Age Owner Branch data TLA Line data Source code
1 : : /*-------------------------------------------------------------------------
2 : : *
3 : : * arch-x86.h
4 : : * Atomic operations considerations specific to intel x86
5 : : *
6 : : * Note that we actually require a 486 upwards because the 386 doesn't have
7 : : * support for xadd and cmpxchg. Given that the 386 isn't supported anywhere
8 : : * anymore that's not much of a restriction luckily.
9 : : *
10 : : * Portions Copyright (c) 1996-2026, PostgreSQL Global Development Group
11 : : * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
12 : : *
13 : : * NOTES:
14 : : *
15 : : * src/include/port/atomics/arch-x86.h
16 : : *
17 : : *-------------------------------------------------------------------------
18 : : */
19 : :
20 : : /*
21 : : * Both 32 and 64 bit x86 do not allow loads to be reordered with other loads,
22 : : * or stores to be reordered with other stores, but a load can be performed
23 : : * before a subsequent store.
24 : : *
25 : : * Technically, some x86-ish chips support uncached memory access and/or
26 : : * special instructions that are weakly ordered. In those cases we'd need
27 : : * the read and write barriers to be lfence and sfence. But since we don't
28 : : * do those things, a compiler barrier should be enough.
29 : : *
30 : : * "lock; addl" has worked for longer than "mfence". It's also rumored to be
31 : : * faster in many scenarios.
32 : : */
33 : :
34 : : #if defined(__GNUC__) || defined(__INTEL_COMPILER)
35 : : #if defined(__i386__)
36 : : #define pg_memory_barrier_impl() \
37 : : __asm__ __volatile__ ("lock; addl $0,0(%%esp)" : : : "memory", "cc")
38 : : #elif defined(__x86_64__)
39 : : #define pg_memory_barrier_impl() \
40 : : __asm__ __volatile__ ("lock; addl $0,0(%%rsp)" : : : "memory", "cc")
41 : : #endif
42 : : #endif /* defined(__GNUC__) || defined(__INTEL_COMPILER) */
43 : :
44 : : #define pg_read_barrier_impl() pg_compiler_barrier_impl()
45 : : #define pg_write_barrier_impl() pg_compiler_barrier_impl()
46 : :
47 : : /*
48 : : * Provide implementation for atomics using inline assembly on x86 gcc. It's
49 : : * nice to support older gcc's and the compare/exchange implementation here is
50 : : * actually more efficient than the * __sync variant.
51 : : */
52 : : #if defined(__GNUC__) || defined(__INTEL_COMPILER)
53 : :
54 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_FLAG_SUPPORT
55 : : typedef struct pg_atomic_flag
56 : : {
57 : : volatile char value;
58 : : } pg_atomic_flag;
59 : :
60 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_U32_SUPPORT
61 : : typedef struct pg_atomic_uint32
62 : : {
63 : : volatile uint32 value;
64 : : } pg_atomic_uint32;
65 : :
66 : : /*
67 : : * It's too complicated to write inline asm for 64bit types on 32bit and the
68 : : * 486 can't do it anyway.
69 : : */
70 : : #ifdef __x86_64__
71 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_U64_SUPPORT
72 : : typedef struct pg_atomic_uint64
73 : : {
74 : : /* alignment guaranteed due to being on a 64bit platform */
75 : : volatile uint64 value;
76 : : } pg_atomic_uint64;
77 : : #endif /* __x86_64__ */
78 : :
79 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_TEST_SET_FLAG
80 : : static inline bool
4322 andres@anarazel.de 81 :CBC 1560 : pg_atomic_test_set_flag_impl(volatile pg_atomic_flag *ptr)
82 : : {
1401 83 : 1560 : char _res = 1;
84 : :
4081 bruce@momjian.us 85 : 1560 : __asm__ __volatile__(
86 : : " lock \n"
87 : : " xchgb %0,%1 \n"
88 : : : "+q"(_res), "+m"(ptr->value)
89 : : :
90 : : : "memory");
4322 andres@anarazel.de 91 : 1560 : return _res == 0;
92 : : }
93 : :
94 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_CLEAR_FLAG
95 : : static inline void
4321 96 : 13443 : pg_atomic_clear_flag_impl(volatile pg_atomic_flag *ptr)
97 : : {
98 : : /*
99 : : * On a TSO architecture like x86 it's sufficient to use a compiler
100 : : * barrier to achieve release semantics.
101 : : */
4081 bruce@momjian.us 102 : 13443 : __asm__ __volatile__("" ::: "memory");
4321 andres@anarazel.de 103 : 13443 : ptr->value = 0;
104 : 13443 : }
105 : :
106 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_COMPARE_EXCHANGE_U32
107 : : static inline bool
4322 108 : 223466123 : pg_atomic_compare_exchange_u32_impl(volatile pg_atomic_uint32 *ptr,
109 : : uint32 *expected, uint32 newval)
110 : : {
111 : : char ret;
112 : :
113 : : /*
114 : : * Perform cmpxchg and use the zero flag which it implicitly sets when
115 : : * equal to measure the success.
116 : : */
4081 bruce@momjian.us 117 : 223466123 : __asm__ __volatile__(
118 : : " lock \n"
119 : : " cmpxchgl %4,%5 \n"
120 : : " setz %2 \n"
121 : : : "=a" (*expected), "=m"(ptr->value), "=q" (ret)
122 : 223466123 : : "a" (*expected), "r" (newval), "m"(ptr->value)
123 : : : "memory", "cc");
4322 andres@anarazel.de 124 : 223466123 : return (bool) ret;
125 : : }
126 : :
127 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_FETCH_ADD_U32
128 : : static inline uint32
129 : 8243445 : pg_atomic_fetch_add_u32_impl(volatile pg_atomic_uint32 *ptr, int32 add_)
130 : : {
131 : : uint32 res;
4081 bruce@momjian.us 132 : 8243445 : __asm__ __volatile__(
133 : : " lock \n"
134 : : " xaddl %0,%1 \n"
135 : : : "=q"(res), "=m"(ptr->value)
136 : : : "0" (add_), "m"(ptr->value)
137 : : : "memory", "cc");
4322 andres@anarazel.de 138 : 8243445 : return res;
139 : : }
140 : :
141 : : #ifdef __x86_64__
142 : :
143 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_COMPARE_EXCHANGE_U64
144 : : static inline bool
145 : 255145050 : pg_atomic_compare_exchange_u64_impl(volatile pg_atomic_uint64 *ptr,
146 : : uint64 *expected, uint64 newval)
147 : : {
148 : : char ret;
149 : :
752 alvherre@alvh.no-ip. 150 [ - + ]: 255145050 : AssertPointerAlignment(expected, 8);
151 : :
152 : : /*
153 : : * Perform cmpxchg and use the zero flag which it implicitly sets when
154 : : * equal to measure the success.
155 : : */
4081 bruce@momjian.us 156 : 255145050 : __asm__ __volatile__(
157 : : " lock \n"
158 : : " cmpxchgq %4,%5 \n"
159 : : " setz %2 \n"
160 : : : "=a" (*expected), "=m"(ptr->value), "=q" (ret)
161 : 255145050 : : "a" (*expected), "r" (newval), "m"(ptr->value)
162 : : : "memory", "cc");
4322 andres@anarazel.de 163 : 255145050 : return (bool) ret;
164 : : }
165 : :
166 : : #define PG_HAVE_ATOMIC_FETCH_ADD_U64
167 : : static inline uint64
168 : 12158227 : pg_atomic_fetch_add_u64_impl(volatile pg_atomic_uint64 *ptr, int64 add_)
169 : : {
170 : : uint64 res;
4081 bruce@momjian.us 171 : 12158227 : __asm__ __volatile__(
172 : : " lock \n"
173 : : " xaddq %0,%1 \n"
174 : : : "=q"(res), "=m"(ptr->value)
175 : : : "0" (add_), "m"(ptr->value)
176 : : : "memory", "cc");
4322 andres@anarazel.de 177 : 12158227 : return res;
178 : : }
179 : :
180 : : #endif /* __x86_64__ */
181 : :
182 : : #endif /* defined(__GNUC__) || defined(__INTEL_COMPILER) */
183 : :
184 : : /*
185 : : * 8 byte reads / writes have single-copy atomicity on all x86-64 cpus.
186 : : */
187 : : #if defined(__x86_64__)
188 : : #define PG_HAVE_8BYTE_SINGLE_COPY_ATOMICITY
189 : : #endif /* 8 byte single-copy atomicity */
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