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 #ifdef _KERNEL
  36 #include <machine/md_var.h>
  37 #include <machine/specialreg.h>
  38 #endif
  39
  40 #ifndef __OFFSETOF_MONITORBUF
  41 /*
  42  * __OFFSETOF_MONITORBUF == __pcpu_offset(pc_monitorbuf).
  43  *
  44  * The open-coded number is used instead of the symbolic expression to
  45  * avoid a dependency on sys/pcpu.h in machine/atomic.h consumers.
  46  * An assertion in i386/vm_machdep.c ensures that the value is correct.
  47  */
  48 #define __OFFSETOF_MONITORBUF   0x80
  49
  50 static __inline void
  51 __mbk(void)
  52 {
  53
  54         __asm __volatile("lock; addl $0,%%fs:%0"
  55             : "+m" (*(u_int *)__OFFSETOF_MONITORBUF) : : "memory", "cc");
  56 }
  57
  58 static __inline void
  59 __mbu(void)
  60 {
  61
  62         __asm __volatile("lock; addl $0,(%%esp)" : : : "memory", "cc");
  63 }
  64 #endif
  65
  66 /*
  67  * Various simple operations on memory, each of which is atomic in the
  68  * presence of interrupts and multiple processors.
  69  *
  70  * atomic_set_char(P, V)        (*(u_char *)(P) |= (V))
  71  * atomic_clear_char(P, V)      (*(u_char *)(P) &= ~(V))
  72  * atomic_add_char(P, V)        (*(u_char *)(P) += (V))
  73  * atomic_subtract_char(P, V)   (*(u_char *)(P) -= (V))
  74  *
  75  * atomic_set_short(P, V)       (*(u_short *)(P) |= (V))
  76  * atomic_clear_short(P, V)     (*(u_short *)(P) &= ~(V))
  77  * atomic_add_short(P, V)       (*(u_short *)(P) += (V))
  78  * atomic_subtract_short(P, V)  (*(u_short *)(P) -= (V))
  79  *
  80  * atomic_set_int(P, V)         (*(u_int *)(P) |= (V))
  81  * atomic_clear_int(P, V)       (*(u_int *)(P) &= ~(V))
  82  * atomic_add_int(P, V)         (*(u_int *)(P) += (V))
  83  * atomic_subtract_int(P, V)    (*(u_int *)(P) -= (V))
  84  * atomic_swap_int(P, V)        (return (*(u_int *)(P)); *(u_int *)(P) = (V);)
  85  * atomic_readandclear_int(P)   (return (*(u_int *)(P)); *(u_int *)(P) = 0;)
  86  *
  87  * atomic_set_long(P, V)        (*(u_long *)(P) |= (V))
  88  * atomic_clear_long(P, V)      (*(u_long *)(P) &= ~(V))
  89  * atomic_add_long(P, V)        (*(u_long *)(P) += (V))
  90  * atomic_subtract_long(P, V)   (*(u_long *)(P) -= (V))
  91  * atomic_swap_long(P, V)       (return (*(u_long *)(P)); *(u_long *)(P) = (V);)
  92  * atomic_readandclear_long(P)  (return (*(u_long *)(P)); *(u_long *)(P) = 0;)
  93  */
  94
  95 /*
  96  * The above functions are expanded inline in the statically-linked
  97  * kernel.  Lock prefixes are generated if an SMP kernel is being
  98  * built.
  99  *
 100  * Kernel modules call real functions which are built into the kernel.
 101  * This allows kernel modules to be portable between UP and SMP systems.
 102  */
 103 #if defined(KLD_MODULE) || !defined(__GNUCLIKE_ASM)
 104 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)                     \
 105 void atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v);  \
 106 void atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)
 107
 108 int     atomic_cmpset_char(volatile u_char *dst, u_char expect, u_char src);
 109 int     atomic_cmpset_short(volatile u_short *dst, u_short expect, u_short src);
 110 int     atomic_cmpset_int(volatile u_int *dst, u_int expect, u_int src);
 111 int     atomic_fcmpset_char(volatile u_char *dst, u_char *expect, u_char src);
 112 int     atomic_fcmpset_short(volatile u_short *dst, u_short *expect,
 113             u_short src);
 114 int     atomic_fcmpset_int(volatile u_int *dst, u_int *expect, u_int src);
 115 u_int   atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v);
 116 int     atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v);
 117 int     atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v);
 118 void    atomic_thread_fence_acq(void);
 119 void    atomic_thread_fence_acq_rel(void);
 120 void    atomic_thread_fence_rel(void);
 121 void    atomic_thread_fence_seq_cst(void);
 122
 123 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 124 u_##TYPE        atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)
 125 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 126 void            atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)
 127
 128 int             atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 129 uint64_t        atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *);
 130 void            atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 131 uint64_t        atomic_swap_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 132 uint64_t        atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 133
 134 #else /* !KLD_MODULE && __GNUCLIKE_ASM */
 135
 136 /*
 137  * For userland, always use lock prefixes so that the binaries will run
 138  * on both SMP and !SMP systems.
 139  */
 140 #if defined(SMP) || !defined(_KERNEL)
 141 #define MPLOCKED        "lock ; "
 142 #else
 143 #define MPLOCKED
 144 #endif
 145
 146 /*
 147  * The assembly is volatilized to avoid code chunk removal by the compiler.
 148  * GCC aggressively reorders operations and memory clobbering is necessary
 149  * in order to avoid that for memory barriers.
 150  */
 151 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
 152 static __inline void                                    \
 153 atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 154 {                                                       \
 155         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 156         : "+m" (*p)                                     \
 157         : CONS (V)                                      \
 158         : "cc");                                        \
 159 }                                                       \
 160                                                         \
 161 static __inline void                                    \
 162 atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 163 {                                                       \
 164         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 165         : "+m" (*p)                                     \
 166         : CONS (V)                                      \
 167         : "memory", "cc");                              \
 168 }                                                       \
 169 struct __hack
 170
 171 /*
 172  * Atomic compare and set, used by the mutex functions.
 173  *
 174  * cmpset:
 175  *      if (*dst == expect)
 176  *              *dst = src
 177  *
 178  * fcmpset:
 179  *      if (*dst == *expect)
 180  *              *dst = src
 181  *      else
 182  *              *expect = *dst
 183  *
 184  * Returns 0 on failure, non-zero on success.
 185  */
 186 #define ATOMIC_CMPSET(TYPE, CONS)                       \
 187 static __inline int                                     \
 188 atomic_cmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE expect, u_##TYPE src) \
 189 {                                                       \
 190         u_char res;                                     \
 191                                                         \
 192         __asm __volatile(                               \
 193         "       " MPLOCKED "            "               \
 194         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 195         "       sete    %0 ;            "               \
 196         "# atomic_cmpset_" #TYPE "      "               \
 197         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 198           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 199           "+a" (expect)                 /* 2 */         \
 200         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 201         : "memory", "cc");                              \
 202         return (res);                                   \
 203 }                                                       \
 204                                                         \
 205 static __inline int                                     \
 206 atomic_fcmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE *expect, u_##TYPE src) \
 207 {                                                       \
 208         u_char res;                                     \
 209                                                         \
 210         __asm __volatile(                               \
 211         "       " MPLOCKED "            "               \
 212         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 213         "       sete    %0 ;            "               \
 214         "# atomic_fcmpset_" #TYPE "     "               \
 215         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 216           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 217           "+a" (*expect)                /* 2 */         \
 218         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 219         : "memory", "cc");                              \
 220         return (res);                                   \
 221 }
 222
 223 ATOMIC_CMPSET(char, "q");
 224 ATOMIC_CMPSET(short, "r");
 225 ATOMIC_CMPSET(int, "r");
 226
 227 /*
 228  * Atomically add the value of v to the integer pointed to by p and return
 229  * the previous value of *p.
 230  */
 231 static __inline u_int
 232 atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v)
 233 {
 234
 235         __asm __volatile(
 236         "       " MPLOCKED "            "
 237         "       xaddl   %0,%1 ;         "
 238         "# atomic_fetchadd_int"
 239         : "+r" (v),                     /* 0 */
 240           "+m" (*p)                     /* 1 */
 241         : : "cc");
 242         return (v);
 243 }
 244
 245 static __inline int
 246 atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v)
 247 {
 248         u_char res;
 249
 250         __asm __volatile(
 251         "       " MPLOCKED "            "
 252         "       btsl    %2,%1 ;         "
 253         "       setc    %0 ;            "
 254         "# atomic_testandset_int"
 255         : "=q" (res),                   /* 0 */
 256           "+m" (*p)                     /* 1 */
 257         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 258         : "cc");
 259         return (res);
 260 }
 261
 262 static __inline int
 263 atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v)
 264 {
 265         u_char res;
 266
 267         __asm __volatile(
 268         "       " MPLOCKED "            "
 269         "       btrl    %2,%1 ;         "
 270         "       setc    %0 ;            "
 271         "# atomic_testandclear_int"
 272         : "=q" (res),                   /* 0 */
 273           "+m" (*p)                     /* 1 */
 274         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 275         : "cc");
 276         return (res);
 277 }
 278
 279 /*
 280  * We assume that a = b will do atomic loads and stores.  Due to the
 281  * IA32 memory model, a simple store guarantees release semantics.
 282  *
 283  * However, a load may pass a store if they are performed on distinct
 284  * addresses, so we need Store/Load barrier for sequentially
 285  * consistent fences in SMP kernels.  We use "lock addl $0,mem" for a
 286  * Store/Load barrier, as recommended by the AMD Software Optimization
 287  * Guide, and not mfence.  In the kernel, we use a private per-cpu
 288  * cache line for "mem", to avoid introducing false data
 289  * dependencies.  In user space, we use the word at the top of the
 290  * stack.
 291  *
 292  * For UP kernels, however, the memory of the single processor is
 293  * always consistent, so we only need to stop the compiler from
 294  * reordering accesses in a way that violates the semantics of acquire
 295  * and release.
 296  */
 297
 298 #if defined(_KERNEL)
 299 #if defined(SMP)
 300 #define __storeload_barrier()   __mbk()
 301 #else /* _KERNEL && UP */
 302 #define __storeload_barrier()   __compiler_membar()
 303 #endif /* SMP */
 304 #else /* !_KERNEL */
 305 #define __storeload_barrier()   __mbu()
 306 #endif /* _KERNEL*/
 307
 308 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 309 static __inline u_##TYPE                                        \
 310 atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)                    \
 311 {                                                               \
 312         u_##TYPE res;                                           \
 313                                                                 \
 314         res = *p;                                               \
 315         __compiler_membar();                                    \
 316         return (res);                                           \
 317 }                                                               \
 318 struct __hack
 319
 320 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 321 static __inline void                                            \
 322 atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)       \
 323 {                                                               \
 324                                                                 \
 325         __compiler_membar();                                    \
 326         *p = v;                                                 \
 327 }                                                               \
 328 struct __hack
 329
 330 static __inline void
 331 atomic_thread_fence_acq(void)
 332 {
 333
 334         __compiler_membar();
 335 }
 336
 337 static __inline void
 338 atomic_thread_fence_rel(void)
 339 {
 340
 341         __compiler_membar();
 342 }
 343
 344 static __inline void
 345 atomic_thread_fence_acq_rel(void)
 346 {
 347
 348         __compiler_membar();
 349 }
 350
 351 static __inline void
 352 atomic_thread_fence_seq_cst(void)
 353 {
 354
 355         __storeload_barrier();
 356 }
 357
 358 #ifdef _KERNEL
 359
 360 #ifdef WANT_FUNCTIONS
 361 int             atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 362 int             atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 363 uint64_t        atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *);
 364 uint64_t        atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *);
 365 void            atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 366 void            atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 367 uint64_t        atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 368 uint64_t        atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 369 #endif
 370
 371 /* I486 does not support SMP or CMPXCHG8B. */
 372 static __inline int
 373 atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 374 {
 375         volatile uint32_t *p;
 376         u_char res;
 377
 378         p = (volatile uint32_t *)dst;
 379         __asm __volatile(
 380         "       pushfl ;                "
 381         "       cli ;                   "
 382         "       xorl    %1,%%eax ;      "
 383         "       xorl    %2,%%edx ;      "
 384         "       orl     %%edx,%%eax ;   "
 385         "       jne     1f ;            "
 386         "       movl    %4,%1 ;         "
 387         "       movl    %5,%2 ;         "
 388         "1:                             "
 389         "       sete    %3 ;            "
 390         "       popfl"
 391         : "+A" (expect),                /* 0 */
 392           "+m" (*p),                    /* 1 */
 393           "+m" (*(p + 1)),              /* 2 */
 394           "=q" (res)                    /* 3 */
 395         : "r" ((uint32_t)src),          /* 4 */
 396           "r" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 5 */
 397         : "memory", "cc");
 398         return (res);
 399 }
 400
 401 static __inline uint64_t
 402 atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *p)
 403 {
 404         volatile uint32_t *q;
 405         uint64_t res;
 406
 407         q = (volatile uint32_t *)p;
 408         __asm __volatile(
 409         "       pushfl ;                "
 410         "       cli ;                   "
 411         "       movl    %1,%%eax ;      "
 412         "       movl    %2,%%edx ;      "
 413         "       popfl"
 414         : "=&A" (res)                   /* 0 */
 415         : "m" (*q),                     /* 1 */
 416           "m" (*(q + 1))                /* 2 */
 417         : "memory");
 418         return (res);
 419 }
 420
 421 static __inline void
 422 atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 423 {
 424         volatile uint32_t *q;
 425
 426         q = (volatile uint32_t *)p;
 427         __asm __volatile(
 428         "       pushfl ;                "
 429         "       cli ;                   "
 430         "       movl    %%eax,%0 ;      "
 431         "       movl    %%edx,%1 ;      "
 432         "       popfl"
 433         : "=m" (*q),                    /* 0 */
 434           "=m" (*(q + 1))               /* 1 */
 435         : "A" (v)                       /* 2 */
 436         : "memory");
 437 }
 438
 439 static __inline uint64_t
 440 atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 441 {
 442         volatile uint32_t *q;
 443         uint64_t res;
 444
 445         q = (volatile uint32_t *)p;
 446         __asm __volatile(
 447         "       pushfl ;                "
 448         "       cli ;                   "
 449         "       movl    %1,%%eax ;      "
 450         "       movl    %2,%%edx ;      "
 451         "       movl    %4,%2 ;         "
 452         "       movl    %3,%1 ;         "
 453         "       popfl"
 454         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 455           "+m" (*q),                    /* 1 */
 456           "+m" (*(q + 1))               /* 2 */
 457         : "r" ((uint32_t)v),            /* 3 */
 458           "r" ((uint32_t)(v >> 32)));   /* 4 */
 459         return (res);
 460 }
 461
 462 static __inline int
 463 atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 464 {
 465         u_char res;
 466
 467         __asm __volatile(
 468         "       " MPLOCKED "            "
 469         "       cmpxchg8b %1 ;          "
 470         "       sete    %0"
 471         : "=q" (res),                   /* 0 */
 472           "+m" (*dst),                  /* 1 */
 473           "+A" (expect)                 /* 2 */
 474         : "b" ((uint32_t)src),          /* 3 */
 475           "c" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 4 */
 476         : "memory", "cc");
 477         return (res);
 478 }
 479
 480 static __inline uint64_t
 481 atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *p)
 482 {
 483         uint64_t res;
 484
 485         __asm __volatile(
 486         "       movl    %%ebx,%%eax ;   "
 487         "       movl    %%ecx,%%edx ;   "
 488         "       " MPLOCKED "            "
 489         "       cmpxchg8b %1"
 490         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 491           "+m" (*p)                     /* 1 */
 492         : : "memory", "cc");
 493         return (res);
 494 }
 495
 496 static __inline void
 497 atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 498 {
 499
 500         __asm __volatile(
 501         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 502         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 503         "1:                             "
 504         "       " MPLOCKED "            "
 505         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 506         "       jne     1b"
 507         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 508           "+A" (v)                      /* 1 */
 509         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 510 }
 511
 512 static __inline uint64_t
 513 atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 514 {
 515
 516         __asm __volatile(
 517         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 518         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 519         "1:                             "
 520         "       " MPLOCKED "            "
 521         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 522         "       jne     1b"
 523         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 524           "+A" (v)                      /* 1 */
 525         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 526         return (v);
 527 }
 528
 529 static __inline int
 530 atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 531 {
 532
 533         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 534                 return (atomic_cmpset_64_i386(dst, expect, src));
 535         else
 536                 return (atomic_cmpset_64_i586(dst, expect, src));
 537 }
 538
 539 static __inline uint64_t
 540 atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *p)
 541 {
 542
 543         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 544                 return (atomic_load_acq_64_i386(p));
 545         else
 546                 return (atomic_load_acq_64_i586(p));
 547 }
 548
 549 static __inline void
 550 atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 551 {
 552
 553         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 554                 atomic_store_rel_64_i386(p, v);
 555         else
 556                 atomic_store_rel_64_i586(p, v);
 557 }
 558
 559 static __inline uint64_t
 560 atomic_swap_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 561 {
 562
 563         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 564                 return (atomic_swap_64_i386(p, v));
 565         else
 566                 return (atomic_swap_64_i586(p, v));
 567 }
 568
 569 static __inline uint64_t
 570 atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 571 {
 572
 573         for (;;) {
 574                 uint64_t t = *p;
 575                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 576                         return (t);
 577         }
 578 }
 579
 580 #endif /* _KERNEL */
 581
 582 #endif /* KLD_MODULE || !__GNUCLIKE_ASM */
 583
 584 ATOMIC_ASM(set,      char,  "orb %b1,%0",  "iq",  v);
 585 ATOMIC_ASM(clear,    char,  "andb %b1,%0", "iq", ~v);
 586 ATOMIC_ASM(add,      char,  "addb %b1,%0", "iq",  v);
 587 ATOMIC_ASM(subtract, char,  "subb %b1,%0", "iq",  v);
 588
 589 ATOMIC_ASM(set,      short, "orw %w1,%0",  "ir",  v);
 590 ATOMIC_ASM(clear,    short, "andw %w1,%0", "ir", ~v);
 591 ATOMIC_ASM(add,      short, "addw %w1,%0", "ir",  v);
 592 ATOMIC_ASM(subtract, short, "subw %w1,%0", "ir",  v);
 593
 594 ATOMIC_ASM(set,      int,   "orl %1,%0",   "ir",  v);
 595 ATOMIC_ASM(clear,    int,   "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 596 ATOMIC_ASM(add,      int,   "addl %1,%0",  "ir",  v);
 597 ATOMIC_ASM(subtract, int,   "subl %1,%0",  "ir",  v);
 598
 599 ATOMIC_ASM(set,      long,  "orl %1,%0",   "ir",  v);
 600 ATOMIC_ASM(clear,    long,  "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 601 ATOMIC_ASM(add,      long,  "addl %1,%0",  "ir",  v);
 602 ATOMIC_ASM(subtract, long,  "subl %1,%0",  "ir",  v);
 603
 604 #define ATOMIC_LOADSTORE(TYPE)                          \
 605         ATOMIC_LOAD(TYPE);                              \
 606         ATOMIC_STORE(TYPE)
 607
 608 ATOMIC_LOADSTORE(char);
 609 ATOMIC_LOADSTORE(short);
 610 ATOMIC_LOADSTORE(int);
 611 ATOMIC_LOADSTORE(long);
 612
 613 #undef ATOMIC_ASM
 614 #undef ATOMIC_LOAD
 615 #undef ATOMIC_STORE
 616 #undef ATOMIC_LOADSTORE
 617
 618 #ifndef WANT_FUNCTIONS
 619
 620 static __inline int
 621 atomic_cmpset_long(volatile u_long *dst, u_long expect, u_long src)
 622 {
 623
 624         return (atomic_cmpset_int((volatile u_int *)dst, (u_int)expect,
 625             (u_int)src));
 626 }
 627
 628 static __inline u_long
 629 atomic_fetchadd_long(volatile u_long *p, u_long v)
 630 {
 631
 632         return (atomic_fetchadd_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 633 }
 634
 635 static __inline int
 636 atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_int v)
 637 {
 638
 639         return (atomic_testandset_int((volatile u_int *)p, v));
 640 }
 641
 642 static __inline int
 643 atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_int v)
 644 {
 645
 646         return (atomic_testandclear_int((volatile u_int *)p, v));
 647 }
 648
 649 /* Read the current value and store a new value in the destination. */
 650 #ifdef __GNUCLIKE_ASM
 651
 652 static __inline u_int
 653 atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v)
 654 {
 655
 656         __asm __volatile(
 657         "       xchgl   %1,%0 ;         "
 658         "# atomic_swap_int"
 659         : "+r" (v),                     /* 0 */
 660           "+m" (*p));                   /* 1 */
 661         return (v);
 662 }
 663
 664 static __inline u_long
 665 atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v)
 666 {
 667
 668         return (atomic_swap_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 669 }
 670
 671 #else /* !__GNUCLIKE_ASM */
 672
 673 u_int   atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v);
 674 u_long  atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v);
 675
 676 #endif /* __GNUCLIKE_ASM */
 677
 678 #define atomic_set_acq_char             atomic_set_barr_char
 679 #define atomic_set_rel_char             atomic_set_barr_char
 680 #define atomic_clear_acq_char           atomic_clear_barr_char
 681 #define atomic_clear_rel_char           atomic_clear_barr_char
 682 #define atomic_add_acq_char             atomic_add_barr_char
 683 #define atomic_add_rel_char             atomic_add_barr_char
 684 #define atomic_subtract_acq_char        atomic_subtract_barr_char
 685 #define atomic_subtract_rel_char        atomic_subtract_barr_char
 686 #define atomic_cmpset_acq_char          atomic_cmpset_char
 687 #define atomic_cmpset_rel_char          atomic_cmpset_char
 688 #define atomic_fcmpset_acq_char         atomic_fcmpset_char
 689 #define atomic_fcmpset_rel_char         atomic_fcmpset_char
 690
 691 #define atomic_set_acq_short            atomic_set_barr_short
 692 #define atomic_set_rel_short            atomic_set_barr_short
 693 #define atomic_clear_acq_short          atomic_clear_barr_short
 694 #define atomic_clear_rel_short          atomic_clear_barr_short
 695 #define atomic_add_acq_short            atomic_add_barr_short
 696 #define atomic_add_rel_short            atomic_add_barr_short
 697 #define atomic_subtract_acq_short       atomic_subtract_barr_short
 698 #define atomic_subtract_rel_short       atomic_subtract_barr_short
 699 #define atomic_cmpset_acq_short         atomic_cmpset_short
 700 #define atomic_cmpset_rel_short         atomic_cmpset_short
 701 #define atomic_fcmpset_acq_short        atomic_fcmpset_short
 702 #define atomic_fcmpset_rel_short        atomic_fcmpset_short
 703
 704 #define atomic_set_acq_int              atomic_set_barr_int
 705 #define atomic_set_rel_int              atomic_set_barr_int
 706 #define atomic_clear_acq_int            atomic_clear_barr_int
 707 #define atomic_clear_rel_int            atomic_clear_barr_int
 708 #define atomic_add_acq_int              atomic_add_barr_int
 709 #define atomic_add_rel_int              atomic_add_barr_int
 710 #define atomic_subtract_acq_int         atomic_subtract_barr_int
 711 #define atomic_subtract_rel_int         atomic_subtract_barr_int
 712 #define atomic_cmpset_acq_int           atomic_cmpset_int
 713 #define atomic_cmpset_rel_int           atomic_cmpset_int
 714 #define atomic_fcmpset_acq_int          atomic_fcmpset_int
 715 #define atomic_fcmpset_rel_int          atomic_fcmpset_int
 716
 717 #define atomic_set_acq_long             atomic_set_barr_long
 718 #define atomic_set_rel_long             atomic_set_barr_long
 719 #define atomic_clear_acq_long           atomic_clear_barr_long
 720 #define atomic_clear_rel_long           atomic_clear_barr_long
 721 #define atomic_add_acq_long             atomic_add_barr_long
 722 #define atomic_add_rel_long             atomic_add_barr_long
 723 #define atomic_subtract_acq_long        atomic_subtract_barr_long
 724 #define atomic_subtract_rel_long        atomic_subtract_barr_long
 725 #define atomic_cmpset_acq_long          atomic_cmpset_long
 726 #define atomic_cmpset_rel_long          atomic_cmpset_long
 727 #define atomic_fcmpset_acq_long         atomic_fcmpset_long
 728 #define atomic_fcmpset_rel_long         atomic_fcmpset_long
 729
 730 #define atomic_readandclear_int(p)      atomic_swap_int(p, 0)
 731 #define atomic_readandclear_long(p)     atomic_swap_long(p, 0)
 732
 733 /* Operations on 8-bit bytes. */
 734 #define atomic_set_8            atomic_set_char
 735 #define atomic_set_acq_8        atomic_set_acq_char
 736 #define atomic_set_rel_8        atomic_set_rel_char
 737 #define atomic_clear_8          atomic_clear_char
 738 #define atomic_clear_acq_8      atomic_clear_acq_char
 739 #define atomic_clear_rel_8      atomic_clear_rel_char
 740 #define atomic_add_8            atomic_add_char
 741 #define atomic_add_acq_8        atomic_add_acq_char
 742 #define atomic_add_rel_8        atomic_add_rel_char
 743 #define atomic_subtract_8       atomic_subtract_char
 744 #define atomic_subtract_acq_8   atomic_subtract_acq_char
 745 #define atomic_subtract_rel_8   atomic_subtract_rel_char
 746 #define atomic_load_acq_8       atomic_load_acq_char
 747 #define atomic_store_rel_8      atomic_store_rel_char
 748 #define atomic_cmpset_8         atomic_cmpset_char
 749 #define atomic_cmpset_acq_8     atomic_cmpset_acq_char
 750 #define atomic_cmpset_rel_8     atomic_cmpset_rel_char
 751 #define atomic_fcmpset_8        atomic_fcmpset_char
 752 #define atomic_fcmpset_acq_8    atomic_fcmpset_acq_char
 753 #define atomic_fcmpset_rel_8    atomic_fcmpset_rel_char
 754
 755 /* Operations on 16-bit words. */
 756 #define atomic_set_16           atomic_set_short
 757 #define atomic_set_acq_16       atomic_set_acq_short
 758 #define atomic_set_rel_16       atomic_set_rel_short
 759 #define atomic_clear_16         atomic_clear_short
 760 #define atomic_clear_acq_16     atomic_clear_acq_short
 761 #define atomic_clear_rel_16     atomic_clear_rel_short
 762 #define atomic_add_16           atomic_add_short
 763 #define atomic_add_acq_16       atomic_add_acq_short
 764 #define atomic_add_rel_16       atomic_add_rel_short
 765 #define atomic_subtract_16      atomic_subtract_short
 766 #define atomic_subtract_acq_16  atomic_subtract_acq_short
 767 #define atomic_subtract_rel_16  atomic_subtract_rel_short
 768 #define atomic_load_acq_16      atomic_load_acq_short
 769 #define atomic_store_rel_16     atomic_store_rel_short
 770 #define atomic_cmpset_16        atomic_cmpset_short
 771 #define atomic_cmpset_acq_16    atomic_cmpset_acq_short
 772 #define atomic_cmpset_rel_16    atomic_cmpset_rel_short
 773 #define atomic_fcmpset_16       atomic_fcmpset_short
 774 #define atomic_fcmpset_acq_16   atomic_fcmpset_acq_short
 775 #define atomic_fcmpset_rel_16   atomic_fcmpset_rel_short
 776
 777 /* Operations on 32-bit double words. */
 778 #define atomic_set_32           atomic_set_int
 779 #define atomic_set_acq_32       atomic_set_acq_int
 780 #define atomic_set_rel_32       atomic_set_rel_int
 781 #define atomic_clear_32         atomic_clear_int
 782 #define atomic_clear_acq_32     atomic_clear_acq_int
 783 #define atomic_clear_rel_32     atomic_clear_rel_int
 784 #define atomic_add_32           atomic_add_int
 785 #define atomic_add_acq_32       atomic_add_acq_int
 786 #define atomic_add_rel_32       atomic_add_rel_int
 787 #define atomic_subtract_32      atomic_subtract_int
 788 #define atomic_subtract_acq_32  atomic_subtract_acq_int
 789 #define atomic_subtract_rel_32  atomic_subtract_rel_int
 790 #define atomic_load_acq_32      atomic_load_acq_int
 791 #define atomic_store_rel_32     atomic_store_rel_int
 792 #define atomic_cmpset_32        atomic_cmpset_int
 793 #define atomic_cmpset_acq_32    atomic_cmpset_acq_int
 794 #define atomic_cmpset_rel_32    atomic_cmpset_rel_int
 795 #define atomic_fcmpset_32       atomic_fcmpset_int
 796 #define atomic_fcmpset_acq_32   atomic_fcmpset_acq_int
 797 #define atomic_fcmpset_rel_32   atomic_fcmpset_rel_int
 798 #define atomic_swap_32          atomic_swap_int
 799 #define atomic_readandclear_32  atomic_readandclear_int
 800 #define atomic_fetchadd_32      atomic_fetchadd_int
 801 #define atomic_testandset_32    atomic_testandset_int
 802 #define atomic_testandclear_32  atomic_testandclear_int
 803
 804 /* Operations on pointers. */
 805 #define atomic_set_ptr(p, v) \
 806         atomic_set_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 807 #define atomic_set_acq_ptr(p, v) \
 808         atomic_set_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 809 #define atomic_set_rel_ptr(p, v) \
 810         atomic_set_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 811 #define atomic_clear_ptr(p, v) \
 812         atomic_clear_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 813 #define atomic_clear_acq_ptr(p, v) \
 814         atomic_clear_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 815 #define atomic_clear_rel_ptr(p, v) \
 816         atomic_clear_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 817 #define atomic_add_ptr(p, v) \
 818         atomic_add_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 819 #define atomic_add_acq_ptr(p, v) \
 820         atomic_add_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 821 #define atomic_add_rel_ptr(p, v) \
 822         atomic_add_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 823 #define atomic_subtract_ptr(p, v) \
 824         atomic_subtract_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 825 #define atomic_subtract_acq_ptr(p, v) \
 826         atomic_subtract_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 827 #define atomic_subtract_rel_ptr(p, v) \
 828         atomic_subtract_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 829 #define atomic_load_acq_ptr(p) \
 830         atomic_load_acq_int((volatile u_int *)(p))
 831 #define atomic_store_rel_ptr(p, v) \
 832         atomic_store_rel_int((volatile u_int *)(p), (v))
 833 #define atomic_cmpset_ptr(dst, old, new) \
 834         atomic_cmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), (u_int)(new))
 835 #define atomic_cmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 836         atomic_cmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 837             (u_int)(new))
 838 #define atomic_cmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 839         atomic_cmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 840             (u_int)(new))
 841 #define atomic_fcmpset_ptr(dst, old, new) \
 842         atomic_fcmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), (u_int)(new))
 843 #define atomic_fcmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 844         atomic_fcmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 845             (u_int)(new))
 846 #define atomic_fcmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 847         atomic_fcmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 848             (u_int)(new))
 849 #define atomic_swap_ptr(p, v) \
 850         atomic_swap_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 851 #define atomic_readandclear_ptr(p) \
 852         atomic_readandclear_int((volatile u_int *)(p))
 853
 854 #endif /* !WANT_FUNCTIONS */
 855
 856 #if defined(_KERNEL)
 857 #define mb()    __mbk()
 858 #define wmb()   __mbk()
 859 #define rmb()   __mbk()
 860 #else
 861 #define mb()    __mbu()
 862 #define wmb()   __mbu()
 863 #define rmb()   __mbu()
 864 #endif
 865
 866 #endif /* !_MACHINE_ATOMIC_H_ */