sys/kern/subr_atomic64.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 2019 Justin Hibbits
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  *
  15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  25  * SUCH DAMAGE.
  26  */
  27
  28 #include <sys/cdefs.h>
  29 #include <sys/param.h>
  30 #include <sys/kernel.h>
  31 #include <sys/lock.h>
  32 #include <sys/mutex.h>
  33 #include <sys/smp.h>
  34 #include <sys/systm.h>
  35
  36 #include <machine/atomic.h>
  37 #include <machine/param.h>
  38
  39 #include <vm/vm.h>
  40 #include <vm/pmap.h>
  41
  42 enum {
  43     ATOMIC64_ADD,
  44     ATOMIC64_CLEAR,
  45     ATOMIC64_CMPSET,
  46     ATOMIC64_FCMPSET,
  47     ATOMIC64_FETCHADD,
  48     ATOMIC64_LOAD,
  49     ATOMIC64_SET,
  50     ATOMIC64_SUBTRACT,
  51     ATOMIC64_STORE,
  52     ATOMIC64_SWAP
  53 };
  54
  55 #ifdef _KERNEL
  56 #ifdef SMP
  57
  58 #define A64_POOL_SIZE   MAXCPU
  59 /* Estimated size of a cacheline */
  60 #define CACHE_ALIGN     CACHE_LINE_SIZE
  61 static struct mtx a64_mtx_pool[A64_POOL_SIZE];
  62
  63 #define GET_MUTEX(p) \
  64     (&a64_mtx_pool[(pmap_kextract((vm_offset_t)p) / CACHE_ALIGN) % (A64_POOL_SIZE)])
  65
  66 #define LOCK_A64()                      \
  67     struct mtx *_amtx = GET_MUTEX(p);   \
  68     if (smp_started) mtx_lock(_amtx)
  69
  70 #define UNLOCK_A64()    if (smp_started) mtx_unlock(_amtx)
  71
  72 #else   /* !SMP */
  73
  74 #define LOCK_A64()      { register_t s = intr_disable()
  75 #define UNLOCK_A64()    intr_restore(s); }
  76
  77 #endif  /* SMP */
  78
  79 #define ATOMIC64_EMU_UN(op, rt, block, ret) \
  80     rt \
  81     atomic_##op##_64(volatile u_int64_t *p) {                   \
  82         u_int64_t tmp __unused;                                 \
  83         LOCK_A64();                                             \
  84         block;                                                  \
  85         UNLOCK_A64();                                           \
  86         ret; } struct hack
  87
  88 #define ATOMIC64_EMU_BIN(op, rt, block, ret) \
  89     rt \
  90     atomic_##op##_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t v) {      \
  91         u_int64_t tmp __unused;                                 \
  92         LOCK_A64();                                             \
  93         block;                                                  \
  94         UNLOCK_A64();                                           \
  95         ret; } struct hack
  96
  97 ATOMIC64_EMU_BIN(add, void, (*p = *p + v), return);
  98 ATOMIC64_EMU_BIN(clear, void, *p &= ~v, return);
  99 ATOMIC64_EMU_BIN(fetchadd, u_int64_t, (*p = *p + v, v = *p - v), return (v));
 100 ATOMIC64_EMU_UN(load, u_int64_t, (tmp = *p), return (tmp));
 101 ATOMIC64_EMU_BIN(set, void, *p |= v, return);
 102 ATOMIC64_EMU_BIN(subtract, void, (*p = *p - v), return);
 103 ATOMIC64_EMU_BIN(store, void, *p = v, return);
 104 ATOMIC64_EMU_BIN(swap, u_int64_t, tmp = *p; *p = v; v = tmp, return(v));
 105
 106 int atomic_cmpset_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t old, u_int64_t new)
 107 {
 108         u_int64_t tmp;
 109
 110         LOCK_A64();
 111         tmp = *p;
 112         if (tmp == old)
 113                 *p = new;
 114         UNLOCK_A64();
 115
 116         return (tmp == old);
 117 }
 118
 119 int atomic_fcmpset_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t *old, u_int64_t new)
 120 {
 121         u_int64_t tmp, tmp_old;
 122
 123         LOCK_A64();
 124         tmp = *p;
 125         tmp_old = *old;
 126         if (tmp == tmp_old)
 127                 *p = new;
 128         else
 129                 *old = tmp;
 130         UNLOCK_A64();
 131
 132         return (tmp == tmp_old);
 133 }
 134
 135 #ifdef SMP
 136 static void
 137 atomic64_mtxinit(void *x __unused)
 138 {
 139         int i;
 140
 141         for (i = 0; i < A64_POOL_SIZE; i++)
 142                 mtx_init(&a64_mtx_pool[i], "atomic64 mutex", NULL, MTX_DEF);
 143 }
 144
 145 SYSINIT(atomic64_mtxinit, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_MIDDLE, atomic64_mtxinit, NULL);
 146 #endif  /* SMP */
 147
 148 #endif  /* _KERNEL */