sys/cpu/x86_64/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: src/sys/i386/include/atomic.h,v 1.9.2.1 2000/07/07 00:38:47 obrien Exp $
  27  */
  28 #ifndef _CPU_ATOMIC_H_
  29 #define _CPU_ATOMIC_H_
  30
  31 #ifndef _SYS_TYPES_H_
  32 #include <sys/types.h>
  33 #endif
  34
  35 /*
  36  * Various simple arithmetic on memory which is atomic in the presence
  37  * of interrupts and multiple processors.
  38  *
  39  * atomic_set_char(P, V)        (*(u_char*)(P) |= (V))
  40  * atomic_clear_char(P, V)      (*(u_char*)(P) &= ~(V))
  41  * atomic_add_char(P, V)        (*(u_char*)(P) += (V))
  42  * atomic_subtract_char(P, V)   (*(u_char*)(P) -= (V))
  43  *
  44  * atomic_set_short(P, V)       (*(u_short*)(P) |= (V))
  45  * atomic_clear_short(P, V)     (*(u_short*)(P) &= ~(V))
  46  * atomic_add_short(P, V)       (*(u_short*)(P) += (V))
  47  * atomic_subtract_short(P, V)  (*(u_short*)(P) -= (V))
  48  *
  49  * atomic_set_int(P, V)         (*(u_int*)(P) |= (V))
  50  * atomic_clear_int(P, V)       (*(u_int*)(P) &= ~(V))
  51  * atomic_add_int(P, V)         (*(u_int*)(P) += (V))
  52  * atomic_subtract_int(P, V)    (*(u_int*)(P) -= (V))
  53  *
  54  * atomic_set_long(P, V)        (*(u_long*)(P) |= (V))
  55  * atomic_clear_long(P, V)      (*(u_long*)(P) &= ~(V))
  56  * atomic_add_long(P, V)        (*(u_long*)(P) += (V))
  57  * atomic_subtract_long(P, V)   (*(u_long*)(P) -= (V))
  58  * atomic_readandclear_long(P)  (return (*(u_long*)(P)); *(u_long*)(P) = 0;)
  59  * atomic_readandclear_int(P)   (return (*(u_int*)(P)); *(u_int*)(P) = 0;)
  60  */
  61
  62 /*
  63  * The above functions are expanded inline in the statically-linked
  64  * kernel and lock prefixes are generated.
  65  *
  66  * Kernel modules call real functions which are built into the kernel.
  67  */
  68 #if defined(KLD_MODULE)
  69 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
  70         extern void atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v); \
  71         extern void atomic_##NAME##_##TYPE##_nonlocked(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v);
  72
  73 int     atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v);
  74 int     atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_long v);
  75 int     atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v);
  76 int     atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_long v);
  77
  78 #else /* !KLD_MODULE */
  79 #define MPLOCKED        "lock ; "
  80
  81 /*
  82  * The assembly is volatilized to demark potential before-and-after side
  83  * effects if an interrupt or SMP collision were to occur.  The primary
  84  * atomic instructions are MP safe, the nonlocked instructions are
  85  * local-interrupt-safe (so we don't depend on C 'X |= Y' generating an
  86  * atomic instruction).
  87  *
  88  * +m - memory is read and written (=m - memory is only written)
  89  * iq - integer constant or %ax/%bx/%cx/%dx (ir = int constant or any reg)
  90  *      (Note: byte instructions only work on %ax,%bx,%cx, or %dx).  iq
  91  *      is good enough for our needs so don't get fancy.
  92  * r  - any register.
  93  *
  94  * NOTE: 64-bit immediate values are not supported for most x86-64
  95  *       instructions so we have to use "r".
  96  */
  97
  98 /* egcs 1.1.2+ version */
  99 #define ATOMIC_ASM(NAME, TYPE, OP, CONS, V)             \
 100 static __inline void                                    \
 101 atomic_##NAME##_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 102 {                                                       \
 103         __asm __volatile(MPLOCKED OP                    \
 104                          : "+m" (*p)                    \
 105                          : CONS (V));                   \
 106 }                                                       \
 107 static __inline void                                    \
 108 atomic_##NAME##_##TYPE##_nonlocked(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 109 {                                                       \
 110         __asm __volatile(OP                             \
 111                          : "+m" (*p)                    \
 112                          : CONS (V));                   \
 113 }
 114
 115 #endif /* KLD_MODULE */
 116
 117 /* egcs 1.1.2+ version */
 118 ATOMIC_ASM(set,      char,  "orb %b1,%0",  "iq",   v)
 119 ATOMIC_ASM(clear,    char,  "andb %b1,%0", "iq",   ~v)
 120 ATOMIC_ASM(add,      char,  "addb %b1,%0", "iq",   v)
 121 ATOMIC_ASM(subtract, char,  "subb %b1,%0", "iq",   v)
 122
 123 ATOMIC_ASM(set,      short, "orw %w1,%0",  "iq",   v)
 124 ATOMIC_ASM(clear,    short, "andw %w1,%0", "iq",  ~v)
 125 ATOMIC_ASM(add,      short, "addw %w1,%0", "iq",   v)
 126 ATOMIC_ASM(subtract, short, "subw %w1,%0", "iq",   v)
 127
 128 ATOMIC_ASM(set,      int,   "orl %1,%0",  "iq",   v)
 129 ATOMIC_ASM(clear,    int,   "andl %1,%0", "iq",  ~v)
 130 ATOMIC_ASM(add,      int,   "addl %1,%0", "iq",   v)
 131 ATOMIC_ASM(subtract, int,   "subl %1,%0", "iq",   v)
 132
 133 ATOMIC_ASM(set,      long,  "orq %1,%0",  "r",   v)
 134 ATOMIC_ASM(clear,    long,  "andq %1,%0", "r",  ~v)
 135 ATOMIC_ASM(add,      long,  "addq %1,%0", "r",   v)
 136 ATOMIC_ASM(subtract, long,  "subq %1,%0", "r",   v)
 137
 138 #if defined(KLD_MODULE)
 139
 140 u_long  atomic_readandclear_long(volatile u_long *addr);
 141 u_int   atomic_readandclear_int(volatile u_int *addr);
 142
 143 #else /* !KLD_MODULE */
 144
 145 static __inline u_long
 146 atomic_readandclear_long(volatile u_long *addr)
 147 {
 148         u_long res;
 149
 150         res = 0;
 151         __asm __volatile(
 152         "       xchgq   %1,%0 ;         "
 153         "# atomic_readandclear_long"
 154         : "+r" (res),                   /* 0 */
 155           "=m" (*addr)                  /* 1 */
 156         : "m" (*addr));
 157
 158         return (res);
 159 }
 160
 161 static __inline u_int
 162 atomic_readandclear_int(volatile u_int *addr)
 163 {
 164         u_int res;
 165
 166         res = 0;
 167         __asm __volatile(
 168         "       xchgl   %1,%0 ;         "
 169         "# atomic_readandclear_int"
 170         : "+r" (res),                   /* 0 */
 171           "=m" (*addr)                  /* 1 */
 172         : "m" (*addr));
 173
 174         return (res);
 175 }
 176
 177 #endif /* KLD_MODULE */
 178
 179 /*
 180  * atomic_poll_acquire_int(P)   Returns non-zero on success, 0 if the lock
 181  *                              has already been acquired.
 182  * atomic_poll_release_int(P)
 183  *
 184  * These support the NDIS driver and are also used for IPIQ interlocks
 185  * between cpus.  Both the acquisition and release must be
 186  * cache-synchronizing instructions.
 187  */
 188
 189 #if defined(KLD_MODULE)
 190
 191 extern int atomic_swap_int(volatile int *addr, int value);
 192 extern long atomic_swap_long(volatile long *addr, long value);
 193 extern void *atomic_swap_ptr(volatile void **addr, void *value);
 194 extern int atomic_poll_acquire_int(volatile u_int *p);
 195 extern void atomic_poll_release_int(volatile u_int *p);
 196
 197 #else
 198
 199 static __inline int
 200 atomic_swap_int(volatile int *addr, int value)
 201 {
 202         __asm __volatile("xchgl %0, %1" :
 203             "=r" (value), "=m" (*addr) : "0" (value) : "memory");
 204         return (value);
 205 }
 206
 207 static __inline long
 208 atomic_swap_long(volatile long *addr, long value)
 209 {
 210         __asm __volatile("xchgq %0, %1" :
 211             "=r" (value), "=m" (*addr) : "0" (value) : "memory");
 212         return (value);
 213 }
 214
 215 static __inline void *
 216 atomic_swap_ptr(volatile void **addr, void *value)
 217 {
 218         __asm __volatile("xchgq %0, %1" :
 219             "=r" (value), "=m" (*addr) : "0" (value) : "memory");
 220         return (value);
 221 }
 222
 223 static __inline int
 224 atomic_poll_acquire_int(volatile u_int *p)
 225 {
 226         u_int data;
 227
 228         __asm __volatile(MPLOCKED "btsl $0,%0; setnc %%al; andl $255,%%eax" : "+m" (*p), "=a" (data));
 229         return(data);
 230 }
 231
 232 static __inline void
 233 atomic_poll_release_int(volatile u_int *p)
 234 {
 235         __asm __volatile(MPLOCKED "btrl $0,%0" : "+m" (*p));
 236 }
 237
 238 #endif
 239
 240 /*
 241  * These functions operate on a 32 bit interrupt interlock which is defined
 242  * as follows:
 243  *
 244  *      bit 0-29        interrupt handler wait counter
 245  *      bit 30          interrupt handler disabled bit
 246  *      bit 31          interrupt handler currently running bit (1 = run)
 247  *
 248  * atomic_intr_cond_test(P)     Determine if the interlock is in an
 249  *                              acquired state.  Returns 0 if it not
 250  *                              acquired, non-zero if it is. (not MPLOCKed)
 251  *
 252  * atomic_intr_cond_try(P)      Attempt to set bit 31 to acquire the
 253  *                              interlock.  If we are unable to set bit 31
 254  *                              we return 1, otherwise we return 0.
 255  *
 256  * atomic_intr_cond_enter(P, func, arg)
 257  *                              Attempt to set bit 31 to acquire the
 258  *                              interlock.  If we are unable to set bit 31,
 259  *                              the wait is incremented counter and func(arg)
 260  *                              is called in a loop until we are able to set
 261  *                              bit 31.  Once we set bit 31, wait counter
 262  *                              is decremented.
 263  *
 264  * atomic_intr_cond_exit(P, func, arg)
 265  *                              Clear bit 31.  If the wait counter is still
 266  *                              non-zero call func(arg) once.
 267  *
 268  * atomic_intr_handler_disable(P)
 269  *                              Set bit 30, indicating that the interrupt
 270  *                              handler has been disabled.  Must be called
 271  *                              after the hardware is disabled.
 272  *
 273  *                              Returns bit 31 indicating whether a serialized
 274  *                              accessor is active (typically the interrupt
 275  *                              handler is running).  0 == not active,
 276  *                              non-zero == active.
 277  *
 278  * atomic_intr_handler_enable(P)
 279  *                              Clear bit 30, indicating that the interrupt
 280  *                              handler has been enabled.  Must be called
 281  *                              before the hardware is actually enabled.
 282  *
 283  * atomic_intr_handler_is_enabled(P)
 284  *                              Returns bit 30, 0 indicates that the handler
 285  *                              is enabled, non-zero indicates that it is
 286  *                              disabled.  The request counter portion of
 287  *                              the field is ignored. (not MPLOCKed)
 288  *
 289  * atomic_intr_cond_inc(P)      Increment wait counter by 1.
 290  * atomic_intr_cond_dec(P)      Decrement wait counter by 1.
 291  */
 292
 293 #if defined(KLD_MODULE)
 294
 295 void atomic_intr_init(__atomic_intr_t *p);
 296 int atomic_intr_handler_disable(__atomic_intr_t *p);
 297 void atomic_intr_handler_enable(__atomic_intr_t *p);
 298 int atomic_intr_handler_is_enabled(__atomic_intr_t *p);
 299 int atomic_intr_cond_test(__atomic_intr_t *p);
 300 int atomic_intr_cond_try(__atomic_intr_t *p);
 301 void atomic_intr_cond_enter(__atomic_intr_t *p, void (*func)(void *), void *arg);
 302 void atomic_intr_cond_exit(__atomic_intr_t *p, void (*func)(void *), void *arg);
 303 void atomic_intr_cond_inc(__atomic_intr_t *p);
 304 void atomic_intr_cond_dec(__atomic_intr_t *p);
 305
 306 #else
 307
 308 static __inline void
 309 atomic_intr_init(__atomic_intr_t *p)
 310 {
 311         *p = 0;
 312 }
 313
 314 static __inline int
 315 atomic_intr_handler_disable(__atomic_intr_t *p)
 316 {
 317         int data;
 318
 319         __asm __volatile(MPLOCKED "orl $0x40000000,%1; movl %1,%%eax; " \
 320                                   "andl $0x80000000,%%eax" \
 321                                   : "=a"(data) , "+m"(*p));
 322         return(data);
 323 }
 324
 325 static __inline void
 326 atomic_intr_handler_enable(__atomic_intr_t *p)
 327 {
 328         __asm __volatile(MPLOCKED "andl $0xBFFFFFFF,%0" : "+m" (*p));
 329 }
 330
 331 static __inline int
 332 atomic_intr_handler_is_enabled(__atomic_intr_t *p)
 333 {
 334         int data;
 335
 336         __asm __volatile("movl %1,%%eax; andl $0x40000000,%%eax" \
 337                          : "=a"(data) : "m"(*p));
 338         return(data);
 339 }
 340
 341 static __inline void
 342 atomic_intr_cond_inc(__atomic_intr_t *p)
 343 {
 344         __asm __volatile(MPLOCKED "incl %0" : "+m" (*p));
 345 }
 346
 347 static __inline void
 348 atomic_intr_cond_dec(__atomic_intr_t *p)
 349 {
 350         __asm __volatile(MPLOCKED "decl %0" : "+m" (*p));
 351 }
 352
 353 static __inline void
 354 atomic_intr_cond_enter(__atomic_intr_t *p, void (*func)(void *), void *arg)
 355 {
 356         __asm __volatile(MPLOCKED "btsl $31,%0; jnc 3f; " \
 357                          MPLOCKED "incl %0; " \
 358                          "1: ;" \
 359                          MPLOCKED "btsl $31,%0; jnc 2f; " \
 360                          "movq %2,%%rdi; call *%1; " \
 361                          "jmp 1b; " \
 362                          "2: ;" \
 363                          MPLOCKED "decl %0; " \
 364                          "3: ;" \
 365                          : "+m" (*p) \
 366                          : "r"(func), "m"(arg) \
 367                          : "ax", "cx", "dx", "rsi", "rdi", "r8", "r9", "r10", "r11");
 368                 /* YYY the function call may clobber even more registers? */
 369 }
 370
 371 /*
 372  * Attempt to enter the interrupt condition variable.  Returns zero on
 373  * success, 1 on failure.
 374  */
 375 static __inline int
 376 atomic_intr_cond_try(__atomic_intr_t *p)
 377 {
 378         int ret;
 379
 380         __asm __volatile("subl %%eax,%%eax; "                   \
 381                          MPLOCKED "btsl $31,%0; jnc 2f; "       \
 382                          "movl $1,%%eax;"                       \
 383                          "2: ;"
 384                          : "+m" (*p), "=&a"(ret)
 385                          : : "cx", "dx");
 386         return (ret);
 387 }
 388
 389
 390 static __inline int
 391 atomic_intr_cond_test(__atomic_intr_t *p)
 392 {
 393         return((int)(*p & 0x80000000));
 394 }
 395
 396 static __inline void
 397 atomic_intr_cond_exit(__atomic_intr_t *p, void (*func)(void *), void *arg)
 398 {
 399         __asm __volatile(MPLOCKED "btrl $31,%0; " \
 400                          "testl $0x3FFFFFFF,%0; jz 1f; " \
 401                          "movq %2,%%rdi; call *%1; " \
 402                          "1: ;" \
 403                          : "+m" (*p) \
 404                          : "r"(func), "m"(arg) \
 405                          : "ax", "cx", "dx", "rsi", "rdi", "r8", "r9", "r10", "r11");
 406                 /* YYY the function call may clobber even more registers? */
 407 }
 408
 409 #endif
 410
 411 /*
 412  * Atomic compare and set
 413  *
 414  * if (*_dst == _old) *_dst = _new (all 32 bit words)
 415  *
 416  * Returns 0 on failure, non-zero on success.  The inline is designed to
 417  * allow the compiler to optimize the common case where the caller calls
 418  * these functions from inside a conditional.
 419  */
 420 #if defined(KLD_MODULE)
 421
 422 extern int atomic_cmpxchg_int(volatile u_int *_dst, u_int _old, u_int _new);
 423 extern int atomic_cmpxchg_long_test(volatile u_long *_dst, u_long _old, u_long _new);
 424 extern int atomic_cmpset_short(volatile u_short *_dst,
 425         u_short _old, u_short _new);
 426 extern int atomic_cmpset_int(volatile u_int *_dst, u_int _old, u_int _new);
 427 extern int atomic_cmpset_long(volatile u_long *_dst, u_long _exp, u_long _src);
 428 extern u_int atomic_fetchadd_int(volatile u_int *_p, u_int _v);
 429 extern u_long atomic_fetchadd_long(volatile u_long *_p, u_long _v);
 430
 431 #else
 432
 433 static __inline int
 434 atomic_cmpxchg_int(volatile u_int *_dst, u_int _old, u_int _new)
 435 {
 436         u_int res = _old;
 437
 438         __asm __volatile(MPLOCKED "cmpxchgl %2,%1; " \
 439                          : "+a" (res), "=m" (*_dst) \
 440                          : "r" (_new), "m" (*_dst) \
 441                          : "memory");
 442         return (res);
 443 }
 444
 445 static __inline int
 446 atomic_cmpxchg_long_test(volatile u_long *_dst, u_long _old, u_long _new)
 447 {
 448         u_int res = _old;
 449
 450         __asm __volatile(MPLOCKED "cmpxchgq %2,%1; "
 451                                   " setz %%al;"
 452                                   " movsbq %%al,%%rax" \
 453                          : "+a" (res), "=m" (*_dst) \
 454                          : "r" (_new), "m" (*_dst) \
 455                          : "memory");
 456         return (res);
 457 }
 458
 459 static __inline int
 460 atomic_cmpset_short(volatile u_short *_dst, u_short _old, u_short _new)
 461 {
 462         u_short res = _old;
 463
 464         __asm __volatile(MPLOCKED "cmpxchgw %w2,%1; " \
 465                          : "+a" (res), "=m" (*_dst) \
 466                          : "r" (_new), "m" (*_dst) \
 467                          : "memory");
 468         return (res == _old);
 469 }
 470
 471 static __inline int
 472 atomic_cmpset_int(volatile u_int *_dst, u_int _old, u_int _new)
 473 {
 474         u_int res = _old;
 475
 476         __asm __volatile(MPLOCKED "cmpxchgl %2,%1; " \
 477                          : "+a" (res), "=m" (*_dst) \
 478                          : "r" (_new), "m" (*_dst) \
 479                          : "memory");
 480         return (res == _old);
 481 }
 482
 483 static __inline int
 484 atomic_cmpset_long(volatile u_long *_dst, u_long _old, u_long _new)
 485 {
 486         u_long res = _old;
 487
 488         __asm __volatile(MPLOCKED "cmpxchgq %2,%1; " \
 489                          : "+a" (res), "=m" (*_dst) \
 490                          : "r" (_new), "m" (*_dst) \
 491                          : "memory");
 492         return (res == _old);
 493 }
 494
 495 /*
 496  * Atomically add the value of v to the integer pointed to by p and return
 497  * the previous value of *p.
 498  */
 499 static __inline u_int
 500 atomic_fetchadd_int(volatile u_int *_p, u_int _v)
 501 {
 502         __asm __volatile(MPLOCKED "xaddl %0,%1; " \
 503                          : "+r" (_v), "=m" (*_p)        \
 504                          : "m" (*_p)            \
 505                          : "memory");
 506         return (_v);
 507 }
 508
 509 static __inline u_long
 510 atomic_fetchadd_long(volatile u_long *_p, u_long _v)
 511 {
 512         __asm __volatile(MPLOCKED "xaddq %0,%1; " \
 513                          : "+r" (_v), "=m" (*_p)        \
 514                          : "m" (*_p)            \
 515                          : "memory");
 516         return (_v);
 517 }
 518
 519 static __inline int
 520 atomic_testandset_int(volatile u_int *p, u_int v)
 521 {
 522         u_char res;
 523
 524         __asm __volatile(
 525         "       " MPLOCKED "            "
 526         "       btsl    %2,%1 ;         "
 527         "       setc    %0 ;            "
 528         "# atomic_testandset_int"
 529         : "=q" (res),                   /* 0 */
 530           "+m" (*p)                     /* 1 */
 531         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 532         : "cc");
 533         return (res);
 534 }
 535
 536 static __inline int
 537 atomic_testandset_long(volatile u_long *p, u_long v)
 538 {
 539         u_char res;
 540
 541         __asm __volatile(
 542         "       " MPLOCKED "            "
 543         "       btsq    %2,%1 ;         "
 544         "       setc    %0 ;            "
 545         "# atomic_testandset_int"
 546         : "=q" (res),                   /* 0 */
 547           "+m" (*p)                     /* 1 */
 548         : "Ir" (v & 0x3f)               /* 2 */
 549         : "cc");
 550         return (res);
 551 }
 552
 553 static __inline int
 554 atomic_testandclear_int(volatile u_int *p, u_int v)
 555 {
 556         u_char res;
 557
 558         __asm __volatile(
 559         "       " MPLOCKED "            "
 560         "       btrl    %2,%1 ;         "
 561         "       setc    %0 ;            "
 562         "# atomic_testandclear_int"
 563         : "=q" (res),                   /* 0 */
 564           "+m" (*p)                     /* 1 */
 565         : "Ir" (v & 0x1f)               /* 2 */
 566         : "cc");
 567         return (res);
 568 }
 569
 570 static __inline int
 571 atomic_testandclear_long(volatile u_long *p, u_long v)
 572 {
 573         u_char res;
 574
 575         __asm __volatile(
 576         "       " MPLOCKED "            "
 577         "       btrq    %2,%1 ;         "
 578         "       setc    %0 ;            "
 579         "# atomic_testandclear_int"
 580         : "=q" (res),                   /* 0 */
 581           "+m" (*p)                     /* 1 */
 582         : "Ir" (v & 0x3f)               /* 2 */
 583         : "cc");
 584         return (res);
 585 }
 586
 587 #endif  /* KLD_MODULE */
 588
 589 #if defined(KLD_MODULE)
 590
 591 #define ATOMIC_STORE_LOAD(TYPE, LOP, SOP)                       \
 592 extern u_##TYPE atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p);   \
 593 extern void     atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v);
 594
 595 #else /* !KLD_MODULE */
 596
 597 #define ATOMIC_STORE_LOAD(TYPE, LOP, SOP)               \
 598 static __inline u_##TYPE                                \
 599 atomic_load_acq_##TYPE(volatile u_##TYPE *p)            \
 600 {                                                       \
 601         u_##TYPE res; /* accumulator can be anything */ \
 602                                                         \
 603         __asm __volatile(MPLOCKED LOP                   \
 604         : "=a" (res),                   /* 0 */         \
 605           "=m" (*p)                     /* 1 */         \
 606         : "m" (*p)                      /* 2 */         \
 607         : "memory");                                    \
 608                                                         \
 609         return (res);                                   \
 610 }                                                       \
 611                                                         \
 612 /*                                                      \
 613  * The XCHG instruction asserts LOCK automagically.     \
 614  */                                                     \
 615 static __inline void                                    \
 616 atomic_store_rel_##TYPE(volatile u_##TYPE *p, u_##TYPE v)\
 617 {                                                       \
 618         __asm __volatile(SOP                            \
 619         : "=m" (*p),                    /* 0 */         \
 620           "+r" (v)                      /* 1 */         \
 621         : "m" (*p));                    /* 2 */         \
 622 }                                                       \
 623 struct __hack
 624
 625 #endif /* !KLD_MODULE */
 626
 627 ATOMIC_STORE_LOAD(char, "cmpxchgb %b0,%1", "xchgb %b1,%0");
 628 ATOMIC_STORE_LOAD(short,"cmpxchgw %w0,%1", "xchgw %w1,%0");
 629 ATOMIC_STORE_LOAD(int,  "cmpxchgl %0,%1",  "xchgl %1,%0");
 630 ATOMIC_STORE_LOAD(long, "cmpxchgq %0,%1",  "xchgq %1,%0");
 631
 632 #undef ATOMIC_ASM
 633 #undef ATOMIC_STORE_LOAD
 634
 635 /* Acquire and release variants are identical to the normal ones. */
 636 #define atomic_set_acq_char             atomic_set_char
 637 #define atomic_set_rel_char             atomic_set_char
 638 #define atomic_clear_acq_char           atomic_clear_char
 639 #define atomic_clear_rel_char           atomic_clear_char
 640 #define atomic_add_acq_char             atomic_add_char
 641 #define atomic_add_rel_char             atomic_add_char
 642 #define atomic_subtract_acq_char        atomic_subtract_char
 643 #define atomic_subtract_rel_char        atomic_subtract_char
 644
 645 #define atomic_set_acq_short            atomic_set_short
 646 #define atomic_set_rel_short            atomic_set_short
 647 #define atomic_clear_acq_short          atomic_clear_short
 648 #define atomic_clear_rel_short          atomic_clear_short
 649 #define atomic_add_acq_short            atomic_add_short
 650 #define atomic_add_rel_short            atomic_add_short
 651 #define atomic_subtract_acq_short       atomic_subtract_short
 652 #define atomic_subtract_rel_short       atomic_subtract_short
 653
 654 #define atomic_set_acq_int              atomic_set_int
 655 #define atomic_set_rel_int              atomic_set_int
 656 #define atomic_clear_acq_int            atomic_clear_int
 657 #define atomic_clear_rel_int            atomic_clear_int
 658 #define atomic_add_acq_int              atomic_add_int
 659 #define atomic_add_rel_int              atomic_add_int
 660 #define atomic_subtract_acq_int         atomic_subtract_int
 661 #define atomic_subtract_rel_int         atomic_subtract_int
 662 #define atomic_cmpset_acq_int           atomic_cmpset_int
 663 #define atomic_cmpset_rel_int           atomic_cmpset_int
 664
 665 #define atomic_set_acq_long             atomic_set_long
 666 #define atomic_set_rel_long             atomic_set_long
 667 #define atomic_clear_acq_long           atomic_clear_long
 668 #define atomic_clear_rel_long           atomic_clear_long
 669 #define atomic_add_acq_long             atomic_add_long
 670 #define atomic_add_rel_long             atomic_add_long
 671 #define atomic_subtract_acq_long        atomic_subtract_long
 672 #define atomic_subtract_rel_long        atomic_subtract_long
 673 #define atomic_cmpset_acq_long          atomic_cmpset_long
 674 #define atomic_cmpset_rel_long          atomic_cmpset_long
 675
 676 /* cpumask_t is 64-bits on x86-64 */
 677 #define atomic_set_cpumask              atomic_set_long
 678 #define atomic_clear_cpumask            atomic_clear_long
 679 #define atomic_cmpset_cpumask           atomic_cmpset_long
 680 #define atomic_store_rel_cpumask        atomic_store_rel_long
 681 #define atomic_load_acq_cpumask         atomic_load_acq_long
 682
 683 /* Operations on 8-bit bytes. */
 684 #define atomic_set_8            atomic_set_char
 685 #define atomic_set_acq_8        atomic_set_acq_char
 686 #define atomic_set_rel_8        atomic_set_rel_char
 687 #define atomic_clear_8          atomic_clear_char
 688 #define atomic_clear_acq_8      atomic_clear_acq_char
 689 #define atomic_clear_rel_8      atomic_clear_rel_char
 690 #define atomic_add_8            atomic_add_char
 691 #define atomic_add_acq_8        atomic_add_acq_char
 692 #define atomic_add_rel_8        atomic_add_rel_char
 693 #define atomic_subtract_8       atomic_subtract_char
 694 #define atomic_subtract_acq_8   atomic_subtract_acq_char
 695 #define atomic_subtract_rel_8   atomic_subtract_rel_char
 696 #define atomic_load_acq_8       atomic_load_acq_char
 697 #define atomic_store_rel_8      atomic_store_rel_char
 698
 699 /* Operations on 16-bit words. */
 700 #define atomic_set_16           atomic_set_short
 701 #define atomic_set_acq_16       atomic_set_acq_short
 702 #define atomic_set_rel_16       atomic_set_rel_short
 703 #define atomic_clear_16         atomic_clear_short
 704 #define atomic_clear_acq_16     atomic_clear_acq_short
 705 #define atomic_clear_rel_16     atomic_clear_rel_short
 706 #define atomic_add_16           atomic_add_short
 707 #define atomic_add_acq_16       atomic_add_acq_short
 708 #define atomic_add_rel_16       atomic_add_rel_short
 709 #define atomic_subtract_16      atomic_subtract_short
 710 #define atomic_subtract_acq_16  atomic_subtract_acq_short
 711 #define atomic_subtract_rel_16  atomic_subtract_rel_short
 712 #define atomic_load_acq_16      atomic_load_acq_short
 713 #define atomic_store_rel_16     atomic_store_rel_short
 714
 715 /* Operations on 32-bit double words. */
 716 #define atomic_set_32           atomic_set_int
 717 #define atomic_set_acq_32       atomic_set_acq_int
 718 #define atomic_set_rel_32       atomic_set_rel_int
 719 #define atomic_clear_32         atomic_clear_int
 720 #define atomic_clear_acq_32     atomic_clear_acq_int
 721 #define atomic_clear_rel_32     atomic_clear_rel_int
 722 #define atomic_add_32           atomic_add_int
 723 #define atomic_add_acq_32       atomic_add_acq_int
 724 #define atomic_add_rel_32       atomic_add_rel_int
 725 #define atomic_subtract_32      atomic_subtract_int
 726 #define atomic_subtract_acq_32  atomic_subtract_acq_int
 727 #define atomic_subtract_rel_32  atomic_subtract_rel_int
 728 #define atomic_load_acq_32      atomic_load_acq_int
 729 #define atomic_store_rel_32     atomic_store_rel_int
 730 #define atomic_cmpset_32        atomic_cmpset_int
 731 #define atomic_cmpset_acq_32    atomic_cmpset_acq_int
 732 #define atomic_cmpset_rel_32    atomic_cmpset_rel_int
 733 #define atomic_readandclear_32  atomic_readandclear_int
 734 #define atomic_fetchadd_32      atomic_fetchadd_int
 735
 736 /* Operations on 64-bit quad words. */
 737 #define atomic_load_acq_64      atomic_load_acq_long
 738 #define atomic_store_rel_64     atomic_store_rel_long
 739 #define atomic_swap_64          atomic_swap_long
 740 #define atomic_fetchadd_64      atomic_fetchadd_long
 741 #define atomic_cmpset_64        atomic_cmpset_long
 742 #define atomic_set_64           atomic_set_long
 743 #define atomic_clear_64         atomic_clear_long
 744
 745 /* Operations on pointers. */
 746 #define atomic_set_ptr(p, v) \
 747         atomic_set_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 748 #define atomic_set_acq_ptr(p, v) \
 749         atomic_set_acq_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 750 #define atomic_set_rel_ptr(p, v) \
 751         atomic_set_rel_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 752 #define atomic_clear_ptr(p, v) \
 753         atomic_clear_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 754 #define atomic_clear_acq_ptr(p, v) \
 755         atomic_clear_acq_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 756 #define atomic_clear_rel_ptr(p, v) \
 757         atomic_clear_rel_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 758 #define atomic_add_ptr(p, v) \
 759         atomic_add_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 760 #define atomic_add_acq_ptr(p, v) \
 761         atomic_add_acq_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 762 #define atomic_add_rel_ptr(p, v) \
 763         atomic_add_rel_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 764 #define atomic_subtract_ptr(p, v) \
 765         atomic_subtract_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 766 #define atomic_subtract_acq_ptr(p, v) \
 767         atomic_subtract_acq_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 768 #define atomic_subtract_rel_ptr(p, v) \
 769         atomic_subtract_rel_long((volatile u_long *)(p), (u_long)(v))
 770 #define atomic_load_acq_ptr(p) \
 771         atomic_load_acq_long((volatile u_long *)(p))
 772 #define atomic_store_rel_ptr(p, v) \
 773         atomic_store_rel_long((volatile u_long *)(p), (v))
 774 #define atomic_cmpset_ptr(dst, old, new)                                \
 775         atomic_cmpset_long((volatile u_long *)(dst), (u_long)(old),     \
 776                                 (u_long)(new))
 777 #define atomic_cmpset_acq_ptr(dst, old, new)                            \
 778         atomic_cmpset_acq_long((volatile u_long *)(dst), (u_long)(old), \
 779                                 (u_long)(new))
 780 #define atomic_cmpset_rel_ptr(dst, old, new)                            \
 781         atomic_cmpset_rel_long((volatile u_long *)(dst), (u_long)(old), \
 782                                 (u_long)(new))
 783 #define atomic_readandclear_ptr(p)                                      \
 784         atomic_readandclear_long((volatile u_long *)(p))
 785
 786 #endif /* ! _CPU_ATOMIC_H_ */