)(P) -= (V))
  93  * atomic_swap_long(P, V)       (return (*(u_long *)(P)); *(u_long *)(P) = (V);)
  94  * atomic_readandclear_long(P)  (return (*(u_long *)(P)); *(u_long *)(P) = 0;)
  95  */
  96
  97 /*
  98  * The above functions are expanded inline in the statically-linked
  99  * kernel.  Lock prefixes are generated if an SMP kernel is being
 100  * built.
 101  *
 102  * Kernel modules call real functions which are built into the kernel.
 103  * This allows kernel modules to be portable between UP and SMP systems.
 104  */
 105 #if defined(KLD_MODULE) || !defined(__GNUCLIKE_ASM)
 106 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)                     \
 107 void atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v);  \
 108 void atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)
 109
 110 int     atomic_cmpset_char(volatile u_char *dst, u_char expect, u_char src);
 111 int     atomic_cmpset_short(volatile u_short *dst, u_short expect, u_short src);
 112 int     atomic_cmpset_int(volatile u_int *dst, u_int expect, u_int src);
 113 int     atomic_fcmpset_char(volatile u_char *dst, u_char *expect, u_char src);
 114 int     atomic_fcmpset_short(volatile u_short *dst, u_short *expect,
 115             u_short src);
 116 int     atomic_fcmpset_int(volatile u_int *dst, u_int *expect, u_int src);
 117 u_int   atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v);
 118 int     atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v);
 119 int     atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v);
 120 void    atomic_thread_fence_acq(void);
 121 void    atomic_thread_fence_acq_rel(void);
 122 void    atomic_thread_fence_rel(void);
 123 void    atomic_thread_fence_seq_cst(void);
 124
 125 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 126 u_##TYPE        atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)
 127 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 128 void            atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)
 129
 130 int             atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 131 int             atomic_fcmpset_64(volatile uint64_t *, uint64_t *, uint64_t);
 132 uint64_t        atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *);
 133 void            atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 134 uint64_t        atomic_swap_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 135 uint64_t        atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 136 void            atomic_add_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 137 void            atomic_subtract_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 138
 139 #else /* !KLD_MODULE && __GNUCLIKE_ASM */
 140
 141 /*
 142  * For userland, always use lock prefixes so that the binaries will run
 143  * on both SMP and !SMP systems.
 144  */
 145 #if defined(SMP) || !defined(_KERNEL)
 146 #define MPLOCKED        "lock ; "
 147 #else
 148 #define MPLOCKED
 149 #endif
 150
 151 /*
 152  * The assembly is volatilized to avoid code chunk removal by the compiler.
 153  * GCC aggressively reorders operations and memory clobbering is necessary
 154  * in order to avoid that for memory barriers.
 155  */
 156 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
 157 static __inline void                                    \
 158 atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 159 {                                                       \
 160         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 161         : "+m" (*p)                                     \
 162         : CONS (V)                                      \
 163         : "cc");                                        \
 164 }                                                       \
 165                                                         \
 166 static __inline void                                    \
 167 atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 168 {                                                       \
 169         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 170         : "+m" (*p)                                     \
 171         : CONS (V)                                      \
 172         : "memory", "cc");                              \
 173 }                                                       \
 174 struct __hack
 175
 176 /*
 177  * Atomic compare and set, used by the mutex functions.
 178  *
 179  * cmpset:
 180  *      if (*dst == expect)
 181  *              *dst = src
 182  *
 183  * fcmpset:
 184  *      if (*dst == *expect)
 185  *              *dst = src
 186  *      else
 187  *              *expect = *dst
 188  *
 189  * Returns 0 on failure, non-zero on success.
 190  */
 191 #define ATOMIC_CMPSET(TYPE, CONS)                       \
 192 static __inline int                                     \
 193 atomic_cmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE expect, u_##TYPE src) \
 194 {                                                       \
 195         u_char res;                                     \
 196                                                         \
 197         __asm __volatile(                               \
 198         "       " MPLOCKED "            "               \
 199         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 200         "       sete    %0 ;            "               \
 201         "# atomic_cmpset_" #TYPE "      "               \
 202         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 203           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 204           "+a" (expect)                 /* 2 */         \
 205         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 206         : "memory", "cc");                              \
 207         return (res);                                   \
 208 }                                                       \
 209                                                         \
 210 static __inline int                                     \
 211 atomic_fcmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE *expect, u_##TYPE src) \
 212 {                                                       \
 213         u_char res;                                     \
 214                                                         \
 215         __asm __volatile(                               \
 216         "       " MPLOCKED "            "               \
 217         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 218         "       sete    %0 ;            "               \
 219         "# atomic_fcmpset_" #TYPE "     "               \
 220         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 221           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 222           "+a" (*expect)                /* 2 */         \
 223         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 224         : "memory", "cc");                              \
 225         return (res);                                   \
 226 }
 227
 228 ATOMIC_CMPSET(char, "q");
 229 ATOMIC_CMPSET(short, "r");
 230 ATOMIC_CMPSET(int, "r");
 231
 232 /*
 233  * Atomically add the value of v to the integer pointed to by p and return
 234  * the previous value of *p.
 235  */
 236 static __inline u_int
 237 atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v)
 238 {
 239
 240         __asm __volatile(
 241         "       " MPLOCKED "            "
 242         "       xaddl   %0,%1 ;         "
 243         "# atomic_fetchadd_int"
 244         : "+r" (v),                     /* 0 */
 245           "+m" (*p)                     /* 1 */
 246         : : "cc");
 247         return (v);
 248 }
 249
 250 static __inline int
 251 atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v)
 252 {
 253         u_char res;
 254
 255         __asm __volatile(
 256         "       " MPLOCKED "            "
 257         "       btsl    %2,%1 ;         "
 258         "       setc    %0 ;            "
 259         "# atomic_testandset_int"
 260         : "=q" (res),                   /* 0 */
 261           "+m" (*p)                     /* 1 */
 262         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 263         : "cc");
 264         return (res);
 265 }
 266
 267 static __inline int
 268 atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v)
 269 {
 270         u_char res;
 271
 272         __asm __volatile(
 273         "       " MPLOCKED "            "
 274         "       btrl    %2,%1 ;         "
 275         "       setc    %0 ;            "
 276         "# atomic_testandclear_int"
 277         : "=q" (res),                   /* 0 */
 278           "+m" (*p)                     /* 1 */
 279         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 280         : "cc");
 281         return (res);
 282 }
 283
 284 /*
 285  * We assume that a = b will do atomic loads and stores.  Due to the
 286  * IA32 memory model, a simple store guarantees release semantics.
 287  *
 288  * However, a load may pass a store if they are performed on distinct
 289  * addresses, so we need Store/Load barrier for sequentially
 290  * consistent fences in SMP kernels.  We use "lock addl $0,mem" for a
 291  * Store/Load barrier, as recommended by the AMD Software Optimization
 292  * Guide, and not mfence.  In the kernel, we use a private per-cpu
 293  * cache line for "mem", to avoid introducing false data
 294  * dependencies.  In user space, we use the word at the top of the
 295  * stack.
 296  *
 297  * For UP kernels, however, the memory of the single processor is
 298  * always consistent, so we only need to stop the compiler from
 299  * reordering accesses in a way that violates the semantics of acquire
 300  * and release.
 301  */
 302
 303 #if defined(_KERNEL)
 304 #if defined(SMP)
 305 #define __storeload_barrier()   __mbk()
 306 #else /* _KERNEL && UP */
 307 #define __storeload_barrier()   __compiler_membar()
 308 #endif /* SMP */
 309 #else /* !_KERNEL */
 310 #define __storeload_barrier()   __mbu()
 311 #endif /* _KERNEL*/
 312
 313 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 314 static __inline u_##TYPE                                        \
 315 atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)                    \
 316 {                                                               \
 317         u_##TYPE res;                                           \
 318                                                                 \
 319         res = *p;                                               \
 320         __compiler_membar();                                    \
 321         return (res);                                           \
 322 }                                                               \
 323 struct __hack
 324
 325 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 326 static __inline void                                            \
 327 atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)       \
 328 {                                                               \
 329                                                                 \
 330         __compiler_membar();                                    \
 331         *p = v;                                                 \
 332 }                                                               \
 333 struct __hack
 334
 335 static __inline void
 336 atomic_thread_fence_acq(void)
 337 {
 338
 339         __compiler_membar();
 340 }
 341
 342 static __inline void
 343 atomic_thread_fence_rel(void)
 344 {
 345
 346         __compiler_membar();
 347 }
 348
 349 static __inline void
 350 atomic_thread_fence_acq_rel(void)
 351 {
 352
 353         __compiler_membar();
 354 }
 355
 356 static __inline void
 357 atomic_thread_fence_seq_cst(void)
 358 {
 359
 360         __storeload_barrier();
 361 }
 362
 363 #ifdef _KERNEL
 364
 365 #ifdef WANT_FUNCTIONS
 366 int             atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 367 int             atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 368 uint64_t        atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *);
 369 uint64_t        atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *);
 370 void            atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 371 void            atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 372 uint64_t        atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 373 uint64_t        atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 374 #endif
 375
 376 /* I486 does not support SMP or CMPXCHG8B. */
 377 static __inline int
 378 atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 379 {
 380         volatile uint32_t *p;
 381         u_char res;
 382
 383         p = (volatile uint32_t *)dst;
 384         __asm __volatile(
 385         "       pushfl ;                "
 386         "       cli ;                   "
 387         "       xorl    %1,%%eax ;      "
 388         "       xorl    %2,%%edx ;      "
 389         "       orl     %%edx,%%eax ;   "
 390         "       jne     1f ;            "
 391         "       movl    %4,%1 ;         "
 392         "       movl    %5,%2 ;         "
 393         "1:                             "
 394         "       sete    %3 ;            "
 395         "       popfl"
 396         : "+A" (expect),                /* 0 */
 397           "+m" (*p),                    /* 1 */
 398           "+m" (*(p + 1)),              /* 2 */
 399           "=q" (res)                    /* 3 */
 400         : "r" ((uint32_t)src),          /* 4 */
 401           "r" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 5 */
 402         : "memory", "cc");
 403         return (res);
 404 }
 405
 406 static __inline int
 407 atomic_fcmpset_64_i386(volatile uint64_t *dst, uint64_t *expect, uint64_t src)
 408 {
 409
 410         if (atomic_cmpset_64_i386(dst, *expect, src)) {
 411                 return (1);
 412         } else {
 413                 *expect = *dst;
 414                 return (0);
 415         }
 416 }
 417
 418 static __inline uint64_t
 419 atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *p)
 420 {
 421         volatile uint32_t *q;
 422         uint64_t res;
 423
 424         q = (volatile uint32_t *)p;
 425         __asm __volatile(
 426         "       pushfl ;                "
 427         "       cli ;                   "
 428         "       movl    %1,%%eax ;      "
 429         "       movl    %2,%%edx ;      "
 430         "       popfl"
 431         : "=&A" (res)                   /* 0 */
 432         : "m" (*q),                     /* 1 */
 433           "m" (*(q + 1))                /* 2 */
 434         : "memory");
 435         return (res);
 436 }
 437
 438 static __inline void
 439 atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 440 {
 441         volatile uint32_t *q;
 442
 443         q = (volatile uint32_t *)p;
 444         __asm __volatile(
 445         "       pushfl ;                "
 446         "       cli ;                   "
 447         "       movl    %%eax,%0 ;      "
 448         "       movl    %%edx,%1 ;      "
 449         "       popfl"
 450         : "=m" (*q),                    /* 0 */
 451           "=m" (*(q + 1))               /* 1 */
 452         : "A" (v)                       /* 2 */
 453         : "memory");
 454 }
 455
 456 static __inline uint64_t
 457 atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 458 {
 459         volatile uint32_t *q;
 460         uint64_t res;
 461
 462         q = (volatile uint32_t *)p;
 463         __asm __volatile(
 464         "       pushfl ;                "
 465         "       cli ;                   "
 466         "       movl    %1,%%eax ;      "
 467         "       movl    %2,%%edx ;      "
 468         "       movl    %4,%2 ;         "
 469         "       movl    %3,%1 ;         "
 470         "       popfl"
 471         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 472           "+m" (*q),                    /* 1 */
 473           "+m" (*(q + 1))               /* 2 */
 474         : "r" ((uint32_t)v),            /* 3 */
 475           "r" ((uint32_t)(v >> 32)));   /* 4 */
 476         return (res);
 477 }
 478
 479 static __inline int
 480 atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 481 {
 482         u_char res;
 483
 484         __asm __volatile(
 485         "       " MPLOCKED "            "
 486         "       cmpxchg8b %1 ;          "
 487         "       sete    %0"
 488         : "=q" (res),                   /* 0 */
 489           "+m" (*dst),                  /* 1 */
 490           "+A" (expect)                 /* 2 */
 491         : "b" ((uint32_t)src),          /* 3 */
 492           "c" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 4 */
 493         : "memory", "cc");
 494         return (res);
 495 }
 496
 497 static __inline int
 498 atomic_fcmpset_64_i586(volatile uint64_t *dst, uint64_t *expect, uint64_t src)
 499 {
 500         u_char res;
 501
 502         __asm __volatile(
 503         "       " MPLOCKED "            "
 504         "       cmpxchg8b %1 ;          "
 505         "       sete    %0"
 506         : "=q" (res),                   /* 0 */
 507           "+m" (*dst),                  /* 1 */
 508           "+A" (*expect)                /* 2 */
 509         : "b" ((uint32_t)src),          /* 3 */
 510           "c" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 4 */
 511         : "memory", "cc");
 512         return (res);
 513 }
 514
 515 static __inline uint64_t
 516 atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *p)
 517 {
 518         uint64_t res;
 519
 520         __asm __volatile(
 521         "       movl    %%ebx,%%eax ;   "
 522         "       movl    %%ecx,%%edx ;   "
 523         "       " MPLOCKED "            "
 524         "       cmpxchg8b %1"
 525         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 526           "+m" (*p)                     /* 1 */
 527         : : "memory", "cc");
 528         return (res);
 529 }
 530
 531 static __inline void
 532 atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 533 {
 534
 535         __asm __volatile(
 536         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 537         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 538         "1:                             "
 539         "       " MPLOCKED "            "
 540         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 541         "       jne     1b"
 542         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 543           "+A" (v)                      /* 1 */
 544         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 545 }
 546
 547 static __inline uint64_t
 548 atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 549 {
 550
 551         __asm __volatile(
 552         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 553         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 554         "1:                             "
 555         "       " MPLOCKED "            "
 556         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 557         "       jne     1b"
 558         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 559           "+A" (v)                      /* 1 */
 560         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 561         return (v);
 562 }
 563
 564 static __inline int
 565 atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 566 {
 567
 568         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 569                 return (atomic_cmpset_64_i386(dst, expect, src));
 570         else
 571                 return (atomic_cmpset_64_i586(dst, expect, src));
 572 }
 573
 574 static __inline int
 575 atomic_fcmpset_64(volatile uint64_t *dst, uint64_t *expect, uint64_t src)
 576 {
 577
 578         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 579                 return (atomic_fcmpset_64_i386(dst, expect, src));
 580         else
 581                 return (atomic_fcmpset_64_i586(dst, expect, src));
 582 }
 583
 584 static __inline uint64_t
 585 atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *p)
 586 {
 587
 588         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 589                 return (atomic_load_acq_64_i386(p));
 590         else
 591                 return (atomic_load_acq_64_i586(p));
 592 }
 593
 594 static __inline void
 595 atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 596 {
 597
 598         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 599                 atomic_store_rel_64_i386(p, v);
 600         else
 601                 atomic_store_rel_64_i586(p, v);
 602 }
 603
 604 static __inline uint64_t
 605 atomic_swap_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 606 {
 607
 608         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 609                 return (atomic_swap_64_i386(p, v));
 610         else
 611                 return (atomic_swap_64_i586(p, v));
 612 }
 613
 614 static __inline uint64_t
 615 atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 616 {
 617
 618         for (;;) {
 619                 uint64_t t = *p;
 620                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 621                         return (t);
 622         }
 623 }
 624
 625 static __inline void
 626 atomic_add_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 627 {
 628         uint64_t t;
 629
 630         for (;;) {
 631                 t = *p;
 632                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 633                         break;
 634         }
 635 }
 636
 637 static __inline void
 638 atomic_subtract_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 639 {
 640         uint64_t t;
 641
 642         for (;;) {
 643                 t = *p;
 644                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t - v))
 645                         break;
 646         }
 647 }
 648
 649 #endif /* _KERNEL */
 650
 651 #endif /* KLD_MODULE || !__GNUCLIKE_ASM */
 652
 653 ATOMIC_ASM(set,      char,  "orb %b1,%0",  "iq",  v);
 654 ATOMIC_ASM(clear,    char,  "andb %b1,%0", "iq", ~v);
 655 ATOMIC_ASM(add,      char,  "addb %b1,%0", "iq",  v);
 656 ATOMIC_ASM(subtract, char,  "subb %b1,%0", "iq",  v);
 657
 658 ATOMIC_ASM(set,      short, "orw %w1,%0",  "ir",  v);
 659 ATOMIC_ASM(clear,    short, "andw %w1,%0", "ir", ~v);
 660 ATOMIC_ASM(add,      short, "addw %w1,%0", "ir",  v);
 661 ATOMIC_ASM(subtract, short, "subw %w1,%0", "ir",  v);
 662
 663 ATOMIC_ASM(set,      int,   "orl %1,%0",   "ir",  v);
 664 ATOMIC_ASM(clear,    int,   "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 665 ATOMIC_ASM(add,      int,   "addl %1,%0",  "ir",  v);
 666 ATOMIC_ASM(subtract, int,   "subl %1,%0",  "ir",  v);
 667
 668 ATOMIC_ASM(set,      long,  "orl %1,%0",   "ir",  v);
 669 ATOMIC_ASM(clear,    long,  "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 670 ATOMIC_ASM(add,      long,  "addl %1,%0",  "ir",  v);
 671 ATOMIC_ASM(subtract, long,  "subl %1,%0",  "ir",  v);
 672
 673 #define ATOMIC_LOADSTORE(TYPE)                          \
 674         ATOMIC_LOAD(TYPE);                              \
 675         ATOMIC_STORE(TYPE)
 676
 677 ATOMIC_LOADSTORE(char);
 678 ATOMIC_LOADSTORE(short);
 679 ATOMIC_LOADSTORE(int);
 680 ATOMIC_LOADSTORE(long);
 681
 682 #undef ATOMIC_ASM
 683 #undef ATOMIC_LOAD
 684 #undef ATOMIC_STORE
 685 #undef ATOMIC_LOADSTORE
 686
 687 #ifndef WANT_FUNCTIONS
 688
 689 static __inline int
 690 atomic_cmpset_long(volatile u_long *dst, u_long expect, u_long src)
 691 {
 692
 693         return (atomic_cmpset_int((volatile u_int *)dst, (u_int)expect,
 694             (u_int)src));
 695 }
 696
 697 static __inline int
 698 atomic_fcmpset_long(volatile u_long *dst, u_long *expect, u_long src)
 699 {
 700
 701         return (atomic_fcmpset_int((volatile u_int *)dst, (u_int *)expect,
 702             (u_int)src));
 703 }
 704
 705 static __inline u_long
 706 atomic_fetchadd_long(volatile u_long *p, u_long v)
 707 {
 708
 709         return (atomic_fetchadd_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 710 }
 711
 712 static __inline int
 713 atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_int v)
 714 {
 715
 716         return (atomic_testandset_int((volatile u_int *)p, v));
 717 }
 718
 719 static __inline int
 720 atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_int v)
 721 {
 722
 723         return (atomic_testandclear_int((volatile u_int *)p, v));
 724 }
 725
 726 /* Read the current value and store a new value in the destination. */
 727 #ifdef __GNUCLIKE_ASM
 728
 729 static __inline u_int
 730 atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v)
 731 {
 732
 733         __asm __volatile(
 734         "       xchgl   %1,%0 ;         "
 735         "# atomic_swap_int"
 736         : "+r" (v),                     /* 0 */
 737           "+m" (*p));                   /* 1 */
 738         return (v);
 739 }
 740
 741 static __inline u_long
 742 atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v)
 743 {
 744
 745         return (atomic_swap_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 746 }
 747
 748 #else /* !__GNUCLIKE_ASM */
 749
 750 u_int   atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v);
 751 u_long  atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v);
 752
 753 #endif /* __GNUCLIKE_ASM */
 754
 755 #define atomic_set_acq_char             atomic_set_barr_char
 756 #define atomic_set_rel_char             atomic_set_barr_char
 757 #define atomic_clear_acq_char           atomic_clear_barr_char
 758 #define atomic_clear_rel_char           atomic_clear_barr_char
 759 #define atomic_add_acq_char             atomic_add_barr_char
 760 #define atomic_add_rel_char             atomic_add_barr_char
 761 #define atomic_subtract_acq_char        atomic_subtract_barr_char
 762 #define atomic_subtract_rel_char        atomic_subtract_barr_char
 763 #define atomic_cmpset_acq_char          atomic_cmpset_char
 764 #define atomic_cmpset_rel_char          atomic_cmpset_char
 765 #define atomic_fcmpset_acq_char         atomic_fcmpset_char
 766 #define atomic_fcmpset_rel_char         atomic_fcmpset_char
 767
 768 #define atomic_set_acq_short            atomic_set_barr_short
 769 #define atomic_set_rel_short            atomic_set_barr_short
 770 #define atomic_clear_acq_short          atomic_clear_barr_short
 771 #define atomic_clear_rel_short          atomic_clear_barr_short
 772 #define atomic_add_acq_short            atomic_add_barr_short
 773 #define atomic_add_rel_short            atomic_add_barr_short
 774 #define atomic_subtract_acq_short       atomic_subtract_barr_short
 775 #define atomic_subtract_rel_short       atomic_subtract_barr_short
 776 #define atomic_cmpset_acq_short         atomic_cmpset_short
 777 #define atomic_cmpset_rel_short         atomic_cmpset_short
 778 #define atomic_fcmpset_acq_short        atomic_fcmpset_short
 779 #define atomic_fcmpset_rel_short        atomic_fcmpset_short
 780
 781 #define atomic_set_acq_int              atomic_set_barr_int
 782 #define atomic_set_rel_int              atomic_set_barr_int
 783 #define atomic_clear_acq_int            atomic_clear_barr_int
 784 #define atomic_clear_rel_int            atomic_clear_barr_int
 785 #define atomic_add_acq_int              atomic_add_barr_int
 786 #define atomic_add_rel_int              atomic_add_barr_int
 787 #define atomic_subtract_acq_int         atomic_subtract_barr_int
 788 #define atomic_subtract_rel_int         atomic_subtract_barr_int
 789 #define atomic_cmpset_acq_int           atomic_cmpset_int
 790 #define atomic_cmpset_rel_int           atomic_cmpset_int
 791 #define atomic_fcmpset_acq_int          atomic_fcmpset_int
 792 #define atomic_fcmpset_rel_int          atomic_fcmpset_int
 793
 794 #define atomic_set_acq_long             atomic_set_barr_long
 795 #define atomic_set_rel_long             atomic_set_barr_long
 796 #define atomic_clear_acq_long           atomic_clear_barr_long
 797 #define atomic_clear_rel_long           atomic_clear_barr_long
 798 #define atomic_add_acq_long             atomic_add_barr_long
 799 #define atomic_add_rel_long             atomic_add_barr_long
 800 #define atomic_subtract_acq_long        atomic_subtract_barr_long
 801 #define atomic_subtract_rel_long        atomic_subtract_barr_long
 802 #define atomic_cmpset_acq_long          atomic_cmpset_long
 803 #define atomic_cmpset_rel_long          atomic_cmpset_long
 804 #define atomic_fcmpset_acq_long         atomic_fcmpset_long
 805 #define atomic_fcmpset_rel_long         atomic_fcmpset_long
 806
 807 #define atomic_readandclear_int(p)      atomic_swap_int(p, 0)
 808 #define atomic_readandclear_long(p)     atomic_swap_long(p, 0)
 809
 810 /* Operations on 8-bit bytes. */
 811 #define atomic_set_8            atomic_set_char
 812 #define atomic_set_acq_8        atomic_set_acq_char
 813 #define atomic_set_rel_8        atomic_set_rel_char
 814 #define atomic_clear_8          atomic_clear_char
 815 #define atomic_clear_acq_8      atomic_clear_acq_char
 816 #define atomic_clear_rel_8      atomic_clear_rel_char
 817 #define atomic_add_8            atomic_add_char
 818 #define atomic_add_acq_8        atomic_add_acq_char
 819 #define atomic_add_rel_8        atomic_add_rel_char
 820 #define atomic_subtract_8       atomic_subtract_char
 821 #define atomic_subtract_acq_8   atomic_subtract_acq_char
 822 #define atomic_subtract_rel_8   atomic_subtract_rel_char
 823 #define atomic_load_acq_8       atomic_load_acq_char
 824 #define atomic_store_rel_8      atomic_store_rel_char
 825 #define atomic_cmpset_8         atomic_cmpset_char
 826 #define atomic_cmpset_acq_8     atomic_cmpset_acq_char
 827 #define atomic_cmpset_rel_8     atomic_cmpset_rel_char
 828 #define atomic_fcmpset_8        atomic_fcmpset_char
 829 #define atomic_fcmpset_acq_8    atomic_fcmpset_acq_char
 830 #define atomic_fcmpset_rel_8    atomic_fcmpset_rel_char
 831
 832 /* Operations on 16-bit words. */
 833 #define atomic_set_16           atomic_set_short
 834 #define atomic_set_acq_16       atomic_set_acq_short
 835 #define atomic_set_rel_16       atomic_set_rel_short
 836 #define atomic_clear_16         atomic_clear_short
 837 #define atomic_clear_acq_16     atomic_clear_acq_short
 838 #define atomic_clear_rel_16     atomic_clear_rel_short
 839 #define atomic_add_16           atomic_add_short
 840 #define atomic_add_acq_16       atomic_add_acq_short
 841 #define atomic_add_rel_16       atomic_add_rel_short
 842 #define atomic_subtract_16      atomic_subtract_short
 843 #define atomic_subtract_acq_16  atomic_subtract_acq_short
 844 #define atomic_subtract_rel_16  atomic_subtract_rel_short
 845 #define atomic_load_acq_16      atomic_load_acq_short
 846 #define atomic_store_rel_16     atomic_store_rel_short
 847 #define atomic_cmpset_16        atomic_cmpset_short
 848 #define atomic_cmpset_acq_16    atomic_cmpset_acq_short
 849 #define atomic_cmpset_rel_16    atomic_cmpset_rel_short
 850 #define atomic_fcmpset_16       atomic_fcmpset_short
 851 #define atomic_fcmpset_acq_16   atomic_fcmpset_acq_short
 852 #define atomic_fcmpset_rel_16   atomic_fcmpset_rel_short
 853
 854 /* Operations on 32-bit double words. */
 855 #define atomic_set_32           atomic_set_int
 856 #define atomic_set_acq_32       atomic_set_acq_int
 857 #define atomic_set_rel_32       atomic_set_rel_int
 858 #define atomic_clear_32         atomic_clear_int
 859 #define atomic_clear_acq_32     atomic_clear_acq_int
 860 #define atomic_clear_rel_32     atomic_clear_rel_int
 861 #define atomic_add_32           atomic_add_int
 862 #define atomic_add_acq_32       atomic_add_acq_int
 863 #define atomic_add_rel_32       atomic_add_rel_int
 864 #define atomic_subtract_32      atomic_subtract_int
 865 #define atomic_subtract_acq_32  atomic_subtract_acq_int
 866 #define atomic_subtract_rel_32  atomic_subtract_rel_int
 867 #define atomic_load_acq_32      atomic_load_acq_int
 868 #define atomic_store_rel_32     atomic_store_rel_int
 869 #define atomic_cmpset_32        atomic_cmpset_int
 870 #define atomic_cmpset_acq_32    atomic_cmpset_acq_int
 871 #define atomic_cmpset_rel_32    atomic_cmpset_rel_int
 872 #define atomic_fcmpset_32       atomic_fcmpset_int
 873 #define atomic_fcmpset_acq_32   atomic_fcmpset_acq_int
 874 #define atomic_fcmpset_rel_32   atomic_fcmpset_rel_int
 875 #define atomic_swap_32          atomic_swap_int
 876 #define atomic_readandclear_32  atomic_readandclear_int
 877 #define atomic_fetchadd_32      atomic_fetchadd_int
 878 #define atomic_testandset_32    atomic_testandset_int
 879 #define atomic_testandclear_32  atomic_testandclear_int
 880
 881 /* Operations on 64-bit quad words. */
 882 #define atomic_cmpset_acq_64 atomic_cmpset_64
 883 #define atomic_cmpset_rel_64 atomic_cmpset_64
 884 #define atomic_fcmpset_acq_64 atomic_fcmpset_64
 885 #define atomic_fcmpset_rel_64 atomic_fcmpset_64
 886 #define atomic_fetchadd_acq_64  atomic_fetchadd_64
 887 #define atomic_fetchadd_rel_64  atomic_fetchadd_64
 888 #define atomic_add_acq_64 atomic_add_64
 889 #define atomic_add_rel_64 atomic_add_64
 890 #define atomic_subtract_acq_64 atomic_subtract_64
 891 #define atomic_subtract_rel_64 atomic_subtract_64
 892
 893 /* Operations on pointers. */
 894 #define atomic_set_ptr(p, v) \
 895         atomic_set_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 896 #define atomic_set_acq_ptr(p, v) \
 897         atomic_set_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 898 #define atomic_set_rel_ptr(p, v) \
 899         atomic_set_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 900 #define atomic_clear_ptr(p, v) \
 901         atomic_clear_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 902 #define atomic_clear_acq_ptr(p, v) \
 903         atomic_clear_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 904 #define atomic_clear_rel_ptr(p, v) \
 905         atomic_clear_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 906 #define atomic_add_ptr(p, v) \
 907         atomic_add_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 908 #define atomic_add_acq_ptr(p, v) \
 909         atomic_add_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 910 #define atomic_add_rel_ptr(p, v) \
 911         atomic_add_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 912 #define atomic_subtract_ptr(p, v) \
 913         atomic_subtract_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 914 #define atomic_subtract_acq_ptr(p, v) \
 915         atomic_subtract_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 916 #define atomic_subtract_rel_ptr(p, v) \
 917         atomic_subtract_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 918 #define atomic_load_acq_ptr(p) \
 919         atomic_load_acq_int((volatile u_int *)(p))
 920 #define atomic_store_rel_ptr(p, v) \
 921         atomic_store_rel_int((volatile u_int *)(p), (v))
 922 #define atomic_cmpset_ptr(dst, old, new) \
 923         atomic_cmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), (u_int)(new))
 924 #define atomic_cmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 925         atomic_cmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 926             (u_int)(new))
 927 #define atomic_cmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 928         atomic_cmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 929             (u_int)(new))
 930 #define atomic_fcmpset_ptr(dst, old, new) \
 931         atomic_fcmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), (u_int)(new))
 932 #define atomic_fcmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 933         atomic_fcmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 934             (u_int)(new))
 935 #define atomic_fcmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 936         atomic_fcmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 937             (u_int)(new))
 938 #define atomic_swap_ptr(p, v) \
 939         atomic_swap_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 940 #define atomic_readandclear_ptr(p) \
 941         atomic_readandclear_int((volatile u_int *)(p))
 942
 943 #endif /* !WANT_FUNCTIONS */
 944
 945 #if defined(_KERNEL)
 946 #define mb()    __mbk()
 947 #define wmb()   __mbk()
 948 #define rmb()   __mbk()
 949 #else
 950 #define mb()    __mbu()
 951 #define wmb()   __mbu()
 952 #define rmb()   __mbu()
 953 #endif
 954
 955 #endif /* !_MACHINE_ATOMIC_H_ */