sys/i386/include/atomic.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 1998 Doug Rabson
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  *
  28  * $FreeBSD$
  29  */
  30 #ifndef _MACHINE_ATOMIC_H_
  31 #define _MACHINE_ATOMIC_H_
  32
  33 #ifndef _SYS_CDEFS_H_
  34 #error this file needs sys/cdefs.h as a prerequisite
  35 #endif
  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   0x80
  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 uint64_t        atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *);
 132 void            atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 133 uint64_t        atomic_swap_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 134 uint64_t        atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 135
 136 #else /* !KLD_MODULE && __GNUCLIKE_ASM */
 137
 138 /*
 139  * For userland, always use lock prefixes so that the binaries will run
 140  * on both SMP and !SMP systems.
 141  */
 142 #if defined(SMP) || !defined(_KERNEL)
 143 #define MPLOCKED        "lock ; "
 144 #else
 145 #define MPLOCKED
 146 #endif
 147
 148 /*
 149  * The assembly is volatilized to avoid code chunk removal by the compiler.
 150  * GCC aggressively reorders operations and memory clobbering is necessary
 151  * in order to avoid that for memory barriers.
 152  */
 153 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
 154 static __inline void                                    \
 155 atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 156 {                                                       \
 157         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 158         : "+m" (*p)                                     \
 159         : CONS (V)                                      \
 160         : "cc");                                        \
 161 }                                                       \
 162                                                         \
 163 static __inline void                                    \
 164 atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 165 {                                                       \
 166         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 167         : "+m" (*p)                                     \
 168         : CONS (V)                                      \
 169         : "memory", "cc");                              \
 170 }                                                       \
 171 struct __hack
 172
 173 /*
 174  * Atomic compare and set, used by the mutex functions.
 175  *
 176  * cmpset:
 177  *      if (*dst == expect)
 178  *              *dst = src
 179  *
 180  * fcmpset:
 181  *      if (*dst == *expect)
 182  *              *dst = src
 183  *      else
 184  *              *expect = *dst
 185  *
 186  * Returns 0 on failure, non-zero on success.
 187  */
 188 #define ATOMIC_CMPSET(TYPE, CONS)                       \
 189 static __inline int                                     \
 190 atomic_cmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE expect, u_##TYPE src) \
 191 {                                                       \
 192         u_char res;                                     \
 193                                                         \
 194         __asm __volatile(                               \
 195         "       " MPLOCKED "            "               \
 196         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 197         "       sete    %0 ;            "               \
 198         "# atomic_cmpset_" #TYPE "      "               \
 199         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 200           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 201           "+a" (expect)                 /* 2 */         \
 202         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 203         : "memory", "cc");                              \
 204         return (res);                                   \
 205 }                                                       \
 206                                                         \
 207 static __inline int                                     \
 208 atomic_fcmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE *expect, u_##TYPE src) \
 209 {                                                       \
 210         u_char res;                                     \
 211                                                         \
 212         __asm __volatile(                               \
 213         "       " MPLOCKED "            "               \
 214         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 215         "       sete    %0 ;            "               \
 216         "# atomic_fcmpset_" #TYPE "     "               \
 217         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 218           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 219           "+a" (*expect)                /* 2 */         \
 220         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 221         : "memory", "cc");                              \
 222         return (res);                                   \
 223 }
 224
 225 ATOMIC_CMPSET(char, "q");
 226 ATOMIC_CMPSET(short, "r");
 227 ATOMIC_CMPSET(int, "r");
 228
 229 /*
 230  * Atomically add the value of v to the integer pointed to by p and return
 231  * the previous value of *p.
 232  */
 233 static __inline u_int
 234 atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v)
 235 {
 236
 237         __asm __volatile(
 238         "       " MPLOCKED "            "
 239         "       xaddl   %0,%1 ;         "
 240         "# atomic_fetchadd_int"
 241         : "+r" (v),                     /* 0 */
 242           "+m" (*p)                     /* 1 */
 243         : : "cc");
 244         return (v);
 245 }
 246
 247 static __inline int
 248 atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v)
 249 {
 250         u_char res;
 251
 252         __asm __volatile(
 253         "       " MPLOCKED "            "
 254         "       btsl    %2,%1 ;         "
 255         "       setc    %0 ;            "
 256         "# atomic_testandset_int"
 257         : "=q" (res),                   /* 0 */
 258           "+m" (*p)                     /* 1 */
 259         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 260         : "cc");
 261         return (res);
 262 }
 263
 264 static __inline int
 265 atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v)
 266 {
 267         u_char res;
 268
 269         __asm __volatile(
 270         "       " MPLOCKED "            "
 271         "       btrl    %2,%1 ;         "
 272         "       setc    %0 ;            "
 273         "# atomic_testandclear_int"
 274         : "=q" (res),                   /* 0 */
 275           "+m" (*p)                     /* 1 */
 276         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 277         : "cc");
 278         return (res);
 279 }
 280
 281 /*
 282  * We assume that a = b will do atomic loads and stores.  Due to the
 283  * IA32 memory model, a simple store guarantees release semantics.
 284  *
 285  * However, a load may pass a store if they are performed on distinct
 286  * addresses, so we need Store/Load barrier for sequentially
 287  * consistent fences in SMP kernels.  We use "lock addl $0,mem" for a
 288  * Store/Load barrier, as recommended by the AMD Software Optimization
 289  * Guide, and not mfence.  In the kernel, we use a private per-cpu
 290  * cache line for "mem", to avoid introducing false data
 291  * dependencies.  In user space, we use the word at the top of the
 292  * stack.
 293  *
 294  * For UP kernels, however, the memory of the single processor is
 295  * always consistent, so we only need to stop the compiler from
 296  * reordering accesses in a way that violates the semantics of acquire
 297  * and release.
 298  */
 299
 300 #if defined(_KERNEL)
 301 #if defined(SMP)
 302 #define __storeload_barrier()   __mbk()
 303 #else /* _KERNEL && UP */
 304 #define __storeload_barrier()   __compiler_membar()
 305 #endif /* SMP */
 306 #else /* !_KERNEL */
 307 #define __storeload_barrier()   __mbu()
 308 #endif /* _KERNEL*/
 309
 310 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 311 static __inline u_##TYPE                                        \
 312 atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)                    \
 313 {                                                               \
 314         u_##TYPE res;                                           \
 315                                                                 \
 316         res = *p;                                               \
 317         __compiler_membar();                                    \
 318         return (res);                                           \
 319 }                                                               \
 320 struct __hack
 321
 322 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 323 static __inline void                                            \
 324 atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)       \
 325 {                                                               \
 326                                                                 \
 327         __compiler_membar();                                    \
 328         *p = v;                                                 \
 329 }                                                               \
 330 struct __hack
 331
 332 static __inline void
 333 atomic_thread_fence_acq(void)
 334 {
 335
 336         __compiler_membar();
 337 }
 338
 339 static __inline void
 340 atomic_thread_fence_rel(void)
 341 {
 342
 343         __compiler_membar();
 344 }
 345
 346 static __inline void
 347 atomic_thread_fence_acq_rel(void)
 348 {
 349
 350         __compiler_membar();
 351 }
 352
 353 static __inline void
 354 atomic_thread_fence_seq_cst(void)
 355 {
 356
 357         __storeload_barrier();
 358 }
 359
 360 #ifdef _KERNEL
 361
 362 #ifdef WANT_FUNCTIONS
 363 int             atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 364 int             atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 365 uint64_t        atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *);
 366 uint64_t        atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *);
 367 void            atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 368 void            atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 369 uint64_t        atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 370 uint64_t        atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 371 #endif
 372
 373 /* I486 does not support SMP or CMPXCHG8B. */
 374 static __inline int
 375 atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 376 {
 377         volatile uint32_t *p;
 378         u_char res;
 379
 380         p = (volatile uint32_t *)dst;
 381         __asm __volatile(
 382         "       pushfl ;                "
 383         "       cli ;                   "
 384         "       xorl    %1,%%eax ;      "
 385         "       xorl    %2,%%edx ;      "
 386         "       orl     %%edx,%%eax ;   "
 387         "       jne     1f ;            "
 388         "       movl    %4,%1 ;         "
 389         "       movl    %5,%2 ;         "
 390         "1:                             "
 391         "       sete    %3 ;            "
 392         "       popfl"
 393         : "+A" (expect),                /* 0 */
 394           "+m" (*p),                    /* 1 */
 395           "+m" (*(p + 1)),              /* 2 */
 396           "=q" (res)                    /* 3 */
 397         : "r" ((uint32_t)src),          /* 4 */
 398           "r" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 5 */
 399         : "memory", "cc");
 400         return (res);
 401 }
 402
 403 static __inline uint64_t
 404 atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *p)
 405 {
 406         volatile uint32_t *q;
 407         uint64_t res;
 408
 409         q = (volatile uint32_t *)p;
 410         __asm __volatile(
 411         "       pushfl ;                "
 412         "       cli ;                   "
 413         "       movl    %1,%%eax ;      "
 414         "       movl    %2,%%edx ;      "
 415         "       popfl"
 416         : "=&A" (res)                   /* 0 */
 417         : "m" (*q),                     /* 1 */
 418           "m" (*(q + 1))                /* 2 */
 419         : "memory");
 420         return (res);
 421 }
 422
 423 static __inline void
 424 atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 425 {
 426         volatile uint32_t *q;
 427
 428         q = (volatile uint32_t *)p;
 429         __asm __volatile(
 430         "       pushfl ;                "
 431         "       cli ;                   "
 432         "       movl    %%eax,%0 ;      "
 433         "       movl    %%edx,%1 ;      "
 434         "       popfl"
 435         : "=m" (*q),                    /* 0 */
 436           "=m" (*(q + 1))               /* 1 */
 437         : "A" (v)                       /* 2 */
 438         : "memory");
 439 }
 440
 441 static __inline uint64_t
 442 atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 443 {
 444         volatile uint32_t *q;
 445         uint64_t res;
 446
 447         q = (volatile uint32_t *)p;
 448         __asm __volatile(
 449         "       pushfl ;                "
 450         "       cli ;                   "
 451         "       movl    %1,%%eax ;      "
 452         "       movl    %2,%%edx ;      "
 453         "       movl    %4,%2 ;         "
 454         "       movl    %3,%1 ;         "
 455         "       popfl"
 456         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 457           "+m" (*q),                    /* 1 */
 458           "+m" (*(q + 1))               /* 2 */
 459         : "r" ((uint32_t)v),            /* 3 */
 460           "r" ((uint32_t)(v >> 32)));   /* 4 */
 461         return (res);
 462 }
 463
 464 static __inline int
 465 atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 466 {
 467         u_char res;
 468
 469         __asm __volatile(
 470         "       " MPLOCKED "            "
 471         "       cmpxchg8b %1 ;          "
 472         "       sete    %0"
 473         : "=q" (res),                   /* 0 */
 474           "+m" (*dst),                  /* 1 */
 475           "+A" (expect)                 /* 2 */
 476         : "b" ((uint32_t)src),          /* 3 */
 477           "c" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 4 */
 478         : "memory", "cc");
 479         return (res);
 480 }
 481
 482 static __inline uint64_t
 483 atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *p)
 484 {
 485         uint64_t res;
 486
 487         __asm __volatile(
 488         "       movl    %%ebx,%%eax ;   "
 489         "       movl    %%ecx,%%edx ;   "
 490         "       " MPLOCKED "            "
 491         "       cmpxchg8b %1"
 492         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 493           "+m" (*p)                     /* 1 */
 494         : : "memory", "cc");
 495         return (res);
 496 }
 497
 498 static __inline void
 499 atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 500 {
 501
 502         __asm __volatile(
 503         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 504         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 505         "1:                             "
 506         "       " MPLOCKED "            "
 507         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 508         "       jne     1b"
 509         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 510           "+A" (v)                      /* 1 */
 511         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 512 }
 513
 514 static __inline uint64_t
 515 atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 516 {
 517
 518         __asm __volatile(
 519         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 520         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 521         "1:                             "
 522         "       " MPLOCKED "            "
 523         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 524         "       jne     1b"
 525         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 526           "+A" (v)                      /* 1 */
 527         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 528         return (v);
 529 }
 530
 531 static __inline int
 532 atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 533 {
 534
 535         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 536                 return (atomic_cmpset_64_i386(dst, expect, src));
 537         else
 538                 return (atomic_cmpset_64_i586(dst, expect, src));
 539 }
 540
 541 static __inline uint64_t
 542 atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *p)
 543 {
 544
 545         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 546                 return (atomic_load_acq_64_i386(p));
 547         else
 548                 return (atomic_load_acq_64_i586(p));
 549 }
 550
 551 static __inline void
 552 atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 553 {
 554
 555         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 556                 atomic_store_rel_64_i386(p, v);
 557         else
 558                 atomic_store_rel_64_i586(p, v);
 559 }
 560
 561 static __inline uint64_t
 562 atomic_swap_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 563 {
 564
 565         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 566                 return (atomic_swap_64_i386(p, v));
 567         else
 568                 return (atomic_swap_64_i586(p, v));
 569 }
 570
 571 static __inline uint64_t
 572 atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 573 {
 574
 575         for (;;) {
 576                 uint64_t t = *p;
 577                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 578                         return (t);
 579         }
 580 }
 581
 582 #endif /* _KERNEL */
 583
 584 #endif /* KLD_MODULE || !__GNUCLIKE_ASM */
 585
 586 ATOMIC_ASM(set,      char,  "orb %b1,%0",  "iq",  v);
 587 ATOMIC_ASM(clear,    char,  "andb %b1,%0", "iq", ~v);
 588 ATOMIC_ASM(add,      char,  "addb %b1,%0", "iq",  v);
 589 ATOMIC_ASM(subtract, char,  "subb %b1,%0", "iq",  v);
 590
 591 ATOMIC_ASM(set,      short, "orw %w1,%0",  "ir",  v);
 592 ATOMIC_ASM(clear,    short, "andw %w1,%0", "ir", ~v);
 593 ATOMIC_ASM(add,      short, "addw %w1,%0", "ir",  v);
 594 ATOMIC_ASM(subtract, short, "subw %w1,%0", "ir",  v);
 595
 596 ATOMIC_ASM(set,      int,   "orl %1,%0",   "ir",  v);
 597 ATOMIC_ASM(clear,    int,   "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 598 ATOMIC_ASM(add,      int,   "addl %1,%0",  "ir",  v);
 599 ATOMIC_ASM(subtract, int,   "subl %1,%0",  "ir",  v);
 600
 601 ATOMIC_ASM(set,      long,  "orl %1,%0",   "ir",  v);
 602 ATOMIC_ASM(clear,    long,  "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 603 ATOMIC_ASM(add,      long,  "addl %1,%0",  "ir",  v);
 604 ATOMIC_ASM(subtract, long,  "subl %1,%0",  "ir",  v);
 605
 606 #define ATOMIC_LOADSTORE(TYPE)                          \
 607         ATOMIC_LOAD(TYPE);                              \
 608         ATOMIC_STORE(TYPE)
 609
 610 ATOMIC_LOADSTORE(char);
 611 ATOMIC_LOADSTORE(short);
 612 ATOMIC_LOADSTORE(int);
 613 ATOMIC_LOADSTORE(long);
 614
 615 #undef ATOMIC_ASM
 616 #undef ATOMIC_LOAD
 617 #undef ATOMIC_STORE
 618 #undef ATOMIC_LOADSTORE
 619
 620 #ifndef WANT_FUNCTIONS
 621
 622 static __inline int
 623 atomic_cmpset_long(volatile u_long *dst, u_long expect, u_long src)
 624 {
 625
 626         return (atomic_cmpset_int((volatile u_int *)dst, (u_int)expect,
 627             (u_int)src));
 628 }
 629
 630 static __inline u_long
 631 atomic_fetchadd_long(volatile u_long *p, u_long v)
 632 {
 633
 634         return (atomic_fetchadd_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 635 }
 636
 637 static __inline int
 638 atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_int v)
 639 {
 640
 641         return (atomic_testandset_int((volatile u_int *)p, v));
 642 }
 643
 644 static __inline int
 645 atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_int v)
 646 {
 647
 648         return (atomic_testandclear_int((volatile u_int *)p, v));
 649 }
 650
 651 /* Read the current value and store a new value in the destination. */
 652 #ifdef __GNUCLIKE_ASM
 653
 654 static __inline u_int
 655 atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v)
 656 {
 657
 658         __asm __volatile(
 659         "       xchgl   %1,%0 ;         "
 660         "# atomic_swap_int"
 661         : "+r" (v),                     /* 0 */
 662           "+m" (*p));                   /* 1 */
 663         return (v);
 664 }
 665
 666 static __inline u_long
 667 atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v)
 668 {
 669
 670         return (atomic_swap_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 671 }
 672
 673 #else /* !__GNUCLIKE_ASM */
 674
 675 u_int   atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v);
 676 u_long  atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v);
 677
 678 #endif /* __GNUCLIKE_ASM */
 679
 680 #define atomic_set_acq_char             atomic_set_barr_char
 681 #define atomic_set_rel_char             atomic_set_barr_char
 682 #define atomic_clear_acq_char           atomic_clear_barr_char
 683 #define atomic_clear_rel_char           atomic_clear_barr_char
 684 #define atomic_add_acq_char             atomic_add_barr_char
 685 #define atomic_add_rel_char             atomic_add_barr_char
 686 #define atomic_subtract_acq_char        atomic_subtract_barr_char
 687 #define atomic_subtract_rel_char        atomic_subtract_barr_char
 688 #define atomic_cmpset_acq_char          atomic_cmpset_char
 689 #define atomic_cmpset_rel_char          atomic_cmpset_char
 690 #define atomic_fcmpset_acq_char         atomic_fcmpset_char
 691 #define atomic_fcmpset_rel_char         atomic_fcmpset_char
 692
 693 #define atomic_set_acq_short            atomic_set_barr_short
 694 #define atomic_set_rel_short            atomic_set_barr_short
 695 #define atomic_clear_acq_short          atomic_clear_barr_short
 696 #define atomic_clear_rel_short          atomic_clear_barr_short
 697 #define atomic_add_acq_short            atomic_add_barr_short
 698 #define atomic_add_rel_short            atomic_add_barr_short
 699 #define atomic_subtract_acq_short       atomic_subtract_barr_short
 700 #define atomic_subtract_rel_short       atomic_subtract_barr_short
 701 #define atomic_cmpset_acq_short         atomic_cmpset_short
 702 #define atomic_cmpset_rel_short         atomic_cmpset_short
 703 #define atomic_fcmpset_acq_short        atomic_fcmpset_short
 704 #define atomic_fcmpset_rel_short        atomic_fcmpset_short
 705
 706 #define atomic_set_acq_int              atomic_set_barr_int
 707 #define atomic_set_rel_int              atomic_set_barr_int
 708 #define atomic_clear_acq_int            atomic_clear_barr_int
 709 #define atomic_clear_rel_int            atomic_clear_barr_int
 710 #define atomic_add_acq_int              atomic_add_barr_int
 711 #define atomic_add_rel_int              atomic_add_barr_int
 712 #define atomic_subtract_acq_int         atomic_subtract_barr_int
 713 #define atomic_subtract_rel_int         atomic_subtract_barr_int
 714 #define atomic_cmpset_acq_int           atomic_cmpset_int
 715 #define atomic_cmpset_rel_int           atomic_cmpset_int
 716 #define atomic_fcmpset_acq_int          atomic_fcmpset_int
 717 #define atomic_fcmpset_rel_int          atomic_fcmpset_int
 718
 719 #define atomic_set_acq_long             atomic_set_barr_long
 720 #define atomic_set_rel_long             atomic_set_barr_long
 721 #define atomic_clear_acq_long           atomic_clear_barr_long
 722 #define atomic_clear_rel_long           atomic_clear_barr_long
 723 #define atomic_add_acq_long             atomic_add_barr_long
 724 #define atomic_add_rel_long             atomic_add_barr_long
 725 #define atomic_subtract_acq_long        atomic_subtract_barr_long
 726 #define atomic_subtract_rel_long        atomic_subtract_barr_long
 727 #define atomic_cmpset_acq_long          atomic_cmpset_long
 728 #define atomic_cmpset_rel_long          atomic_cmpset_long
 729 #define atomic_fcmpset_acq_long         atomic_fcmpset_long
 730 #define atomic_fcmpset_rel_long         atomic_fcmpset_long
 731
 732 #define atomic_readandclear_int(p)      atomic_swap_int(p, 0)
 733 #define atomic_readandclear_long(p)     atomic_swap_long(p, 0)
 734
 735 /* Operations on 8-bit bytes. */
 736 #define atomic_set_8            atomic_set_char
 737 #define atomic_set_acq_8        atomic_set_acq_char
 738 #define atomic_set_rel_8        atomic_set_rel_char
 739 #define atomic_clear_8          atomic_clear_char
 740 #define atomic_clear_acq_8      atomic_clear_acq_char
 741 #define atomic_clear_rel_8      atomic_clear_rel_char
 742 #define atomic_add_8            atomic_add_char
 743 #define atomic_add_acq_8        atomic_add_acq_char
 744 #define atomic_add_rel_8        atomic_add_rel_char
 745 #define atomic_subtract_8       atomic_subtract_char
 746 #define atomic_subtract_acq_8   atomic_subtract_acq_char
 747 #define atomic_subtract_rel_8   atomic_subtract_rel_char
 748 #define atomic_load_acq_8       atomic_load_acq_char
 749 #define atomic_store_rel_8      atomic_store_rel_char
 750 #define atomic_cmpset_8         atomic_cmpset_char
 751 #define atomic_cmpset_acq_8     atomic_cmpset_acq_char
 752 #define atomic_cmpset_rel_8     atomic_cmpset_rel_char
 753 #define atomic_fcmpset_8        atomic_fcmpset_char
 754 #define atomic_fcmpset_acq_8    atomic_fcmpset_acq_char
 755 #define atomic_fcmpset_rel_8    atomic_fcmpset_rel_char
 756
 757 /* Operations on 16-bit words. */
 758 #define atomic_set_16           atomic_set_short
 759 #define atomic_set_acq_16       atomic_set_acq_short
 760 #define atomic_set_rel_16       atomic_set_rel_short
 761 #define atomic_clear_16         atomic_clear_short
 762 #define atomic_clear_acq_16     atomic_clear_acq_short
 763 #define atomic_clear_rel_16     atomic_clear_rel_short
 764 #define atomic_add_16           atomic_add_short
 765 #define atomic_add_acq_16       atomic_add_acq_short
 766 #define atomic_add_rel_16       atomic_add_rel_short
 767 #define atomic_subtract_16      atomic_subtract_short
 768 #define atomic_subtract_acq_16  atomic_subtract_acq_short
 769 #define atomic_subtract_rel_16  atomic_subtract_rel_short
 770 #define atomic_load_acq_16      atomic_load_acq_short
 771 #define atomic_store_rel_16     atomic_store_rel_short
 772 #define atomic_cmpset_16        atomic_cmpset_short
 773 #define atomic_cmpset_acq_16    atomic_cmpset_acq_short
 774 #define atomic_cmpset_rel_16    atomic_cmpset_rel_short
 775 #define atomic_fcmpset_16       atomic_fcmpset_short
 776 #define atomic_fcmpset_acq_16   atomic_fcmpset_acq_short
 777 #define atomic_fcmpset_rel_16   atomic_fcmpset_rel_short
 778
 779 /* Operations on 32-bit double words. */
 780 #define atomic_set_32           atomic_set_int
 781 #define atomic_set_acq_32       atomic_set_acq_int
 782 #define atomic_set_rel_32       atomic_set_rel_int
 783 #define atomic_clear_32         atomic_clear_int
 784 #define atomic_clear_acq_32     atomic_clear_acq_int
 785 #define atomic_clear_rel_32     atomic_clear_rel_int
 786 #define atomic_add_32           atomic_add_int
 787 #define atomic_add_acq_32       atomic_add_acq_int
 788 #define atomic_add_rel_32       atomic_add_rel_int
 789 #define atomic_subtract_32      atomic_subtract_int
 790 #define atomic_subtract_acq_32  atomic_subtract_acq_int
 791 #define atomic_subtract_rel_32  atomic_subtract_rel_int
 792 #define atomic_load_acq_32      atomic_load_acq_int
 793 #define atomic_store_rel_32     atomic_store_rel_int
 794 #define atomic_cmpset_32        atomic_cmpset_int
 795 #define atomic_cmpset_acq_32    atomic_cmpset_acq_int
 796 #define atomic_cmpset_rel_32    atomic_cmpset_rel_int
 797 #define atomic_fcmpset_32       atomic_fcmpset_int
 798 #define atomic_fcmpset_acq_32   atomic_fcmpset_acq_int
 799 #define atomic_fcmpset_rel_32   atomic_fcmpset_rel_int
 800 #define atomic_swap_32          atomic_swap_int
 801 #define atomic_readandclear_32  atomic_readandclear_int
 802 #define atomic_fetchadd_32      atomic_fetchadd_int
 803 #define atomic_testandset_32    atomic_testandset_int
 804 #define atomic_testandclear_32  atomic_testandclear_int
 805
 806 /* Operations on pointers. */
 807 #define atomic_set_ptr(p, v) \
 808         atomic_set_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 809 #define atomic_set_acq_ptr(p, v) \
 810         atomic_set_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 811 #define atomic_set_rel_ptr(p, v) \
 812         atomic_set_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 813 #define atomic_clear_ptr(p, v) \
 814         atomic_clear_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 815 #define atomic_clear_acq_ptr(p, v) \
 816         atomic_clear_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 817 #define atomic_clear_rel_ptr(p, v) \
 818         atomic_clear_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 819 #define atomic_add_ptr(p, v) \
 820         atomic_add_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 821 #define atomic_add_acq_ptr(p, v) \
 822         atomic_add_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 823 #define atomic_add_rel_ptr(p, v) \
 824         atomic_add_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 825 #define atomic_subtract_ptr(p, v) \
 826         atomic_subtract_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 827 #define atomic_subtract_acq_ptr(p, v) \
 828         atomic_subtract_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 829 #define atomic_subtract_rel_ptr(p, v) \
 830         atomic_subtract_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 831 #define atomic_load_acq_ptr(p) \
 832         atomic_load_acq_int((volatile u_int *)(p))
 833 #define atomic_store_rel_ptr(p, v) \
 834         atomic_store_rel_int((volatile u_int *)(p), (v))
 835 #define atomic_cmpset_ptr(dst, old, new) \
 836         atomic_cmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), (u_int)(new))
 837 #define atomic_cmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 838         atomic_cmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 839             (u_int)(new))
 840 #define atomic_cmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 841         atomic_cmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 842             (u_int)(new))
 843 #define atomic_fcmpset_ptr(dst, old, new) \
 844         atomic_fcmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), (u_int)(new))
 845 #define atomic_fcmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 846         atomic_fcmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 847             (u_int)(new))
 848 #define atomic_fcmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 849         atomic_fcmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 850             (u_int)(new))
 851 #define atomic_swap_ptr(p, v) \
 852         atomic_swap_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 853 #define atomic_readandclear_ptr(p) \
 854         atomic_readandclear_int((volatile u_int *)(p))
 855
 856 #endif /* !WANT_FUNCTIONS */
 857
 858 #if defined(_KERNEL)
 859 #define mb()    __mbk()
 860 #define wmb()   __mbk()
 861 #define rmb()   __mbk()
 862 #else
 863 #define mb()    __mbu()
 864 #define wmb()   __mbu()
 865 #define rmb()   __mbu()
 866 #endif
 867
 868 #endif /* !_MACHINE_ATOMIC_H_ */