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 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 void            atomic_add_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 136 void            atomic_subtract_64(volatile uint64_t *, uint64_t);
 137
 138 #else /* !KLD_MODULE && __GNUCLIKE_ASM */
 139
 140 /*
 141  * For userland, always use lock prefixes so that the binaries will run
 142  * on both SMP and !SMP systems.
 143  */
 144 #if defined(SMP) || !defined(_KERNEL)
 145 #define MPLOCKED        "lock ; "
 146 #else
 147 #define MPLOCKED
 148 #endif
 149
 150 /*
 151  * The assembly is volatilized to avoid code chunk removal by the compiler.
 152  * GCC aggressively reorders operations and memory clobbering is necessary
 153  * in order to avoid that for memory barriers.
 154  */
 155 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
 156 static __inline void                                    \
 157 atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 158 {                                                       \
 159         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 160         : "+m" (*p)                                     \
 161         : CONS (V)                                      \
 162         : "cc");                                        \
 163 }                                                       \
 164                                                         \
 165 static __inline void                                    \
 166 atomic_##NAME##_barr_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 167 {                                                       \
 168         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 169         : "+m" (*p)                                     \
 170         : CONS (V)                                      \
 171         : "memory", "cc");                              \
 172 }                                                       \
 173 struct __hack
 174
 175 /*
 176  * Atomic compare and set, used by the mutex functions.
 177  *
 178  * cmpset:
 179  *      if (*dst == expect)
 180  *              *dst = src
 181  *
 182  * fcmpset:
 183  *      if (*dst == *expect)
 184  *              *dst = src
 185  *      else
 186  *              *expect = *dst
 187  *
 188  * Returns 0 on failure, non-zero on success.
 189  */
 190 #define ATOMIC_CMPSET(TYPE, CONS)                       \
 191 static __inline int                                     \
 192 atomic_cmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE expect, u_##TYPE src) \
 193 {                                                       \
 194         u_char res;                                     \
 195                                                         \
 196         __asm __volatile(                               \
 197         "       " MPLOCKED "            "               \
 198         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 199         "       sete    %0 ;            "               \
 200         "# atomic_cmpset_" #TYPE "      "               \
 201         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 202           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 203           "+a" (expect)                 /* 2 */         \
 204         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 205         : "memory", "cc");                              \
 206         return (res);                                   \
 207 }                                                       \
 208                                                         \
 209 static __inline int                                     \
 210 atomic_fcmpset_##TYPE(volatile u_##TYPE *dst, u_##TYPE *expect, u_##TYPE src) \
 211 {                                                       \
 212         u_char res;                                     \
 213                                                         \
 214         __asm __volatile(                               \
 215         "       " MPLOCKED "            "               \
 216         "       cmpxchg %3,%1 ;         "               \
 217         "       sete    %0 ;            "               \
 218         "# atomic_fcmpset_" #TYPE "     "               \
 219         : "=q" (res),                   /* 0 */         \
 220           "+m" (*dst),                  /* 1 */         \
 221           "+a" (*expect)                /* 2 */         \
 222         : CONS (src)                    /* 3 */         \
 223         : "memory", "cc");                              \
 224         return (res);                                   \
 225 }
 226
 227 ATOMIC_CMPSET(char, "q");
 228 ATOMIC_CMPSET(short, "r");
 229 ATOMIC_CMPSET(int, "r");
 230
 231 /*
 232  * Atomically add the value of v to the integer pointed to by p and return
 233  * the previous value of *p.
 234  */
 235 static __inline u_int
 236 atomic_fetchadd_int(volatile u_int *p, u_int v)
 237 {
 238
 239         __asm __volatile(
 240         "       " MPLOCKED "            "
 241         "       xaddl   %0,%1 ;         "
 242         "# atomic_fetchadd_int"
 243         : "+r" (v),                     /* 0 */
 244           "+m" (*p)                     /* 1 */
 245         : : "cc");
 246         return (v);
 247 }
 248
 249 static __inline int
 250 atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v)
 251 {
 252         u_char res;
 253
 254         __asm __volatile(
 255         "       " MPLOCKED "            "
 256         "       btsl    %2,%1 ;         "
 257         "       setc    %0 ;            "
 258         "# atomic_testandset_int"
 259         : "=q" (res),                   /* 0 */
 260           "+m" (*p)                     /* 1 */
 261         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 262         : "cc");
 263         return (res);
 264 }
 265
 266 static __inline int
 267 atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v)
 268 {
 269         u_char res;
 270
 271         __asm __volatile(
 272         "       " MPLOCKED "            "
 273         "       btrl    %2,%1 ;         "
 274         "       setc    %0 ;            "
 275         "# atomic_testandclear_int"
 276         : "=q" (res),                   /* 0 */
 277           "+m" (*p)                     /* 1 */
 278         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 279         : "cc");
 280         return (res);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * We assume that a = b will do atomic loads and stores.  Due to the
 285  * IA32 memory model, a simple store guarantees release semantics.
 286  *
 287  * However, a load may pass a store if they are performed on distinct
 288  * addresses, so we need Store/Load barrier for sequentially
 289  * consistent fences in SMP kernels.  We use "lock addl $0,mem" for a
 290  * Store/Load barrier, as recommended by the AMD Software Optimization
 291  * Guide, and not mfence.  In the kernel, we use a private per-cpu
 292  * cache line for "mem", to avoid introducing false data
 293  * dependencies.  In user space, we use the word at the top of the
 294  * stack.
 295  *
 296  * For UP kernels, however, the memory of the single processor is
 297  * always consistent, so we only need to stop the compiler from
 298  * reordering accesses in a way that violates the semantics of acquire
 299  * and release.
 300  */
 301
 302 #if defined(_KERNEL)
 303 #if defined(SMP)
 304 #define __storeload_barrier()   __mbk()
 305 #else /* _KERNEL && UP */
 306 #define __storeload_barrier()   __compiler_membar()
 307 #endif /* SMP */
 308 #else /* !_KERNEL */
 309 #define __storeload_barrier()   __mbu()
 310 #endif /* _KERNEL*/
 311
 312 #define ATOMIC_LOAD(TYPE)                                       \
 313 static __inline u_##TYPE                                        \
 314 atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)                    \
 315 {                                                               \
 316         u_##TYPE res;                                           \
 317                                                                 \
 318         res = *p;                                               \
 319         __compiler_membar();                                    \
 320         return (res);                                           \
 321 }                                                               \
 322 struct __hack
 323
 324 #define ATOMIC_STORE(TYPE)                                      \
 325 static __inline void                                            \
 326 atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)       \
 327 {                                                               \
 328                                                                 \
 329         __compiler_membar();                                    \
 330         *p = v;                                                 \
 331 }                                                               \
 332 struct __hack
 333
 334 static __inline void
 335 atomic_thread_fence_acq(void)
 336 {
 337
 338         __compiler_membar();
 339 }
 340
 341 static __inline void
 342 atomic_thread_fence_rel(void)
 343 {
 344
 345         __compiler_membar();
 346 }
 347
 348 static __inline void
 349 atomic_thread_fence_acq_rel(void)
 350 {
 351
 352         __compiler_membar();
 353 }
 354
 355 static __inline void
 356 atomic_thread_fence_seq_cst(void)
 357 {
 358
 359         __storeload_barrier();
 360 }
 361
 362 #ifdef _KERNEL
 363
 364 #ifdef WANT_FUNCTIONS
 365 int             atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 366 int             atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t, uint64_t);
 367 uint64_t        atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *);
 368 uint64_t        atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *);
 369 void            atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 370 void            atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 371 uint64_t        atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *, uint64_t);
 372 uint64_t        atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *, uint64_t);
 373 #endif
 374
 375 /* I486 does not support SMP or CMPXCHG8B. */
 376 static __inline int
 377 atomic_cmpset_64_i386(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 378 {
 379         volatile uint32_t *p;
 380         u_char res;
 381
 382         p = (volatile uint32_t *)dst;
 383         __asm __volatile(
 384         "       pushfl ;                "
 385         "       cli ;                   "
 386         "       xorl    %1,%%eax ;      "
 387         "       xorl    %2,%%edx ;      "
 388         "       orl     %%edx,%%eax ;   "
 389         "       jne     1f ;            "
 390         "       movl    %4,%1 ;         "
 391         "       movl    %5,%2 ;         "
 392         "1:                             "
 393         "       sete    %3 ;            "
 394         "       popfl"
 395         : "+A" (expect),                /* 0 */
 396           "+m" (*p),                    /* 1 */
 397           "+m" (*(p + 1)),              /* 2 */
 398           "=q" (res)                    /* 3 */
 399         : "r" ((uint32_t)src),          /* 4 */
 400           "r" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 5 */
 401         : "memory", "cc");
 402         return (res);
 403 }
 404
 405 static __inline uint64_t
 406 atomic_load_acq_64_i386(volatile uint64_t *p)
 407 {
 408         volatile uint32_t *q;
 409         uint64_t res;
 410
 411         q = (volatile uint32_t *)p;
 412         __asm __volatile(
 413         "       pushfl ;                "
 414         "       cli ;                   "
 415         "       movl    %1,%%eax ;      "
 416         "       movl    %2,%%edx ;      "
 417         "       popfl"
 418         : "=&A" (res)                   /* 0 */
 419         : "m" (*q),                     /* 1 */
 420           "m" (*(q + 1))                /* 2 */
 421         : "memory");
 422         return (res);
 423 }
 424
 425 static __inline void
 426 atomic_store_rel_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 427 {
 428         volatile uint32_t *q;
 429
 430         q = (volatile uint32_t *)p;
 431         __asm __volatile(
 432         "       pushfl ;                "
 433         "       cli ;                   "
 434         "       movl    %%eax,%0 ;      "
 435         "       movl    %%edx,%1 ;      "
 436         "       popfl"
 437         : "=m" (*q),                    /* 0 */
 438           "=m" (*(q + 1))               /* 1 */
 439         : "A" (v)                       /* 2 */
 440         : "memory");
 441 }
 442
 443 static __inline uint64_t
 444 atomic_swap_64_i386(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 445 {
 446         volatile uint32_t *q;
 447         uint64_t res;
 448
 449         q = (volatile uint32_t *)p;
 450         __asm __volatile(
 451         "       pushfl ;                "
 452         "       cli ;                   "
 453         "       movl    %1,%%eax ;      "
 454         "       movl    %2,%%edx ;      "
 455         "       movl    %4,%2 ;         "
 456         "       movl    %3,%1 ;         "
 457         "       popfl"
 458         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 459           "+m" (*q),                    /* 1 */
 460           "+m" (*(q + 1))               /* 2 */
 461         : "r" ((uint32_t)v),            /* 3 */
 462           "r" ((uint32_t)(v >> 32)));   /* 4 */
 463         return (res);
 464 }
 465
 466 static __inline int
 467 atomic_cmpset_64_i586(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 468 {
 469         u_char res;
 470
 471         __asm __volatile(
 472         "       " MPLOCKED "            "
 473         "       cmpxchg8b %1 ;          "
 474         "       sete    %0"
 475         : "=q" (res),                   /* 0 */
 476           "+m" (*dst),                  /* 1 */
 477           "+A" (expect)                 /* 2 */
 478         : "b" ((uint32_t)src),          /* 3 */
 479           "c" ((uint32_t)(src >> 32))   /* 4 */
 480         : "memory", "cc");
 481         return (res);
 482 }
 483
 484 static __inline uint64_t
 485 atomic_load_acq_64_i586(volatile uint64_t *p)
 486 {
 487         uint64_t res;
 488
 489         __asm __volatile(
 490         "       movl    %%ebx,%%eax ;   "
 491         "       movl    %%ecx,%%edx ;   "
 492         "       " MPLOCKED "            "
 493         "       cmpxchg8b %1"
 494         : "=&A" (res),                  /* 0 */
 495           "+m" (*p)                     /* 1 */
 496         : : "memory", "cc");
 497         return (res);
 498 }
 499
 500 static __inline void
 501 atomic_store_rel_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 502 {
 503
 504         __asm __volatile(
 505         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 506         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 507         "1:                             "
 508         "       " MPLOCKED "            "
 509         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 510         "       jne     1b"
 511         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 512           "+A" (v)                      /* 1 */
 513         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 514 }
 515
 516 static __inline uint64_t
 517 atomic_swap_64_i586(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 518 {
 519
 520         __asm __volatile(
 521         "       movl    %%eax,%%ebx ;   "
 522         "       movl    %%edx,%%ecx ;   "
 523         "1:                             "
 524         "       " MPLOCKED "            "
 525         "       cmpxchg8b %0 ;          "
 526         "       jne     1b"
 527         : "+m" (*p),                    /* 0 */
 528           "+A" (v)                      /* 1 */
 529         : : "ebx", "ecx", "memory", "cc");
 530         return (v);
 531 }
 532
 533 static __inline int
 534 atomic_cmpset_64(volatile uint64_t *dst, uint64_t expect, uint64_t src)
 535 {
 536
 537         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 538                 return (atomic_cmpset_64_i386(dst, expect, src));
 539         else
 540                 return (atomic_cmpset_64_i586(dst, expect, src));
 541 }
 542
 543 static __inline uint64_t
 544 atomic_load_acq_64(volatile uint64_t *p)
 545 {
 546
 547         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 548                 return (atomic_load_acq_64_i386(p));
 549         else
 550                 return (atomic_load_acq_64_i586(p));
 551 }
 552
 553 static __inline void
 554 atomic_store_rel_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 555 {
 556
 557         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 558                 atomic_store_rel_64_i386(p, v);
 559         else
 560                 atomic_store_rel_64_i586(p, v);
 561 }
 562
 563 static __inline uint64_t
 564 atomic_swap_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 565 {
 566
 567         if ((cpu_feature & CPUID_CX8) == 0)
 568                 return (atomic_swap_64_i386(p, v));
 569         else
 570                 return (atomic_swap_64_i586(p, v));
 571 }
 572
 573 static __inline uint64_t
 574 atomic_fetchadd_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 575 {
 576
 577         for (;;) {
 578                 uint64_t t = *p;
 579                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 580                         return (t);
 581         }
 582 }
 583
 584 static __inline void
 585 atomic_add_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 586 {
 587         uint64_t t;
 588
 589         for (;;) {
 590                 t = *p;
 591                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t + v))
 592                         break;
 593         }
 594 }
 595
 596 static __inline void
 597 atomic_subtract_64(volatile uint64_t *p, uint64_t v)
 598 {
 599         uint64_t t;
 600
 601         for (;;) {
 602                 t = *p;
 603                 if (atomic_cmpset_64(p, t, t - v))
 604                         break;
 605         }
 606 }
 607
 608 #endif /* _KERNEL */
 609
 610 #endif /* KLD_MODULE || !__GNUCLIKE_ASM */
 611
 612 ATOMIC_ASM(set,      char,  "orb %b1,%0",  "iq",  v);
 613 ATOMIC_ASM(clear,    char,  "andb %b1,%0", "iq", ~v);
 614 ATOMIC_ASM(add,      char,  "addb %b1,%0", "iq",  v);
 615 ATOMIC_ASM(subtract, char,  "subb %b1,%0", "iq",  v);
 616
 617 ATOMIC_ASM(set,      short, "orw %w1,%0",  "ir",  v);
 618 ATOMIC_ASM(clear,    short, "andw %w1,%0", "ir", ~v);
 619 ATOMIC_ASM(add,      short, "addw %w1,%0", "ir",  v);
 620 ATOMIC_ASM(subtract, short, "subw %w1,%0", "ir",  v);
 621
 622 ATOMIC_ASM(set,      int,   "orl %1,%0",   "ir",  v);
 623 ATOMIC_ASM(clear,    int,   "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 624 ATOMIC_ASM(add,      int,   "addl %1,%0",  "ir",  v);
 625 ATOMIC_ASM(subtract, int,   "subl %1,%0",  "ir",  v);
 626
 627 ATOMIC_ASM(set,      long,  "orl %1,%0",   "ir",  v);
 628 ATOMIC_ASM(clear,    long,  "andl %1,%0",  "ir", ~v);
 629 ATOMIC_ASM(add,      long,  "addl %1,%0",  "ir",  v);
 630 ATOMIC_ASM(subtract, long,  "subl %1,%0",  "ir",  v);
 631
 632 #define ATOMIC_LOADSTORE(TYPE)                          \
 633         ATOMIC_LOAD(TYPE);                              \
 634         ATOMIC_STORE(TYPE)
 635
 636 ATOMIC_LOADSTORE(char);
 637 ATOMIC_LOADSTORE(short);
 638 ATOMIC_LOADSTORE(int);
 639 ATOMIC_LOADSTORE(long);
 640
 641 #undef ATOMIC_ASM
 642 #undef ATOMIC_LOAD
 643 #undef ATOMIC_STORE
 644 #undef ATOMIC_LOADSTORE
 645
 646 #ifndef WANT_FUNCTIONS
 647
 648 static __inline int
 649 atomic_cmpset_long(volatile u_long *dst, u_long expect, u_long src)
 650 {
 651
 652         return (atomic_cmpset_int((volatile u_int *)dst, (u_int)expect,
 653             (u_int)src));
 654 }
 655
 656 static __inline u_long
 657 atomic_fetchadd_long(volatile u_long *p, u_long v)
 658 {
 659
 660         return (atomic_fetchadd_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 661 }
 662
 663 static __inline int
 664 atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_int v)
 665 {
 666
 667         return (atomic_testandset_int((volatile u_int *)p, v));
 668 }
 669
 670 static __inline int
 671 atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_int v)
 672 {
 673
 674         return (atomic_testandclear_int((volatile u_int *)p, v));
 675 }
 676
 677 /* Read the current value and store a new value in the destination. */
 678 #ifdef __GNUCLIKE_ASM
 679
 680 static __inline u_int
 681 atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v)
 682 {
 683
 684         __asm __volatile(
 685         "       xchgl   %1,%0 ;         "
 686         "# atomic_swap_int"
 687         : "+r" (v),                     /* 0 */
 688           "+m" (*p));                   /* 1 */
 689         return (v);
 690 }
 691
 692 static __inline u_long
 693 atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v)
 694 {
 695
 696         return (atomic_swap_int((volatile u_int *)p, (u_int)v));
 697 }
 698
 699 #else /* !__GNUCLIKE_ASM */
 700
 701 u_int   atomic_swap_int(volatile u_int *p, u_int v);
 702 u_long  atomic_swap_long(volatile u_long *p, u_long v);
 703
 704 #endif /* __GNUCLIKE_ASM */
 705
 706 #define atomic_set_acq_char             atomic_set_barr_char
 707 #define atomic_set_rel_char             atomic_set_barr_char
 708 #define atomic_clear_acq_char           atomic_clear_barr_char
 709 #define atomic_clear_rel_char           atomic_clear_barr_char
 710 #define atomic_add_acq_char             atomic_add_barr_char
 711 #define atomic_add_rel_char             atomic_add_barr_char
 712 #define atomic_subtract_acq_char        atomic_subtract_barr_char
 713 #define atomic_subtract_rel_char        atomic_subtract_barr_char
 714 #define atomic_cmpset_acq_char          atomic_cmpset_char
 715 #define atomic_cmpset_rel_char          atomic_cmpset_char
 716 #define atomic_fcmpset_acq_char         atomic_fcmpset_char
 717 #define atomic_fcmpset_rel_char         atomic_fcmpset_char
 718
 719 #define atomic_set_acq_short            atomic_set_barr_short
 720 #define atomic_set_rel_short            atomic_set_barr_short
 721 #define atomic_clear_acq_short          atomic_clear_barr_short
 722 #define atomic_clear_rel_short          atomic_clear_barr_short
 723 #define atomic_add_acq_short            atomic_add_barr_short
 724 #define atomic_add_rel_short            atomic_add_barr_short
 725 #define atomic_subtract_acq_short       atomic_subtract_barr_short
 726 #define atomic_subtract_rel_short       atomic_subtract_barr_short
 727 #define atomic_cmpset_acq_short         atomic_cmpset_short
 728 #define atomic_cmpset_rel_short         atomic_cmpset_short
 729 #define atomic_fcmpset_acq_short        atomic_fcmpset_short
 730 #define atomic_fcmpset_rel_short        atomic_fcmpset_short
 731
 732 #define atomic_set_acq_int              atomic_set_barr_int
 733 #define atomic_set_rel_int              atomic_set_barr_int
 734 #define atomic_clear_acq_int            atomic_clear_barr_int
 735 #define atomic_clear_rel_int            atomic_clear_barr_int
 736 #define atomic_add_acq_int              atomic_add_barr_int
 737 #define atomic_add_rel_int              atomic_add_barr_int
 738 #define atomic_subtract_acq_int         atomic_subtract_barr_int
 739 #define atomic_subtract_rel_int         atomic_subtract_barr_int
 740 #define atomic_cmpset_acq_int           atomic_cmpset_int
 741 #define atomic_cmpset_rel_int           atomic_cmpset_int
 742 #define atomic_fcmpset_acq_int          atomic_fcmpset_int
 743 #define atomic_fcmpset_rel_int          atomic_fcmpset_int
 744
 745 #define atomic_set_acq_long             atomic_set_barr_long
 746 #define atomic_set_rel_long             atomic_set_barr_long
 747 #define atomic_clear_acq_long           atomic_clear_barr_long
 748 #define atomic_clear_rel_long           atomic_clear_barr_long
 749 #define atomic_add_acq_long             atomic_add_barr_long
 750 #define atomic_add_rel_long             atomic_add_barr_long
 751 #define atomic_subtract_acq_long        atomic_subtract_barr_long
 752 #define atomic_subtract_rel_long        atomic_subtract_barr_long
 753 #define atomic_cmpset_acq_long          atomic_cmpset_long
 754 #define atomic_cmpset_rel_long          atomic_cmpset_long
 755 #define atomic_fcmpset_acq_long         atomic_fcmpset_long
 756 #define atomic_fcmpset_rel_long         atomic_fcmpset_long
 757
 758 #define atomic_readandclear_int(p)      atomic_swap_int(p, 0)
 759 #define atomic_readandclear_long(p)     atomic_swap_long(p, 0)
 760
 761 /* Operations on 8-bit bytes. */
 762 #define atomic_set_8            atomic_set_char
 763 #define atomic_set_acq_8        atomic_set_acq_char
 764 #define atomic_set_rel_8        atomic_set_rel_char
 765 #define atomic_clear_8          atomic_clear_char
 766 #define atomic_clear_acq_8      atomic_clear_acq_char
 767 #define atomic_clear_rel_8      atomic_clear_rel_char
 768 #define atomic_add_8            atomic_add_char
 769 #define atomic_add_acq_8        atomic_add_acq_char
 770 #define atomic_add_rel_8        atomic_add_rel_char
 771 #define atomic_subtract_8       atomic_subtract_char
 772 #define atomic_subtract_acq_8   atomic_subtract_acq_char
 773 #define atomic_subtract_rel_8   atomic_subtract_rel_char
 774 #define atomic_load_acq_8       atomic_load_acq_char
 775 #define atomic_store_rel_8      atomic_store_rel_char
 776 #define atomic_cmpset_8         atomic_cmpset_char
 777 #define atomic_cmpset_acq_8     atomic_cmpset_acq_char
 778 #define atomic_cmpset_rel_8     atomic_cmpset_rel_char
 779 #define atomic_fcmpset_8        atomic_fcmpset_char
 780 #define atomic_fcmpset_acq_8    atomic_fcmpset_acq_char
 781 #define atomic_fcmpset_rel_8    atomic_fcmpset_rel_char
 782
 783 /* Operations on 16-bit words. */
 784 #define atomic_set_16           atomic_set_short
 785 #define atomic_set_acq_16       atomic_set_acq_short
 786 #define atomic_set_rel_16       atomic_set_rel_short
 787 #define atomic_clear_16         atomic_clear_short
 788 #define atomic_clear_acq_16     atomic_clear_acq_short
 789 #define atomic_clear_rel_16     atomic_clear_rel_short
 790 #define atomic_add_16           atomic_add_short
 791 #define atomic_add_acq_16       atomic_add_acq_short
 792 #define atomic_add_rel_16       atomic_add_rel_short
 793 #define atomic_subtract_16      atomic_subtract_short
 794 #define atomic_subtract_acq_16  atomic_subtract_acq_short
 795 #define atomic_subtract_rel_16  atomic_subtract_rel_short
 796 #define atomic_load_acq_16      atomic_load_acq_short
 797 #define atomic_store_rel_16     atomic_store_rel_short
 798 #define atomic_cmpset_16        atomic_cmpset_short
 799 #define atomic_cmpset_acq_16    atomic_cmpset_acq_short
 800 #define atomic_cmpset_rel_16    atomic_cmpset_rel_short
 801 #define atomic_fcmpset_16       atomic_fcmpset_short
 802 #define atomic_fcmpset_acq_16   atomic_fcmpset_acq_short
 803 #define atomic_fcmpset_rel_16   atomic_fcmpset_rel_short
 804
 805 /* Operations on 32-bit double words. */
 806 #define atomic_set_32           atomic_set_int
 807 #define atomic_set_acq_32       atomic_set_acq_int
 808 #define atomic_set_rel_32       atomic_set_rel_int
 809 #define atomic_clear_32         atomic_clear_int
 810 #define atomic_clear_acq_32     atomic_clear_acq_int
 811 #define atomic_clear_rel_32     atomic_clear_rel_int
 812 #define atomic_add_32           atomic_add_int
 813 #define atomic_add_acq_32       atomic_add_acq_int
 814 #define atomic_add_rel_32       atomic_add_rel_int
 815 #define atomic_subtract_32      atomic_subtract_int
 816 #define atomic_subtract_acq_32  atomic_subtract_acq_int
 817 #define atomic_subtract_rel_32  atomic_subtract_rel_int
 818 #define atomic_load_acq_32      atomic_load_acq_int
 819 #define atomic_store_rel_32     atomic_store_rel_int
 820 #define atomic_cmpset_32        atomic_cmpset_int
 821 #define atomic_cmpset_acq_32    atomic_cmpset_acq_int
 822 #define atomic_cmpset_rel_32    atomic_cmpset_rel_int
 823 #define atomic_fcmpset_32       atomic_fcmpset_int
 824 #define atomic_fcmpset_acq_32   atomic_fcmpset_acq_int
 825 #define atomic_fcmpset_rel_32   atomic_fcmpset_rel_int
 826 #define atomic_swap_32          atomic_swap_int
 827 #define atomic_readandclear_32  atomic_readandclear_int
 828 #define atomic_fetchadd_32      atomic_fetchadd_int
 829 #define atomic_testandset_32    atomic_testandset_int
 830 #define atomic_testandclear_32  atomic_testandclear_int
 831
 832 /* Operations on 64-bit quad words. */
 833 #define atomic_cmpset_acq_64 atomic_cmpset_64
 834 #define atomic_cmpset_rel_64 atomic_cmpset_64
 835 #define atomic_fetchadd_acq_64  atomic_fetchadd_64
 836 #define atomic_fetchadd_rel_64  atomic_fetchadd_64
 837 #define atomic_add_acq_64 atomic_add_64
 838 #define atomic_add_rel_64 atomic_add_64
 839 #define atomic_subtract_acq_64 atomic_subtract_64
 840 #define atomic_subtract_rel_64 atomic_subtract_64
 841
 842 /* Operations on pointers. */
 843 #define atomic_set_ptr(p, v) \
 844         atomic_set_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 845 #define atomic_set_acq_ptr(p, v) \
 846         atomic_set_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 847 #define atomic_set_rel_ptr(p, v) \
 848         atomic_set_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 849 #define atomic_clear_ptr(p, v) \
 850         atomic_clear_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 851 #define atomic_clear_acq_ptr(p, v) \
 852         atomic_clear_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 853 #define atomic_clear_rel_ptr(p, v) \
 854         atomic_clear_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 855 #define atomic_add_ptr(p, v) \
 856         atomic_add_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 857 #define atomic_add_acq_ptr(p, v) \
 858         atomic_add_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 859 #define atomic_add_rel_ptr(p, v) \
 860         atomic_add_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 861 #define atomic_subtract_ptr(p, v) \
 862         atomic_subtract_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 863 #define atomic_subtract_acq_ptr(p, v) \
 864         atomic_subtract_acq_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 865 #define atomic_subtract_rel_ptr(p, v) \
 866         atomic_subtract_rel_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 867 #define atomic_load_acq_ptr(p) \
 868         atomic_load_acq_int((volatile u_int *)(p))
 869 #define atomic_store_rel_ptr(p, v) \
 870         atomic_store_rel_int((volatile u_int *)(p), (v))
 871 #define atomic_cmpset_ptr(dst, old, new) \
 872         atomic_cmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), (u_int)(new))
 873 #define atomic_cmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 874         atomic_cmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 875             (u_int)(new))
 876 #define atomic_cmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 877         atomic_cmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int)(old), \
 878             (u_int)(new))
 879 #define atomic_fcmpset_ptr(dst, old, new) \
 880         atomic_fcmpset_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), (u_int)(new))
 881 #define atomic_fcmpset_acq_ptr(dst, old, new) \
 882         atomic_fcmpset_acq_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 883             (u_int)(new))
 884 #define atomic_fcmpset_rel_ptr(dst, old, new) \
 885         atomic_fcmpset_rel_int((volatile u_int *)(dst), (u_int *)(old), \
 886             (u_int)(new))
 887 #define atomic_swap_ptr(p, v) \
 888         atomic_swap_int((volatile u_int *)(p), (u_int)(v))
 889 #define atomic_readandclear_ptr(p) \
 890         atomic_readandclear_int((volatile u_int *)(p))
 891
 892 #endif /* !WANT_FUNCTIONS */
 893
 894 #if defined(_KERNEL)
 895 #define mb()    __mbk()
 896 #define wmb()   __mbk()
 897 #define rmb()   __mbk()
 898 #else
 899 #define mb()    __mbu()
 900 #define wmb()   __mbu()
 901 #define rmb()   __mbu()
 902 #endif
 903
 904 #endif /* !_MACHINE_ATOMIC_H_ */