implemented Setup.hs to build boehm cpp libs and install them;
[hs-boehmgc.git] / gc-7.2 / libatomic_ops / src / atomic_ops / sysdeps / gcc / arm.h
diff --git a/gc-7.2/libatomic_ops/src/atomic_ops/sysdeps/gcc/arm.h b/gc-7.2/libatomic_ops/src/atomic_ops/sysdeps/gcc/arm.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2a4520c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,354 @@
+/*
+ * Copyright (c) 1991-1994 by Xerox Corporation.  All rights reserved.
+ * Copyright (c) 1996-1999 by Silicon Graphics.  All rights reserved.
+ * Copyright (c) 1999-2003 by Hewlett-Packard Company. All rights reserved.
+ *
+ *
+ * THIS MATERIAL IS PROVIDED AS IS, WITH ABSOLUTELY NO WARRANTY EXPRESSED
+ * OR IMPLIED.  ANY USE IS AT YOUR OWN RISK.
+ *
+ * Permission is hereby granted to use or copy this program
+ * for any purpose,  provided the above notices are retained on all copies.
+ * Permission to modify the code and to distribute modified code is granted,
+ * provided the above notices are retained, and a notice that the code was
+ * modified is included with the above copyright notice.
+ *
+ */
+
+#include "../read_ordered.h"
+
+#include "../test_and_set_t_is_ao_t.h" /* Probably suboptimal */
+
+/* NEC LE-IT: ARMv6 is the first architecture providing support for     */
+/* simple LL/SC.  A data memory barrier must be raised via CP15 command */
+/* (see documentation).                                                 */
+/* ARMv7 is compatible to ARMv6 but has a simpler command for issuing   */
+/* a memory barrier (DMB). Raising it via CP15 should still work as     */
+/* told me by the support engineers. If it turns out to be much quicker */
+/* than we should implement custom code for ARMv7 using the asm { dmb } */
+/* instruction.                                                         */
+/* If only a single processor is used, we can define AO_UNIPROCESSOR    */
+/* and do not need to access CP15 for ensuring a DMB.                   */
+
+#if defined(__thumb__) && !defined(__thumb2__)
+  /* Thumb One mode does not have ARM "mcr", "swp" and some load/store  */
+  /* instructions, so we temporarily switch to ARM mode and go back     */
+  /* afterwards (clobbering "r3" register).                             */
+# define AO_THUMB_GO_ARM \
+           "       adr     r3, 4f\n" \
+           "       bx      r3\n" \
+           "      .align\n" \
+           "      .arm\n" \
+           "4:\n"
+# define AO_THUMB_RESTORE_MODE \
+           "       adr     r3, 5f + 1\n" \
+           "       bx      r3\n" \
+           "       .thumb\n" \
+           "5:\n"
+# define AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "r3",
+#else
+# define AO_THUMB_GO_ARM /* empty */
+# define AO_THUMB_RESTORE_MODE /* empty */
+# define AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS /* empty */
+#endif /* !__thumb__ */
+
+/* NEC LE-IT: gcc has no way to easily check the arm architecture       */
+/* but it defines only one (or several) of __ARM_ARCH_x__ to be true.   */
+#if !defined(__ARM_ARCH_2__) && !defined(__ARM_ARCH_3__) \
+    && !defined(__ARM_ARCH_3M__) && !defined(__ARM_ARCH_4__) \
+    && !defined(__ARM_ARCH_4T__) \
+    && ((!defined(__ARM_ARCH_5__) && !defined(__ARM_ARCH_5E__) \
+         && !defined(__ARM_ARCH_5T__) && !defined(__ARM_ARCH_5TE__) \
+         && !defined(__ARM_ARCH_5TEJ__) && !defined(__ARM_ARCH_6M__)) \
+        || defined(__ARM_ARCH_7__) || defined(__ARM_ARCH_7A__))
+
+#include "../standard_ao_double_t.h"
+
+AO_INLINE void
+AO_nop_full(void)
+{
+# ifndef AO_UNIPROCESSOR
+    unsigned dest = 0;
+
+    /* Issue a data memory barrier (keeps ordering of memory    */
+    /* transactions before and after this operation).           */
+    __asm__ __volatile__("@AO_nop_full\n"
+      AO_THUMB_GO_ARM
+      "       mcr p15,0,%0,c7,c10,5\n"
+      AO_THUMB_RESTORE_MODE
+      : "=&r"(dest)
+      : /* empty */
+      : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "memory");
+# endif
+}
+#define AO_HAVE_nop_full
+
+/* NEC LE-IT: AO_t load is simple reading */
+AO_INLINE AO_t
+AO_load(const volatile AO_t *addr)
+{
+  /* Cast away the volatile for architectures like IA64 where   */
+  /* volatile adds barrier semantics.                           */
+  return (*(const AO_t *)addr);
+}
+#define AO_HAVE_load
+
+/* NEC LE-IT: atomic "store" - according to ARM documentation this is
+ * the only safe way to set variables also used in LL/SC environment.
+ * A direct write won't be recognized by the LL/SC construct on the _same_ CPU.
+ *
+ * Support engineers response for behaviour of ARMv6:
+ *
+   Core1        Core2          SUCCESS
+   ===================================
+   LDREX(x)
+   STREX(x)                    Yes
+   -----------------------------------
+   LDREX(x)
+                STR(x)
+   STREX(x)                    No
+   -----------------------------------
+   LDREX(x)
+   STR(x)
+   STREX(x)                    Yes
+   -----------------------------------
+ *
+ * ARMv7 behaves similar, see documentation CortexA8 TRM, point 8.5
+ *
+ * HB: I think this is only a problem if interrupt handlers do not clear
+ * the reservation, as they almost certainly should.  Probably change this back
+ * in a while?
+*/
+AO_INLINE void AO_store(volatile AO_t *addr, AO_t value)
+{
+  AO_t flag;
+
+  __asm__ __volatile__("@AO_store\n"
+    AO_THUMB_GO_ARM
+    "1:     ldrex   %0, [%2]\n"
+    "       strex   %0, %3, [%2]\n"
+    "       teq     %0, #0\n"
+    "       bne     1b\n"
+    AO_THUMB_RESTORE_MODE
+    : "=&r"(flag), "+m"(*addr)
+    : "r" (addr), "r"(value)
+    : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+}
+#define AO_HAVE_store
+
+/* NEC LE-IT: replace the SWAP as recommended by ARM:
+   "Applies to: ARM11 Cores
+      Though the SWP instruction will still work with ARM V6 cores, it is
+      recommended to use the new V6 synchronization instructions.  The SWP
+      instruction produces 'locked' read and write accesses which are atomic,
+      i.e. another operation cannot be done between these locked accesses which
+      ties up external bus (AHB, AXI) bandwidth and can increase worst case
+      interrupt latencies. LDREX, STREX are more flexible, other instructions
+      can be done between the LDREX and STREX accesses."
+*/
+#if !defined(AO_FORCE_USE_SWP) || defined(__thumb2__)
+  /* But, on the other hand, there could be a considerable performance  */
+  /* degradation in case of a race.  Eg., test_atomic.c executing       */
+  /* test_and_set test on a dual-core ARMv7 processor using LDREX/STREX */
+  /* showed around 35 times lower performance than that using SWP.      */
+  /* To force use of SWP instruction, use -D AO_FORCE_USE_SWP option    */
+  /* (this is ignored in the Thumb-2 mode as SWP is missing there).     */
+  AO_INLINE AO_TS_VAL_t
+  AO_test_and_set(volatile AO_TS_t *addr)
+  {
+    AO_TS_VAL_t oldval;
+    unsigned long flag;
+
+    __asm__ __volatile__("@AO_test_and_set\n"
+      AO_THUMB_GO_ARM
+      "1:     ldrex   %0, [%3]\n"
+      "       strex   %1, %4, [%3]\n"
+      "       teq     %1, #0\n"
+      "       bne     1b\n"
+      AO_THUMB_RESTORE_MODE
+      : "=&r"(oldval), "=&r"(flag), "+m"(*addr)
+      : "r"(addr), "r"(1)
+      : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+    return oldval;
+  }
+# define AO_HAVE_test_and_set
+#endif /* !AO_FORCE_USE_SWP */
+
+/* NEC LE-IT: fetch and add for ARMv6 */
+AO_INLINE AO_t
+AO_fetch_and_add(volatile AO_t *p, AO_t incr)
+{
+  unsigned long flag, tmp;
+  AO_t result;
+
+  __asm__ __volatile__("@AO_fetch_and_add\n"
+    AO_THUMB_GO_ARM
+    "1:     ldrex   %0, [%5]\n"         /* get original         */
+    "       add     %2, %0, %4\n"       /* sum up in incr       */
+    "       strex   %1, %2, [%5]\n"     /* store them           */
+    "       teq     %1, #0\n"
+    "       bne     1b\n"
+    AO_THUMB_RESTORE_MODE
+    : "=&r"(result), "=&r"(flag), "=&r"(tmp), "+m"(*p) /* 0..3 */
+    : "r"(incr), "r"(p)                                /* 4..5 */
+    : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+  return result;
+}
+#define AO_HAVE_fetch_and_add
+
+/* NEC LE-IT: fetch and add1 for ARMv6 */
+AO_INLINE AO_t
+AO_fetch_and_add1(volatile AO_t *p)
+{
+  unsigned long flag, tmp;
+  AO_t result;
+
+  __asm__ __volatile__("@AO_fetch_and_add1\n"
+    AO_THUMB_GO_ARM
+    "1:     ldrex   %0, [%4]\n"         /* get original */
+    "       add     %1, %0, #1\n"       /* increment */
+    "       strex   %2, %1, [%4]\n"     /* store them */
+    "       teq     %2, #0\n"
+    "       bne     1b\n"
+    AO_THUMB_RESTORE_MODE
+    : "=&r"(result), "=&r"(tmp), "=&r"(flag), "+m"(*p)
+    : "r"(p)
+    : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+  return result;
+}
+#define AO_HAVE_fetch_and_add1
+
+/* NEC LE-IT: fetch and sub for ARMv6 */
+AO_INLINE AO_t
+AO_fetch_and_sub1(volatile AO_t *p)
+{
+  unsigned long flag, tmp;
+  AO_t result;
+
+  __asm__ __volatile__("@AO_fetch_and_sub1\n"
+    AO_THUMB_GO_ARM
+    "1:     ldrex   %0, [%4]\n"         /* get original */
+    "       sub     %1, %0, #1\n"       /* decrement */
+    "       strex   %2, %1, [%4]\n"     /* store them */
+    "       teq     %2, #0\n"
+    "       bne     1b\n"
+    AO_THUMB_RESTORE_MODE
+    : "=&r"(result), "=&r"(tmp), "=&r"(flag), "+m"(*p)
+    : "r"(p)
+    : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+  return result;
+}
+#define AO_HAVE_fetch_and_sub1
+
+/* NEC LE-IT: compare and swap */
+/* Returns nonzero if the comparison succeeded. */
+AO_INLINE int
+AO_compare_and_swap(volatile AO_t *addr, AO_t old_val, AO_t new_val)
+{
+  AO_t result, tmp;
+
+  __asm__ __volatile__("@AO_compare_and_swap\n"
+    AO_THUMB_GO_ARM
+    "1:     mov     %0, #2\n"           /* store a flag */
+    "       ldrex   %1, [%3]\n"         /* get original */
+    "       teq     %1, %4\n"           /* see if match */
+#   ifdef __thumb2__
+      "       it      eq\n"
+#   endif
+    "       strexeq %0, %5, [%3]\n"     /* store new one if matched */
+    "       teq     %0, #1\n"
+    "       beq     1b\n"               /* if update failed, repeat */
+    AO_THUMB_RESTORE_MODE
+    : "=&r"(result), "=&r"(tmp), "+m"(*addr)
+    : "r"(addr), "r"(old_val), "r"(new_val)
+    : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "cc");
+  return !(result&2);   /* if succeded, return 1, else 0 */
+}
+#define AO_HAVE_compare_and_swap
+
+#if !defined(__ARM_ARCH_6__) && !defined(__ARM_ARCH_6J__) \
+    && !defined(__ARM_ARCH_6T2__) && !defined(__ARM_ARCH_6Z__) \
+    && !defined(__ARM_ARCH_6ZT2__) && (!defined(__thumb__) \
+              || (defined(__thumb2__) && !defined(__ARM_ARCH_7__) \
+                  && !defined(__ARM_ARCH_7M__) && !defined(__ARM_ARCH_7EM__)))
+  /* LDREXD/STREXD present in ARMv6K/M+ (see gas/config/tc-arm.c)       */
+  /* In the Thumb mode, this works only starting from ARMv7 (except for */
+  /* the base and 'M' models).                                          */
+  AO_INLINE int
+  AO_compare_double_and_swap_double(volatile AO_double_t *addr,
+                                    AO_t old_val1, AO_t old_val2,
+                                    AO_t new_val1, AO_t new_val2)
+  {
+    double_ptr_storage old_val =
+                        ((double_ptr_storage)old_val2 << 32) | old_val1;
+    double_ptr_storage new_val =
+                        ((double_ptr_storage)new_val2 << 32) | new_val1;
+    double_ptr_storage tmp;
+    int result = 1;
+
+    do {
+      __asm__ __volatile__("@AO_compare_double_and_swap_double\n"
+        "       ldrexd  %0, [%1]\n"     /* get original to r1 & r2 */
+        : "=&r"(tmp)
+        : "r"(addr)
+        : "cc");
+      if (tmp != old_val)
+        break;
+      __asm__ __volatile__(
+        "       strexd  %0, %2, [%3]\n" /* store new one if matched */
+        : "=&r"(result), "+m"(*addr)
+        : "r"(new_val), "r"(addr)
+        : "cc");
+    } while (result);
+    return !result;   /* if succeded, return 1 else 0 */
+  }
+# define AO_HAVE_compare_double_and_swap_double
+#endif
+
+#else
+/* pre ARMv6 architectures ... */
+
+/* I found a slide set that, if I read it correctly, claims that        */
+/* Loads followed by either a Load or Store are ordered, but nothing    */
+/* else is.                                                             */
+/* It appears that SWP is the only simple memory barrier.               */
+#include "../all_atomic_load_store.h"
+
+/* The code should run correctly on a multi-core ARMv6+ as well.        */
+/* There is only a single concern related to AO_store (defined in       */
+/* atomic_load_store.h file):                                           */
+/* HB: Based on subsequent discussion, I think it would be OK to use an */
+/* ordinary store here if we knew that interrupt handlers always        */
+/* cleared the reservation.  They should, but there is some doubt that  */
+/* this is currently always the case, e.g., for Linux.                  */
+
+/* ARMv6M does not support ARM mode.    */
+#endif /* __ARM_ARCH_x */
+
+#if !defined(AO_HAVE_test_and_set_full) && !defined(AO_HAVE_test_and_set) \
+    && !defined(__ARM_ARCH_2__) && !defined(__ARM_ARCH_6M__)
+  AO_INLINE AO_TS_VAL_t
+  AO_test_and_set_full(volatile AO_TS_t *addr)
+  {
+    AO_TS_VAL_t oldval;
+    /* SWP on ARM is very similar to XCHG on x86.                       */
+    /* The first operand is the result, the second the value            */
+    /* to be stored.  Both registers must be different from addr.       */
+    /* Make the address operand an early clobber output so it           */
+    /* doesn't overlap with the other operands.  The early clobber      */
+    /* on oldval is necessary to prevent the compiler allocating        */
+    /* them to the same register if they are both unused.               */
+
+    __asm__ __volatile__("@AO_test_and_set_full\n"
+      AO_THUMB_GO_ARM
+      "       swp %0, %2, [%3]\n"
+                /* Ignore GCC "SWP is deprecated for this architecture" */
+                /* warning here (for ARMv6+).                           */
+      AO_THUMB_RESTORE_MODE
+      : "=&r"(oldval), "=&r"(addr)
+      : "r"(1), "1"(addr)
+      : AO_THUMB_SWITCH_CLOBBERS "memory");
+    return oldval;
+  }
+# define AO_HAVE_test_and_set_full
+#endif /* !AO_HAVE_test_and_set[_full] */