]> git.saurik.com Git - apple/xnu.git/blobdiff - libkern/gen/OSAtomicOperations.c
xnu-3248.40.184.tar.gz
[apple/xnu.git] / libkern / gen / OSAtomicOperations.c
index aeeb093645d9305840a53ab8812c9e06dd225021..5affc1eefdc73334b3a4eb6dac6882104c5707ec 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
 /*
- * Copyright (c) 2000-2006 Apple Computer, Inc. All rights reserved.
+ * Copyright (c) 2000-2015 Apple Computer, Inc. All rights reserved.
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  * 
  *
  * @APPLE_OSREFERENCE_LICENSE_HEADER_START@
  * 
@@ -27,6 +27,8 @@
  */
 
 #include <libkern/OSAtomic.h>
  */
 
 #include <libkern/OSAtomic.h>
+#include <kern/debug.h>
+#include <machine/atomic.h>
 
 enum {
        false   = 0,
 
 enum {
        false   = 0,
@@ -37,68 +39,109 @@ enum {
 #define NULL ((void *)0)
 #endif
 
 #define NULL ((void *)0)
 #endif
 
+#define ATOMIC_DEBUG DEBUG
+
+#if ATOMIC_DEBUG
+#define ALIGN_TEST(p,t) do{if((uintptr_t)p&(sizeof(t)-1)) panic("Unaligned atomic pointer %p\n",p);}while(0)
+#else
+#define ALIGN_TEST(p,t) do{}while(0)
+#endif
+
+// 19831745 - start of big hammer!
+#pragma clang diagnostic push
+#pragma clang diagnostic ignored "-Wcast-qual"
+
 /*
  * atomic operations
 /*
  * atomic operations
- *     these are _the_ atomic operations, currently cast atop CompareAndSwap,
- *     which is implemented in assembler.      if we are worried about the cost of
- *     this layering (we shouldn't be), then all this stuff could be
- *     implemented in assembler, as it is in MacOS8/9
- *     (derived from SuperMario/NativeLibs/IO/DriverServices/Synchronization.s,
- *     which I wrote for NuKernel in a previous life with a different last name...)
- *
- * native Boolean      CompareAndSwap(UInt32 oldValue, UInt32 newValue, UInt32 * oldValuePtr);
- *
- * We've since implemented a few more of these -- OSAddAtomic, OSDequeueAtomic,
- * OSEnqueueAtomic etc -- in assembler, either for speed or correctness.  See also the
- * commpage atomic operations, and the platform specific versions.
- * Like standards, there are a lot of atomic ops to choose from!
+ *     These are _the_ atomic operations, now implemented via compiler built-ins.
+ *     It is expected that this C implementation is a candidate for Link-Time-
+ *     Optimization inlining, whereas the assembler implementations they replace
+ *     were not.
  */
 
  */
 
-#if !defined(__ppc__) && !defined(__i386__) && !defined(__x86_64__)
-/* Implemented in assembly for ppc and i386 and x86_64 */
-#undef OSAddAtomic
-SInt32
-OSAddAtomic(SInt32 amount, volatile SInt32 * value)
+#undef OSCompareAndSwap8
+Boolean OSCompareAndSwap8(UInt8 oldValue, UInt8 newValue, volatile UInt8 *address)
 {
 {
-       SInt32 oldValue;
-       SInt32 newValue;
+       return __c11_atomic_compare_exchange_strong((_Atomic UInt8 *)address, &oldValue, newValue,
+                       memory_order_acq_rel_smp, memory_order_relaxed);
+}
 
 
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = oldValue + amount;
-       } while (!OSCompareAndSwap((UInt32)oldValue,
-                               (UInt32)newValue,
-                               (volatile UInt32 *) value));
-       return oldValue;
+#undef OSCompareAndSwap16
+Boolean OSCompareAndSwap16(UInt16 oldValue, UInt16 newValue, volatile UInt16 *address)
+{
+       return __c11_atomic_compare_exchange_strong((_Atomic UInt16 *)address, &oldValue, newValue,
+                       memory_order_acq_rel_smp, memory_order_relaxed);
 }
 
 }
 
-long
-OSAddAtomicLong(long theAmount, volatile long *address)
+#undef OSCompareAndSwap
+Boolean OSCompareAndSwap(UInt32 oldValue, UInt32 newValue, volatile UInt32 *address)
 {
 {
-#if __LP64__
-#error Unimplemented
-#else
-       return (long)OSAddAtomic((SInt32)theAmount, address);
-#endif
+       ALIGN_TEST(address, UInt32);
+       return __c11_atomic_compare_exchange_strong((_Atomic UInt32 *)address, &oldValue, newValue,
+                       memory_order_acq_rel_smp, memory_order_relaxed);
+}
+
+#undef OSCompareAndSwap64
+Boolean OSCompareAndSwap64(UInt64 oldValue, UInt64 newValue, volatile UInt64 *address)
+{
+       /*
+        * _Atomic uint64 requires 8-byte alignment on all architectures.
+        * This silences the compiler cast warning.  ALIGN_TEST() verifies
+        * that the cast was legal, if defined.
+        */
+       _Atomic UInt64 *aligned_addr = (_Atomic UInt64 *)(uintptr_t)address;
+
+       ALIGN_TEST(address, UInt64);
+       return __c11_atomic_compare_exchange_strong(aligned_addr, &oldValue, newValue,
+                       memory_order_acq_rel_smp, memory_order_relaxed);
 }
 
 }
 
-/* Implemented as an assembly alias for i386 and linker alias for ppc */
 #undef OSCompareAndSwapPtr
 #undef OSCompareAndSwapPtr
-Boolean OSCompareAndSwapPtr(void *oldValue, void *newValue,
-                           void * volatile *address)
+Boolean OSCompareAndSwapPtr(void *oldValue, void *newValue, void * volatile *address)
 {
 #if __LP64__
 {
 #if __LP64__
-  return OSCompareAndSwap64((UInt64)oldValue, (UInt64)newValue,
-                         (volatile UInt64 *)address);
+  return OSCompareAndSwap64((UInt64)oldValue, (UInt64)newValue, (volatile UInt64 *)address);
 #else
 #else
-  return OSCompareAndSwap((UInt32)oldValue, (UInt32)newValue,
-                         (volatile UInt32 *)address);
+  return OSCompareAndSwap((UInt32)oldValue, (UInt32)newValue, (volatile UInt32 *)address);
 #endif
 }
 #endif
 }
-#endif
 
 
-#ifndef __ppc__
-/* Implemented as assembly for ppc */
+SInt8 OSAddAtomic8(SInt32 amount, volatile SInt8 *address)
+{
+       return __c11_atomic_fetch_add((_Atomic SInt8*)address, amount, memory_order_relaxed);
+}
+
+SInt16 OSAddAtomic16(SInt32 amount, volatile SInt16 *address)
+{
+       return __c11_atomic_fetch_add((_Atomic SInt16*)address, amount, memory_order_relaxed);
+}
+
+#undef OSAddAtomic
+SInt32 OSAddAtomic(SInt32 amount, volatile SInt32 *address)
+{
+       ALIGN_TEST(address, UInt32);
+       return __c11_atomic_fetch_add((_Atomic SInt32*)address, amount, memory_order_relaxed);
+}
+
+#undef OSAddAtomic64
+SInt64 OSAddAtomic64(SInt64 amount, volatile SInt64 *address)
+{
+       _Atomic SInt64* aligned_address = (_Atomic SInt64*)(uintptr_t)address;
+
+       ALIGN_TEST(address, SInt64);
+       return __c11_atomic_fetch_add(aligned_address, amount, memory_order_relaxed);
+}
+
+#undef OSAddAtomicLong
+long
+OSAddAtomicLong(long theAmount, volatile long *address)
+{
+#ifdef __LP64__
+       return (long)OSAddAtomic64((SInt64)theAmount, (SInt64*)address);
+#else
+       return (long)OSAddAtomic((SInt32)theAmount, address);
+#endif
+}
 
 #undef OSIncrementAtomic
 SInt32 OSIncrementAtomic(volatile SInt32 * value)
 
 #undef OSIncrementAtomic
 SInt32 OSIncrementAtomic(volatile SInt32 * value)
@@ -111,56 +154,23 @@ SInt32    OSDecrementAtomic(volatile SInt32 * value)
 {
        return OSAddAtomic(-1, value);
 }
 {
        return OSAddAtomic(-1, value);
 }
-#endif /* !__ppc__ */
-
-static UInt32  OSBitwiseAtomic(UInt32 and_mask, UInt32 or_mask, UInt32 xor_mask, volatile UInt32 * value)
-{
-       UInt32  oldValue;
-       UInt32  newValue;
-       
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = ((oldValue & and_mask) | or_mask) ^ xor_mask;
-       } while (! OSCompareAndSwap(oldValue, newValue, value));
-       
-       return oldValue;
-}
 
 #undef OSBitAndAtomic
 UInt32 OSBitAndAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
 
 #undef OSBitAndAtomic
 UInt32 OSBitAndAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic(mask, 0, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_and((_Atomic UInt32*)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 #undef OSBitOrAtomic
 UInt32 OSBitOrAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
 }
 
 #undef OSBitOrAtomic
 UInt32 OSBitOrAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic((UInt32) -1, mask, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_or((_Atomic UInt32*)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 #undef OSBitXorAtomic
 UInt32 OSBitXorAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
 }
 
 #undef OSBitXorAtomic
 UInt32 OSBitXorAtomic(UInt32 mask, volatile UInt32 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic((UInt32) -1, 0, mask, value);
-}
-
-static Boolean OSCompareAndSwap8(UInt8 oldValue8, UInt8 newValue8, volatile UInt8 * value8)
-{
-       UInt32                          mask            = 0x000000ff;
-       UInt32                          alignment       = (UInt32)((unsigned long) value8) & (sizeof(UInt32) - 1);
-       UInt32                          shiftValues = (24 << 24) | (16 << 16) | (8 << 8);
-       int                                     shift           = (UInt32) *(((UInt8 *) &shiftValues) + alignment);
-       volatile UInt32 *       value32         = (volatile UInt32 *) ((uintptr_t)value8 - alignment);
-       UInt32                          oldValue;
-       UInt32                          newValue;
-
-       mask <<= shift;
-
-       oldValue = *value32;
-       oldValue = (oldValue & ~mask) | (oldValue8 << shift);
-       newValue = (oldValue & ~mask) | (newValue8 << shift);
-
-       return OSCompareAndSwap(oldValue, newValue, value32);
+       return __c11_atomic_fetch_xor((_Atomic UInt32*)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 static Boolean OSTestAndSetClear(UInt32 bit, Boolean wantSet, volatile UInt8 * startAddress)
 }
 
 static Boolean OSTestAndSetClear(UInt32 bit, Boolean wantSet, volatile UInt8 * startAddress)
@@ -178,7 +188,8 @@ static Boolean      OSTestAndSetClear(UInt32 bit, Boolean wantSet, volatile UInt8 * s
                if ((oldValue & mask) == wantValue) {
                        break;
                }
                if ((oldValue & mask) == wantValue) {
                        break;
                }
-       } while (! OSCompareAndSwap8(oldValue, (oldValue & ~mask) | wantValue, startAddress));
+       } while (! __c11_atomic_compare_exchange_strong((_Atomic UInt8 *)startAddress,
+               &oldValue, (oldValue & ~mask) | wantValue, memory_order_relaxed, memory_order_relaxed));
        
        return (oldValue & mask) == wantValue;
 }
        
        return (oldValue & mask) == wantValue;
 }
@@ -207,64 +218,19 @@ SInt8     OSDecrementAtomic8(volatile SInt8 * value)
        return OSAddAtomic8(-1, value);
 }
 
        return OSAddAtomic8(-1, value);
 }
 
-SInt8  OSAddAtomic8(SInt32 amount, volatile SInt8 * value)
-{
-       SInt8   oldValue;
-       SInt8   newValue;
-       
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = oldValue + amount;
-       } while (! OSCompareAndSwap8((UInt8) oldValue, (UInt8) newValue, (volatile UInt8 *) value));
-       
-       return oldValue;
-}
-
-static UInt8   OSBitwiseAtomic8(UInt32 and_mask, UInt32 or_mask, UInt32 xor_mask, volatile UInt8 * value)
-{
-       UInt8   oldValue;
-       UInt8   newValue;
-       
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = ((oldValue & and_mask) | or_mask) ^ xor_mask;
-       } while (! OSCompareAndSwap8(oldValue, newValue, value));
-       
-       return oldValue;
-}
-
 UInt8  OSBitAndAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
 UInt8  OSBitAndAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic8(mask, 0, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_and((_Atomic UInt8 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 UInt8  OSBitOrAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
 }
 
 UInt8  OSBitOrAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic8((UInt32) -1, mask, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_or((_Atomic UInt8 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 UInt8  OSBitXorAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
 }
 
 UInt8  OSBitXorAtomic8(UInt32 mask, volatile UInt8 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic8((UInt32) -1, 0, mask, value);
-}
-
-static Boolean OSCompareAndSwap16(UInt16 oldValue16, UInt16 newValue16, volatile UInt16 * value16)
-{
-       UInt32                          mask            = 0x0000ffff;
-       UInt32                          alignment       = (UInt32)((unsigned long) value16) & (sizeof(UInt32) - 1);
-       UInt32                          shiftValues = (16 << 24) | (16 << 16);
-       UInt32                          shift           = (UInt32) *(((UInt8 *) &shiftValues) + alignment);
-       volatile UInt32 *       value32         = (volatile UInt32 *) (((unsigned long) value16) - alignment);
-       UInt32                          oldValue;
-       UInt32                          newValue;
-
-       mask <<= shift;
-
-       oldValue = *value32;
-       oldValue = (oldValue & ~mask) | (oldValue16 << shift);
-       newValue = (oldValue & ~mask) | (newValue16 << shift);
-
-       return OSCompareAndSwap(oldValue, newValue, value32);
+       return __c11_atomic_fetch_xor((_Atomic UInt8 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 SInt16 OSIncrementAtomic16(volatile SInt16 * value)
 }
 
 SInt16 OSIncrementAtomic16(volatile SInt16 * value)
@@ -277,44 +243,21 @@ SInt16    OSDecrementAtomic16(volatile SInt16 * value)
        return OSAddAtomic16(-1, value);
 }
 
        return OSAddAtomic16(-1, value);
 }
 
-SInt16 OSAddAtomic16(SInt32 amount, volatile SInt16 * value)
-{
-       SInt16  oldValue;
-       SInt16  newValue;
-       
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = oldValue + amount;
-       } while (! OSCompareAndSwap16((UInt16) oldValue, (UInt16) newValue, (volatile UInt16 *) value));
-       
-       return oldValue;
-}
-
-static UInt16  OSBitwiseAtomic16(UInt32 and_mask, UInt32 or_mask, UInt32 xor_mask, volatile UInt16 * value)
-{
-       UInt16  oldValue;
-       UInt16  newValue;
-       
-       do {
-               oldValue = *value;
-               newValue = ((oldValue & and_mask) | or_mask) ^ xor_mask;
-       } while (! OSCompareAndSwap16(oldValue, newValue, value));
-       
-       return oldValue;
-}
-
 UInt16 OSBitAndAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
 UInt16 OSBitAndAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic16(mask, 0, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_and((_Atomic UInt16 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 UInt16 OSBitOrAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
 }
 
 UInt16 OSBitOrAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic16((UInt32) -1, mask, 0, value);
+       return __c11_atomic_fetch_or((_Atomic UInt16 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 UInt16 OSBitXorAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
 }
 
 UInt16 OSBitXorAtomic16(UInt32 mask, volatile UInt16 * value)
 {
-       return OSBitwiseAtomic16((UInt32) -1, 0, mask, value);
+       return __c11_atomic_fetch_xor((_Atomic UInt16 *)value, mask, memory_order_relaxed);
 }
 
 }
 
+// 19831745 - end of big hammer!
+#pragma clang diagnostic pop
+