sys/kern/subr_atomic64.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   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  * $FreeBSD$
  28  */
  29
  30 #include <sys/cdefs.h>
  31 #include <sys/param.h>
  32 #include <sys/kernel.h>
  33 #include <sys/lock.h>
  34 #include <sys/mutex.h>
  35 #include <sys/smp.h>
  36 #include <sys/systm.h>
  37
  38 #include <machine/atomic.h>
  39 #include <machine/param.h>
  40
  41 #include <vm/vm.h>
  42 #include <vm/pmap.h>
  43
  44 enum {
  45     ATOMIC64_ADD,
  46     ATOMIC64_CLEAR,
  47     ATOMIC64_CMPSET,
  48     ATOMIC64_FCMPSET,
  49     ATOMIC64_FETCHADD,
  50     ATOMIC64_LOAD,
  51     ATOMIC64_SET,
  52     ATOMIC64_SUBTRACT,
  53     ATOMIC64_STORE,
  54     ATOMIC64_SWAP
  55 };
  56
  57 #ifdef _KERNEL
  58 #ifdef SMP
  59
  60 #define A64_POOL_SIZE   MAXCPU
  61 /* Estimated size of a cacheline */
  62 #define CACHE_ALIGN     CACHE_LINE_SIZE
  63 static struct mtx a64_mtx_pool[A64_POOL_SIZE];
  64
  65 #define GET_MUTEX(p) \
  66     (&a64_mtx_pool[(pmap_kextract((vm_offset_t)p) / CACHE_ALIGN) % (A64_POOL_SIZE)])
  67
  68 #define LOCK_A64()                      \
  69     struct mtx *_amtx = GET_MUTEX(p);   \
  70     if (smp_started) mtx_lock(_amtx)
  71
  72 #define UNLOCK_A64()    if (smp_started) mtx_unlock(_amtx)
  73
  74 #else   /* !SMP */
  75
  76 #define LOCK_A64()      { register_t s = intr_disable()
  77 #define UNLOCK_A64()    intr_restore(s); }
  78
  79 #endif  /* SMP */
  80
  81 #define ATOMIC64_EMU_UN(op, rt, block, ret) \
  82     rt \
  83     atomic_##op##_64(volatile u_int64_t *p) {                   \
  84         u_int64_t tmp __unused;                                 \
  85         LOCK_A64();                                             \
  86         block;                                                  \
  87         UNLOCK_A64();                                           \
  88         ret; } struct hack
  89
  90 #define ATOMIC64_EMU_BIN(op, rt, block, ret) \
  91     rt \
  92     atomic_##op##_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t v) {      \
  93         u_int64_t tmp __unused;                                 \
  94         LOCK_A64();                                             \
  95         block;                                                  \
  96         UNLOCK_A64();                                           \
  97         ret; } struct hack
  98
  99 ATOMIC64_EMU_BIN(add, void, (*p = *p + v), return);
 100 ATOMIC64_EMU_BIN(clear, void, *p &= ~v, return);
 101 ATOMIC64_EMU_BIN(fetchadd, u_int64_t, (*p = *p + v, v = *p - v), return (v));
 102 ATOMIC64_EMU_UN(load, u_int64_t, (tmp = *p), return (tmp));
 103 ATOMIC64_EMU_BIN(set, void, *p |= v, return);
 104 ATOMIC64_EMU_BIN(subtract, void, (*p = *p - v), return);
 105 ATOMIC64_EMU_BIN(store, void, *p = v, return);
 106 ATOMIC64_EMU_BIN(swap, u_int64_t, tmp = *p; *p = v; v = tmp, return(v));
 107
 108 int atomic_cmpset_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t old, u_int64_t new)
 109 {
 110         u_int64_t tmp;
 111
 112         LOCK_A64();
 113         tmp = *p;
 114         if (tmp == old)
 115                 *p = new;
 116         UNLOCK_A64();
 117
 118         return (tmp == old);
 119 }
 120
 121 int atomic_fcmpset_64(volatile u_int64_t *p, u_int64_t *old, u_int64_t new)
 122 {
 123         u_int64_t tmp, tmp_old;
 124
 125         LOCK_A64();
 126         tmp = *p;
 127         tmp_old = *old;
 128         if (tmp == tmp_old)
 129                 *p = new;
 130         else
 131                 *old = tmp;
 132         UNLOCK_A64();
 133
 134         return (tmp == tmp_old);
 135 }
 136
 137 #ifdef SMP
 138 static void
 139 atomic64_mtxinit(void *x __unused)
 140 {
 141         int i;
 142
 143         for (i = 0; i < A64_POOL_SIZE; i++)
 144                 mtx_init(&a64_mtx_pool[i], "atomic64 mutex", NULL, MTX_DEF);
 145 }
 146
 147 SYSINIT(atomic64_mtxinit, SI_SUB_LOCK, SI_ORDER_MIDDLE, atomic64_mtxinit, NULL);
 148 #endif  /* SMP */
 149
 150 #endif  /* _KERNEL */