src/atomic_ops/sysdeps/gcc/x86.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1991-1994 by Xerox Corporation.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 1996-1999 by Silicon Graphics.  All rights reserved.
   4  * Copyright (c) 1999-2003 by Hewlett-Packard Company. All rights reserved.
   5  *
   6  *
   7  * THIS MATERIAL IS PROVIDED AS IS, WITH ABSOLUTELY NO WARRANTY EXPRESSED
   8  * OR IMPLIED.  ANY USE IS AT YOUR OWN RISK.
   9  *
  10  * Permission is hereby granted to use or copy this program
  11  * for any purpose,  provided the above notices are retained on all copies.
  12  * Permission to modify the code and to distribute modified code is granted,
  13  * provided the above notices are retained, and a notice that the code was
  14  * modified is included with the above copyright notice.
  15  *
  16  * Some of the machine specific code was borrowed from our GC distribution.
  17  */
  18
  19 /* The following really assume we have a 486 or better.  Unfortunately  */
  20 /* gcc doesn't define a suitable feature test macro based on command    */
  21 /* line options.                                                        */
  22 /* We should perhaps test dynamically.                                  */
  23
  24 #include "../all_aligned_atomic_load_store.h"
  25
  26 /* Real X86 implementations, except for some old WinChips, appear       */
  27 /* to enforce ordering between memory operations, EXCEPT that a later   */
  28 /* read can pass earlier writes, presumably due to the visible          */
  29 /* presence of store buffers.                                           */
  30 /* We ignore both the WinChips, and the fact that the official specs    */
  31 /* seem to be much weaker (and arguably too weak to be usable).         */
  32
  33 #include "../ordered_except_wr.h"
  34
  35 #include "../test_and_set_t_is_char.h"
  36
  37 #include "../standard_ao_double_t.h"
  38
  39 #if defined(AO_USE_PENTIUM4_INSTRS)
  40 AO_INLINE void
  41 AO_nop_full(void)
  42 {
  43   __asm__ __volatile__("mfence" : : : "memory");
  44 }
  45
  46 #define AO_HAVE_nop_full
  47
  48 #else
  49
  50 /* We could use the cpuid instruction.  But that seems to be slower     */
  51 /* than the default implementation based on test_and_set_full.  Thus    */
  52 /* we omit that bit of misinformation here.                             */
  53
  54 #endif
  55
  56 /* As far as we can tell, the lfence and sfence instructions are not    */
  57 /* currently needed or useful for cached memory accesses.               */
  58
  59 /* Really only works for 486 and later */
  60 AO_INLINE AO_t
  61 AO_fetch_and_add_full (volatile AO_t *p, AO_t incr)
  62 {
  63   AO_t result;
  64
  65   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddl %0, %1" :
  66                         "=r" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  67                         : "memory");
  68   return result;
  69 }
  70
  71 #define AO_HAVE_fetch_and_add_full
  72
  73 AO_INLINE unsigned char
  74 AO_char_fetch_and_add_full (volatile unsigned char *p, unsigned char incr)
  75 {
  76   unsigned char result;
  77
  78   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddb %0, %1" :
  79                         "=q" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  80                         : "memory");
  81   return result;
  82 }
  83
  84 #define AO_HAVE_char_fetch_and_add_full
  85
  86 AO_INLINE unsigned short
  87 AO_short_fetch_and_add_full (volatile unsigned short *p, unsigned short incr)
  88 {
  89   unsigned short result;
  90
  91   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddw %0, %1" :
  92                         "=r" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  93                         : "memory");
  94   return result;
  95 }
  96
  97 #define AO_HAVE_short_fetch_and_add_full
  98
  99 /* Really only works for 486 and later */
 100 AO_INLINE void
 101 AO_or_full (volatile AO_t *p, AO_t incr)
 102 {
 103   __asm__ __volatile__ ("lock; orl %1, %0" :
 104                         "=m" (*p) : "r" (incr), "m" (*p) : "memory");
 105 }
 106
 107 #define AO_HAVE_or_full
 108
 109 AO_INLINE AO_TS_VAL_t
 110 AO_test_and_set_full(volatile AO_TS_t *addr)
 111 {
 112 # ifdef AO_XCHGB_RET_WORD
 113     /* Workaround for a bug in LLVM v2.7 GAS.   */
 114     unsigned oldval;
 115 # else
 116     unsigned char oldval;
 117 # endif
 118   /* Note: the "xchg" instruction does not need a "lock" prefix */
 119   __asm__ __volatile__("xchgb %0, %1"
 120                 : "=q"(oldval), "=m"(*addr)
 121                 : "0"(0xff), "m"(*addr) : "memory");
 122   return (AO_TS_VAL_t)oldval;
 123 }
 124
 125 #define AO_HAVE_test_and_set_full
 126
 127 /* Returns nonzero if the comparison succeeded. */
 128 AO_INLINE int
 129 AO_compare_and_swap_full(volatile AO_t *addr, AO_t old, AO_t new_val)
 130 {
 131 # ifdef AO_USE_SYNC_CAS_BUILTIN
 132     return (int)__sync_bool_compare_and_swap(addr, old, new_val);
 133 # else
 134     char result;
 135     __asm__ __volatile__("lock; cmpxchgl %3, %0; setz %1"
 136                          : "=m" (*addr), "=a" (result)
 137                          : "m" (*addr), "r" (new_val), "a" (old) : "memory");
 138     return (int)result;
 139 # endif
 140 }
 141
 142 #define AO_HAVE_compare_and_swap_full
 143
 144 /* Returns nonzero if the comparison succeeded. */
 145 /* Really requires at least a Pentium.          */
 146 AO_INLINE int
 147 AO_compare_double_and_swap_double_full(volatile AO_double_t *addr,
 148                                        AO_t old_val1, AO_t old_val2,
 149                                        AO_t new_val1, AO_t new_val2)
 150 {
 151   char result;
 152 #if __PIC__
 153   /* If PIC is turned on, we can't use %ebx as it is reserved for the
 154      GOT pointer.  We can save and restore %ebx because GCC won't be
 155      using it for anything else (such as any of the m operands) */
 156   __asm__ __volatile__("pushl %%ebx;"   /* save ebx used for PIC GOT ptr */
 157                        "movl %6,%%ebx;" /* move new_val2 to %ebx */
 158                        "lock; cmpxchg8b %0; setz %1;"
 159                        "pop %%ebx;"     /* restore %ebx */
 160                        : "=m"(*addr), "=a"(result)
 161                        : "m"(*addr), "d" (old_val2), "a" (old_val1),
 162                          "c" (new_val2), "m" (new_val1) : "memory");
 163 #else
 164   /* We can't just do the same thing in non-PIC mode, because GCC
 165    * might be using %ebx as the memory operand.  We could have ifdef'd
 166    * in a clobber, but there's no point doing the push/pop if we don't
 167    * have to. */
 168   __asm__ __volatile__("lock; cmpxchg8b %0; setz %1;"
 169                        : "=m"(*addr), "=a"(result)
 170                        : "m"(*addr), "d" (old_val2), "a" (old_val1),
 171                          "c" (new_val2), "b" (new_val1) : "memory");
 172 #endif
 173   return (int) result;
 174 }
 175
 176 #define AO_HAVE_compare_double_and_swap_double_full
 177
 178 #include "../ao_t_is_int.h"