include/asm-i386/bitops.h

   1 #ifndef _I386_BITOPS_H
   2 #define _I386_BITOPS_H
   3
   4 /*
   5  * Copyright 1992, Linus Torvalds.
   6  */
   7
   8 #include <linux/config.h>
   9 #include <linux/compiler.h>
  10
  11 /*
  12  * These have to be done with inline assembly: that way the bit-setting
  13  * is guaranteed to be atomic. All bit operations return 0 if the bit
  14  * was cleared before the operation and != 0 if it was not.
  15  *
  16  * bit 0 is the LSB of addr; bit 32 is the LSB of (addr+1).
  17  */
  18
  19 #ifdef CONFIG_SMP
  20 #define LOCK_PREFIX "lock ; "
  21 #else
  22 #define LOCK_PREFIX ""
  23 #endif
  24
  25 #define ADDR (*(volatile long *) addr)
  26
  27 /**
  28  * set_bit - Atomically set a bit in memory
  29  * @nr: the bit to set
  30  * @addr: the address to start counting from
  31  *
  32  * This function is atomic and may not be reordered.  See __set_bit()
  33  * if you do not require the atomic guarantees.
  34  * Note that @nr may be almost arbitrarily large; this function is not
  35  * restricted to acting on a single-word quantity.
  36  */
  37 static __inline__ void set_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
  38 {
  39         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
  40                 "btsl %1,%0"
  41                 :"=m" (ADDR)
  42                 :"Ir" (nr));
  43 }
  44
  45 /**
  46  * __set_bit - Set a bit in memory
  47  * @nr: the bit to set
  48  * @addr: the address to start counting from
  49  *
  50  * Unlike set_bit(), this function is non-atomic and may be reordered.
  51  * If it's called on the same region of memory simultaneously, the effect
  52  * may be that only one operation succeeds.
  53  */
  54 static __inline__ void __set_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
  55 {
  56         __asm__(
  57                 "btsl %1,%0"
  58                 :"=m" (ADDR)
  59                 :"Ir" (nr));
  60 }
  61
  62 /**
  63  * clear_bit - Clears a bit in memory
  64  * @nr: Bit to clear
  65  * @addr: Address to start counting from
  66  *
  67  * clear_bit() is atomic and may not be reordered.  However, it does
  68  * not contain a memory barrier, so if it is used for locking purposes,
  69  * you should call smp_mb__before_clear_bit() and/or smp_mb__after_clear_bit()
  70  * in order to ensure changes are visible on other processors.
  71  */
  72 static __inline__ void clear_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
  73 {
  74         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
  75                 "btrl %1,%0"
  76                 :"=m" (ADDR)
  77                 :"Ir" (nr));
  78 }
  79
  80 static __inline__ void __clear_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
  81 {
  82         __asm__ __volatile__(
  83                 "btrl %1,%0"
  84                 :"=m" (ADDR)
  85                 :"Ir" (nr));
  86 }
  87 #define smp_mb__before_clear_bit()      barrier()
  88 #define smp_mb__after_clear_bit()       barrier()
  89
  90 /**
  91  * __change_bit - Toggle a bit in memory
  92  * @nr: the bit to change
  93  * @addr: the address to start counting from
  94  *
  95  * Unlike change_bit(), this function is non-atomic and may be reordered.
  96  * If it's called on the same region of memory simultaneously, the effect
  97  * may be that only one operation succeeds.
  98  */
  99 static __inline__ void __change_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
 100 {
 101         __asm__ __volatile__(
 102                 "btcl %1,%0"
 103                 :"=m" (ADDR)
 104                 :"Ir" (nr));
 105 }
 106
 107 /**
 108  * change_bit - Toggle a bit in memory
 109  * @nr: Bit to change
 110  * @addr: Address to start counting from
 111  *
 112  * change_bit() is atomic and may not be reordered.
 113  * Note that @nr may be almost arbitrarily large; this function is not
 114  * restricted to acting on a single-word quantity.
 115  */
 116 static __inline__ void change_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
 117 {
 118         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
 119                 "btcl %1,%0"
 120                 :"=m" (ADDR)
 121                 :"Ir" (nr));
 122 }
 123
 124 /**
 125  * test_and_set_bit - Set a bit and return its old value
 126  * @nr: Bit to set
 127  * @addr: Address to count from
 128  *
 129  * This operation is atomic and cannot be reordered.
 130  * It also implies a memory barrier.
 131  */
 132 static __inline__ int test_and_set_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
 133 {
 134         int oldbit;
 135
 136         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
 137                 "btsl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 138                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 139                 :"Ir" (nr) : "memory");
 140         return oldbit;
 141 }
 142
 143 /**
 144  * __test_and_set_bit - Set a bit and return its old value
 145  * @nr: Bit to set
 146  * @addr: Address to count from
 147  *
 148  * This operation is non-atomic and can be reordered.
 149  * If two examples of this operation race, one can appear to succeed
 150  * but actually fail.  You must protect multiple accesses with a lock.
 151  */
 152 static __inline__ int __test_and_set_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
 153 {
 154         int oldbit;
 155
 156         __asm__(
 157                 "btsl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 158                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 159                 :"Ir" (nr));
 160         return oldbit;
 161 }
 162
 163 /**
 164  * test_and_clear_bit - Clear a bit and return its old value
 165  * @nr: Bit to clear
 166  * @addr: Address to count from
 167  *
 168  * This operation is atomic and cannot be reordered.
 169  * It also implies a memory barrier.
 170  */
 171 static __inline__ int test_and_clear_bit(int nr, volatile unsigned long * addr)
 172 {
 173         int oldbit;
 174
 175         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
 176                 "btrl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 177                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 178                 :"Ir" (nr) : "memory");
 179         return oldbit;
 180 }
 181
 182 /**
 183  * __test_and_clear_bit - Clear a bit and return its old value
 184  * @nr: Bit to clear
 185  * @addr: Address to count from
 186  *
 187  * This operation is non-atomic and can be reordered.
 188  * If two examples of this operation race, one can appear to succeed
 189  * but actually fail.  You must protect multiple accesses with a lock.
 190  */
 191 static __inline__ int __test_and_clear_bit(int nr, volatile unsigned long *addr)
 192 {
 193         int oldbit;
 194
 195         __asm__(
 196                 "btrl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 197                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 198                 :"Ir" (nr));
 199         return oldbit;
 200 }
 201
 202 /* WARNING: non atomic and it can be reordered! */
 203 static __inline__ int __test_and_change_bit(int nr, volatile unsigned long *addr)
 204 {
 205         int oldbit;
 206
 207         __asm__ __volatile__(
 208                 "btcl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 209                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 210                 :"Ir" (nr) : "memory");
 211         return oldbit;
 212 }
 213
 214 /**
 215  * test_and_change_bit - Change a bit and return its old value
 216  * @nr: Bit to change
 217  * @addr: Address to count from
 218  *
 219  * This operation is atomic and cannot be reordered.
 220  * It also implies a memory barrier.
 221  */
 222 static __inline__ int test_and_change_bit(int nr, volatile unsigned long* addr)
 223 {
 224         int oldbit;
 225
 226         __asm__ __volatile__( LOCK_PREFIX
 227                 "btcl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 228                 :"=r" (oldbit),"=m" (ADDR)
 229                 :"Ir" (nr) : "memory");
 230         return oldbit;
 231 }
 232
 233 #if 0 /* Fool kernel-doc since it doesn't do macros yet */
 234 /**
 235  * test_bit - Determine whether a bit is set
 236  * @nr: bit number to test
 237  * @addr: Address to start counting from
 238  */
 239 static int test_bit(int nr, const volatile void * addr);
 240 #endif
 241
 242 static inline int constant_test_bit(int nr, const volatile unsigned long *addr)
 243 {
 244         return ((1UL << (nr & 31)) & (addr[nr >> 5])) != 0;
 245 }
 246
 247 static __inline__ int variable_test_bit(int nr, const volatile unsigned long * addr)
 248 {
 249         int oldbit;
 250
 251         __asm__ __volatile__(
 252                 "btl %2,%1\n\tsbbl %0,%0"
 253                 :"=r" (oldbit)
 254                 :"m" (ADDR),"Ir" (nr));
 255         return oldbit;
 256 }
 257
 258 #define test_bit(nr,addr) \
 259 (__builtin_constant_p(nr) ? \
 260  constant_test_bit((nr),(addr)) : \
 261  variable_test_bit((nr),(addr)))
 262
 263 #undef ADDR
 264
 265 /**
 266  * find_first_zero_bit - find the first zero bit in a memory region
 267  * @addr: The address to start the search at
 268  * @size: The maximum size to search
 269  *
 270  * Returns the bit-number of the first zero bit, not the number of the byte
 271  * containing a bit.
 272  */
 273 static __inline__ int find_first_zero_bit(const unsigned long *addr, unsigned size)
 274 {
 275         int d0, d1, d2;
 276         int res;
 277
 278         if (!size)
 279                 return 0;
 280         /* This looks at memory. Mark it volatile to tell gcc not to move it around */
 281         __asm__ __volatile__(
 282                 "movl $-1,%%eax\n\t"
 283                 "xorl %%edx,%%edx\n\t"
 284                 "repe; scasl\n\t"
 285                 "je 1f\n\t"
 286                 "xorl -4(%%edi),%%eax\n\t"
 287                 "subl $4,%%edi\n\t"
 288                 "bsfl %%eax,%%edx\n"
 289                 "1:\tsubl %%ebx,%%edi\n\t"
 290                 "shll $3,%%edi\n\t"
 291                 "addl %%edi,%%edx"
 292                 :"=d" (res), "=&c" (d0), "=&D" (d1), "=&a" (d2)
 293                 :"1" ((size + 31) >> 5), "2" (addr), "b" (addr) : "memory");
 294         return res;
 295 }
 296
 297 /**
 298  * find_first_bit - find the first set bit in a memory region
 299  * @addr: The address to start the search at
 300  * @size: The maximum size to search
 301  *
 302  * Returns the bit-number of the first set bit, not the number of the byte
 303  * containing a bit.
 304  */
 305 static __inline__ int find_first_bit(const unsigned long *addr, unsigned size)
 306 {
 307         int d0, d1;
 308         int res;
 309
 310         /* This looks at memory. Mark it volatile to tell gcc not to move it around */
 311         __asm__ __volatile__(
 312                 "xorl %%eax,%%eax\n\t"
 313                 "repe; scasl\n\t"
 314                 "jz 1f\n\t"
 315                 "leal -4(%%edi),%%edi\n\t"
 316                 "bsfl (%%edi),%%eax\n"
 317                 "1:\tsubl %%ebx,%%edi\n\t"
 318                 "shll $3,%%edi\n\t"
 319                 "addl %%edi,%%eax"
 320                 :"=a" (res), "=&c" (d0), "=&D" (d1)
 321                 :"1" ((size + 31) >> 5), "2" (addr), "b" (addr) : "memory");
 322         return res;
 323 }
 324
 325 /**
 326  * find_next_zero_bit - find the first zero bit in a memory region
 327  * @addr: The address to base the search on
 328  * @offset: The bitnumber to start searching at
 329  * @size: The maximum size to search
 330  */
 331 static __inline__ int find_next_zero_bit(const unsigned long *addr, int size, int offset)
 332 {
 333         unsigned long * p = ((unsigned long *) addr) + (offset >> 5);
 334         int set = 0, bit = offset & 31, res;
 335
 336         if (bit) {
 337                 /*
 338                  * Look for zero in the first 32 bits.
 339                  */
 340                 __asm__("bsfl %1,%0\n\t"
 341                         "jne 1f\n\t"
 342                         "movl $32, %0\n"
 343                         "1:"
 344                         : "=r" (set)
 345                         : "r" (~(*p >> bit)));
 346                 if (set < (32 - bit))
 347                         return set + offset;
 348                 set = 32 - bit;
 349                 p++;
 350         }
 351         /*
 352          * No zero yet, search remaining full bytes for a zero
 353          */
 354         res = find_first_zero_bit (p, size - 32 * (p - (unsigned long *) addr));
 355         return (offset + set + res);
 356 }
 357
 358 /**
 359  * find_next_bit - find the first set bit in a memory region
 360  * @addr: The address to base the search on
 361  * @offset: The bitnumber to start searching at
 362  * @size: The maximum size to search
 363  */
 364 static __inline__ int find_next_bit(const unsigned long *addr, int size, int offset)
 365 {
 366         const unsigned long *p = addr + (offset >> 5);
 367         int set = 0, bit = offset & 31, res;
 368
 369         if (bit) {
 370                 /*
 371                  * Look for nonzero in the first 32 bits:
 372                  */
 373                 __asm__("bsfl %1,%0\n\t"
 374                         "jne 1f\n\t"
 375                         "movl $32, %0\n"
 376                         "1:"
 377                         : "=r" (set)
 378                         : "r" (*p >> bit));
 379                 if (set < (32 - bit))
 380                         return set + offset;
 381                 set = 32 - bit;
 382                 p++;
 383         }
 384         /*
 385          * No set bit yet, search remaining full words for a bit
 386          */
 387         res = find_first_bit (p, size - 32 * (p - addr));
 388         return (offset + set + res);
 389 }
 390
 391 /**
 392  * ffz - find first zero in word.
 393  * @word: The word to search
 394  *
 395  * Undefined if no zero exists, so code should check against ~0UL first.
 396  */
 397 static __inline__ unsigned long ffz(unsigned long word)
 398 {
 399         __asm__("bsfl %1,%0"
 400                 :"=r" (word)
 401                 :"r" (~word));
 402         return word;
 403 }
 404
 405 /**
 406  * __ffs - find first bit in word.
 407  * @word: The word to search
 408  *
 409  * Undefined if no bit exists, so code should check against 0 first.
 410  */
 411 static __inline__ unsigned long __ffs(unsigned long word)
 412 {
 413         __asm__("bsfl %1,%0"
 414                 :"=r" (word)
 415                 :"rm" (word));
 416         return word;
 417 }
 418
 419 /*
 420  * fls: find last bit set.
 421  */
 422
 423 #define fls(x) generic_fls(x)
 424
 425 #ifdef __KERNEL__
 426
 427 /*
 428  * Every architecture must define this function. It's the fastest
 429  * way of searching a 140-bit bitmap where the first 100 bits are
 430  * unlikely to be set. It's guaranteed that at least one of the 140
 431  * bits is cleared.
 432  */
 433 static inline int sched_find_first_bit(const unsigned long *b)
 434 {
 435         if (unlikely(b[0]))
 436                 return __ffs(b[0]);
 437         if (unlikely(b[1]))
 438                 return __ffs(b[1]) + 32;
 439         if (unlikely(b[2]))
 440                 return __ffs(b[2]) + 64;
 441         if (b[3])
 442                 return __ffs(b[3]) + 96;
 443         return __ffs(b[4]) + 128;
 444 }
 445
 446 /**
 447  * ffs - find first bit set
 448  * @x: the word to search
 449  *
 450  * This is defined the same way as
 451  * the libc and compiler builtin ffs routines, therefore
 452  * differs in spirit from the above ffz (man ffs).
 453  */
 454 static __inline__ int ffs(int x)
 455 {
 456         int r;
 457
 458         __asm__("bsfl %1,%0\n\t"
 459                 "jnz 1f\n\t"
 460                 "movl $-1,%0\n"
 461                 "1:" : "=r" (r) : "rm" (x));
 462         return r+1;
 463 }
 464
 465 /**
 466  * hweightN - returns the hamming weight of a N-bit word
 467  * @x: the word to weigh
 468  *
 469  * The Hamming Weight of a number is the total number of bits set in it.
 470  */
 471
 472 #define hweight32(x) generic_hweight32(x)
 473 #define hweight16(x) generic_hweight16(x)
 474 #define hweight8(x) generic_hweight8(x)
 475
 476 #endif /* __KERNEL__ */
 477
 478 #ifdef __KERNEL__
 479
 480 #define ext2_set_bit(nr,addr) \
 481         __test_and_set_bit((nr),(unsigned long*)addr)
 482 #define ext2_set_bit_atomic(lock,nr,addr) \
 483         test_and_set_bit((nr),(unsigned long*)addr)
 484 #define ext2_clear_bit(nr, addr) \
 485         __test_and_clear_bit((nr),(unsigned long*)addr)
 486 #define ext2_clear_bit_atomic(lock,nr, addr) \
 487                 test_and_clear_bit((nr),(unsigned long*)addr)
 488 #define ext2_test_bit(nr, addr)      test_bit((nr),(unsigned long*)addr)
 489 #define ext2_find_first_zero_bit(addr, size) \
 490         find_first_zero_bit((unsigned long*)addr, size)
 491 #define ext2_find_next_zero_bit(addr, size, off) \
 492         find_next_zero_bit((unsigned long*)addr, size, off)
 493
 494 /* Bitmap functions for the minix filesystem.  */
 495 #define minix_test_and_set_bit(nr,addr) __test_and_set_bit(nr,(void*)addr)
 496 #define minix_set_bit(nr,addr) __set_bit(nr,(void*)addr)
 497 #define minix_test_and_clear_bit(nr,addr) __test_and_clear_bit(nr,(void*)addr)
 498 #define minix_test_bit(nr,addr) test_bit(nr,(void*)addr)
 499 #define minix_find_first_zero_bit(addr,size) \
 500         find_first_zero_bit((void*)addr,size)
 501
 502 #endif /* __KERNEL__ */
 503
 504 #endif /* _I386_BITOPS_H */