src/atomic_ops/sysdeps/gcc/x86_64.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 #include "../all_aligned_atomic_load_store.h"
  20
  21 /* Real X86 implementations appear                                      */
  22 /* to enforce ordering between memory operations, EXCEPT that a later   */
  23 /* read can pass earlier writes, presumably due to the visible          */
  24 /* presence of store buffers.                                           */
  25 /* We ignore the fact that the official specs                           */
  26 /* seem to be much weaker (and arguably too weak to be usable).         */
  27
  28 #include "../ordered_except_wr.h"
  29
  30 #include "../test_and_set_t_is_char.h"
  31
  32 #include "../standard_ao_double_t.h"
  33
  34 AO_INLINE void
  35 AO_nop_full(void)
  36 {
  37   /* Note: "mfence" (SSE2) is supported on all x86_64/amd64 chips.      */
  38   __asm__ __volatile__("mfence" : : : "memory");
  39 }
  40 #define AO_HAVE_nop_full
  41
  42 /* As far as we can tell, the lfence and sfence instructions are not    */
  43 /* currently needed or useful for cached memory accesses.               */
  44
  45 AO_INLINE AO_t
  46 AO_fetch_and_add_full (volatile AO_t *p, AO_t incr)
  47 {
  48   AO_t result;
  49
  50   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddq %0, %1" :
  51                         "=r" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  52                         : "memory");
  53   return result;
  54 }
  55 #define AO_HAVE_fetch_and_add_full
  56
  57 AO_INLINE unsigned char
  58 AO_char_fetch_and_add_full (volatile unsigned char *p, unsigned char incr)
  59 {
  60   unsigned char result;
  61
  62   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddb %0, %1" :
  63                         "=q" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  64                         : "memory");
  65   return result;
  66 }
  67 #define AO_HAVE_char_fetch_and_add_full
  68
  69 AO_INLINE unsigned short
  70 AO_short_fetch_and_add_full (volatile unsigned short *p, unsigned short incr)
  71 {
  72   unsigned short result;
  73
  74   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddw %0, %1" :
  75                         "=r" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  76                         : "memory");
  77   return result;
  78 }
  79 #define AO_HAVE_short_fetch_and_add_full
  80
  81 AO_INLINE unsigned int
  82 AO_int_fetch_and_add_full (volatile unsigned int *p, unsigned int incr)
  83 {
  84   unsigned int result;
  85
  86   __asm__ __volatile__ ("lock; xaddl %0, %1" :
  87                         "=r" (result), "=m" (*p) : "0" (incr), "m" (*p)
  88                         : "memory");
  89   return result;
  90 }
  91 #define AO_HAVE_int_fetch_and_add_full
  92
  93 AO_INLINE void
  94 AO_or_full (volatile AO_t *p, AO_t incr)
  95 {
  96   __asm__ __volatile__ ("lock; orq %1, %0" :
  97                         "=m" (*p) : "r" (incr), "m" (*p) : "memory");
  98 }
  99 #define AO_HAVE_or_full
 100
 101 AO_INLINE AO_TS_VAL_t
 102 AO_test_and_set_full(volatile AO_TS_t *addr)
 103 {
 104 # ifdef AO_XCHGB_RET_WORD
 105     /* Workaround for a bug in LLVM v2.7 GAS.   */
 106     unsigned oldval;
 107 # else
 108     unsigned char oldval;
 109 # endif
 110   /* Note: the "xchg" instruction does not need a "lock" prefix */
 111   __asm__ __volatile__("xchgb %0, %1"
 112                 : "=q"(oldval), "=m"(*addr)
 113                 : "0"(0xff), "m"(*addr) : "memory");
 114   return (AO_TS_VAL_t)oldval;
 115 }
 116 #define AO_HAVE_test_and_set_full
 117
 118 /* Returns nonzero if the comparison succeeded. */
 119 AO_INLINE int
 120 AO_compare_and_swap_full(volatile AO_t *addr, AO_t old, AO_t new_val)
 121 {
 122 # ifdef AO_USE_SYNC_CAS_BUILTIN
 123     return (int)__sync_bool_compare_and_swap(addr, old, new_val);
 124 # else
 125     char result;
 126     __asm__ __volatile__("lock; cmpxchgq %3, %0; setz %1"
 127                          : "=m" (*addr), "=a" (result)
 128                          : "m" (*addr), "r" (new_val), "a" (old) : "memory");
 129     return (int) result;
 130 # endif
 131 }
 132 #define AO_HAVE_compare_and_swap_full
 133
 134 #ifdef AO_CMPXCHG16B_AVAILABLE
 135
 136 /* NEC LE-IT: older AMD Opterons are missing this instruction.
 137  * On these machines SIGILL will be thrown.
 138  * Define AO_WEAK_DOUBLE_CAS_EMULATION to have an emulated
 139  * (lock based) version available */
 140 /* HB: Changed this to not define either by default.  There are
 141  * enough machines and tool chains around on which cmpxchg16b
 142  * doesn't work.  And the emulation is unsafe by our usual rules.
 143  * Hoewever both are clearly useful in certain cases.
 144  */
 145 AO_INLINE int
 146 AO_compare_double_and_swap_double_full(volatile AO_double_t *addr,
 147                                        AO_t old_val1, AO_t old_val2,
 148                                        AO_t new_val1, AO_t new_val2)
 149 {
 150   char result;
 151   __asm__ __volatile__("lock; cmpxchg16b %0; setz %1"
 152                        : "=m"(*addr), "=a"(result)
 153                        : "m"(*addr), "d" (old_val2), "a" (old_val1),
 154                          "c" (new_val2), "b" (new_val1) : "memory");
 155   return (int) result;
 156 }
 157 #define AO_HAVE_compare_double_and_swap_double_full
 158
 159 #else
 160 /* this one provides spinlock based emulation of CAS implemented in     */
 161 /* atomic_ops.c.  We probably do not want to do this here, since it is  */
 162 /* not atomic with respect to other kinds of updates of *addr.  On the  */
 163 /* other hand, this may be a useful facility on occasion.               */
 164 #ifdef AO_WEAK_DOUBLE_CAS_EMULATION
 165 int AO_compare_double_and_swap_double_emulation(volatile AO_double_t *addr,
 166                                                 AO_t old_val1, AO_t old_val2,
 167                                                 AO_t new_val1, AO_t new_val2);
 168
 169 AO_INLINE int
 170 AO_compare_double_and_swap_double_full(volatile AO_double_t *addr,
 171                                        AO_t old_val1, AO_t old_val2,
 172                                        AO_t new_val1, AO_t new_val2)
 173 {
 174   return AO_compare_double_and_swap_double_emulation(addr, old_val1, old_val2,
 175                                                      new_val1, new_val2);
 176 }
 177 #define AO_HAVE_compare_double_and_swap_double_full
 178 #endif /* AO_WEAK_DOUBLE_CAS_EMULATION */
 179
 180 #endif /* AO_CMPXCHG16B_AVAILABLE */