arch/s390/include/asm/bitops.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
   2 /*
   3  *    Copyright IBM Corp. 1999,2013
   4  *
   5  *    Author(s): Martin Schwidefsky <[email protected]>,
   6  *
   7  * The description below was taken in large parts from the powerpc
   8  * bitops header file:
   9  * Within a word, bits are numbered LSB first.  Lot's of places make
  10  * this assumption by directly testing bits with (val & (1<<nr)).
  11  * This can cause confusion for large (> 1 word) bitmaps on a
  12  * big-endian system because, unlike little endian, the number of each
  13  * bit depends on the word size.
  14  *
  15  * The bitop functions are defined to work on unsigned longs, so the bits
  16  * end up numbered:
  17  *   |63..............0|127............64|191...........128|255...........192|
  18  *
  19  * We also have special functions which work with an MSB0 encoding.
  20  * The bits are numbered:
  21  *   |0..............63|64............127|128...........191|192...........255|
  22  *
  23  * The main difference is that bit 0-63 in the bit number field needs to be
  24  * reversed compared to the LSB0 encoded bit fields. This can be achieved by
  25  * XOR with 0x3f.
  26  *
  27  */
  28
  29 #ifndef _S390_BITOPS_H
  30 #define _S390_BITOPS_H
  31
  32 #ifndef _LINUX_BITOPS_H
  33 #error only <linux/bitops.h> can be included directly
  34 #endif
  35
  36 #include <linux/typecheck.h>
  37 #include <linux/compiler.h>
  38 #include <linux/types.h>
  39 #include <asm/atomic_ops.h>
  40 #include <asm/barrier.h>
  41
  42 #define __BITOPS_WORDS(bits) (((bits) + BITS_PER_LONG - 1) / BITS_PER_LONG)
  43
  44 static inline unsigned long *
  45 __bitops_word(unsigned long nr, const volatile unsigned long *ptr)
  46 {
  47         unsigned long addr;
  48
  49         addr = (unsigned long)ptr + ((nr ^ (nr & (BITS_PER_LONG - 1))) >> 3);
  50         return (unsigned long *)addr;
  51 }
  52
  53 static inline unsigned long __bitops_mask(unsigned long nr)
  54 {
  55         return 1UL << (nr & (BITS_PER_LONG - 1));
  56 }
  57
  58 static __always_inline void arch_set_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
  59 {
  60         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
  61         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
  62
  63         __atomic64_or(mask, (long *)addr);
  64 }
  65
  66 static __always_inline void arch_clear_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
  67 {
  68         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
  69         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
  70
  71         __atomic64_and(~mask, (long *)addr);
  72 }
  73
  74 static __always_inline void arch_change_bit(unsigned long nr,
  75                                             volatile unsigned long *ptr)
  76 {
  77         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
  78         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
  79
  80         __atomic64_xor(mask, (long *)addr);
  81 }
  82
  83 static inline bool arch_test_and_set_bit(unsigned long nr,
  84                                          volatile unsigned long *ptr)
  85 {
  86         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
  87         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
  88         unsigned long old;
  89
  90         old = __atomic64_or_barrier(mask, (long *)addr);
  91         return old & mask;
  92 }
  93
  94 static inline bool arch_test_and_clear_bit(unsigned long nr,
  95                                            volatile unsigned long *ptr)
  96 {
  97         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
  98         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
  99         unsigned long old;
 100
 101         old = __atomic64_and_barrier(~mask, (long *)addr);
 102         return old & mask;
 103 }
 104
 105 static inline bool arch_test_and_change_bit(unsigned long nr,
 106                                             volatile unsigned long *ptr)
 107 {
 108         unsigned long *addr = __bitops_word(nr, ptr);
 109         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 110         unsigned long old;
 111
 112         old = __atomic64_xor_barrier(mask, (long *)addr);
 113         return old & mask;
 114 }
 115
 116 static __always_inline void
 117 arch___set_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 118 {
 119         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 120         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 121
 122         *p |= mask;
 123 }
 124
 125 static __always_inline void
 126 arch___clear_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 127 {
 128         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 129         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 130
 131         *p &= ~mask;
 132 }
 133
 134 static __always_inline void
 135 arch___change_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 136 {
 137         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 138         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 139
 140         *p ^= mask;
 141 }
 142
 143 static __always_inline bool
 144 arch___test_and_set_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 145 {
 146         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 147         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 148         unsigned long old;
 149
 150         old = *p;
 151         *p |= mask;
 152         return old & mask;
 153 }
 154
 155 static __always_inline bool
 156 arch___test_and_clear_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 157 {
 158         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 159         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 160         unsigned long old;
 161
 162         old = *p;
 163         *p &= ~mask;
 164         return old & mask;
 165 }
 166
 167 static __always_inline bool
 168 arch___test_and_change_bit(unsigned long nr, volatile unsigned long *addr)
 169 {
 170         unsigned long *p = __bitops_word(nr, addr);
 171         unsigned long mask = __bitops_mask(nr);
 172         unsigned long old;
 173
 174         old = *p;
 175         *p ^= mask;
 176         return old & mask;
 177 }
 178
 179 #define arch_test_bit generic_test_bit
 180 #define arch_test_bit_acquire generic_test_bit_acquire
 181
 182 static inline bool arch_test_and_set_bit_lock(unsigned long nr,
 183                                               volatile unsigned long *ptr)
 184 {
 185         if (arch_test_bit(nr, ptr))
 186                 return true;
 187         return arch_test_and_set_bit(nr, ptr);
 188 }
 189
 190 static inline void arch_clear_bit_unlock(unsigned long nr,
 191                                          volatile unsigned long *ptr)
 192 {
 193         smp_mb__before_atomic();
 194         arch_clear_bit(nr, ptr);
 195 }
 196
 197 static inline void arch___clear_bit_unlock(unsigned long nr,
 198                                            volatile unsigned long *ptr)
 199 {
 200         smp_mb();
 201         arch___clear_bit(nr, ptr);
 202 }
 203
 204 static inline bool arch_xor_unlock_is_negative_byte(unsigned long mask,
 205                 volatile unsigned long *ptr)
 206 {
 207         unsigned long old;
 208
 209         old = __atomic64_xor_barrier(mask, (long *)ptr);
 210         return old & BIT(7);
 211 }
 212 #define arch_xor_unlock_is_negative_byte arch_xor_unlock_is_negative_byte
 213
 214 #include <asm-generic/bitops/instrumented-atomic.h>
 215 #include <asm-generic/bitops/instrumented-non-atomic.h>
 216 #include <asm-generic/bitops/instrumented-lock.h>
 217
 218 /*
 219  * Functions which use MSB0 bit numbering.
 220  * The bits are numbered:
 221  *   |0..............63|64............127|128...........191|192...........255|
 222  */
 223 unsigned long find_first_bit_inv(const unsigned long *addr, unsigned long size);
 224 unsigned long find_next_bit_inv(const unsigned long *addr, unsigned long size,
 225                                 unsigned long offset);
 226
 227 #define for_each_set_bit_inv(bit, addr, size)                           \
 228         for ((bit) = find_first_bit_inv((addr), (size));                \
 229              (bit) < (size);                                            \
 230              (bit) = find_next_bit_inv((addr), (size), (bit) + 1))
 231
 232 static inline void set_bit_inv(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
 233 {
 234         return set_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 235 }
 236
 237 static inline void clear_bit_inv(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
 238 {
 239         return clear_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 240 }
 241
 242 static inline bool test_and_clear_bit_inv(unsigned long nr,
 243                                           volatile unsigned long *ptr)
 244 {
 245         return test_and_clear_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 246 }
 247
 248 static inline void __set_bit_inv(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
 249 {
 250         return __set_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 251 }
 252
 253 static inline void __clear_bit_inv(unsigned long nr, volatile unsigned long *ptr)
 254 {
 255         return __clear_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 256 }
 257
 258 static inline bool test_bit_inv(unsigned long nr,
 259                                 const volatile unsigned long *ptr)
 260 {
 261         return test_bit(nr ^ (BITS_PER_LONG - 1), ptr);
 262 }
 263
 264 /**
 265  * __flogr - find leftmost one
 266  * @word - The word to search
 267  *
 268  * Returns the bit number of the most significant bit set,
 269  * where the most significant bit has bit number 0.
 270  * If no bit is set this function returns 64.
 271  */
 272 static inline unsigned char __flogr(unsigned long word)
 273 {
 274         if (__builtin_constant_p(word)) {
 275                 unsigned long bit = 0;
 276
 277                 if (!word)
 278                         return 64;
 279                 if (!(word & 0xffffffff00000000UL)) {
 280                         word <<= 32;
 281                         bit += 32;
 282                 }
 283                 if (!(word & 0xffff000000000000UL)) {
 284                         word <<= 16;
 285                         bit += 16;
 286                 }
 287                 if (!(word & 0xff00000000000000UL)) {
 288                         word <<= 8;
 289                         bit += 8;
 290                 }
 291                 if (!(word & 0xf000000000000000UL)) {
 292                         word <<= 4;
 293                         bit += 4;
 294                 }
 295                 if (!(word & 0xc000000000000000UL)) {
 296                         word <<= 2;
 297                         bit += 2;
 298                 }
 299                 if (!(word & 0x8000000000000000UL)) {
 300                         word <<= 1;
 301                         bit += 1;
 302                 }
 303                 return bit;
 304         } else {
 305                 union register_pair rp;
 306
 307                 rp.even = word;
 308                 asm volatile(
 309                         "       flogr   %[rp],%[rp]\n"
 310                         : [rp] "+d" (rp.pair) : : "cc");
 311                 return rp.even;
 312         }
 313 }
 314
 315 /**
 316  * __ffs - find first bit in word.
 317  * @word: The word to search
 318  *
 319  * Undefined if no bit exists, so code should check against 0 first.
 320  */
 321 static inline unsigned long __ffs(unsigned long word)
 322 {
 323         return __flogr(-word & word) ^ (BITS_PER_LONG - 1);
 324 }
 325
 326 /**
 327  * ffs - find first bit set
 328  * @word: the word to search
 329  *
 330  * This is defined the same way as the libc and
 331  * compiler builtin ffs routines (man ffs).
 332  */
 333 static inline int ffs(int word)
 334 {
 335         unsigned long mask = 2 * BITS_PER_LONG - 1;
 336         unsigned int val = (unsigned int)word;
 337
 338         return (1 + (__flogr(-val & val) ^ (BITS_PER_LONG - 1))) & mask;
 339 }
 340
 341 /**
 342  * __fls - find last (most-significant) set bit in a long word
 343  * @word: the word to search
 344  *
 345  * Undefined if no set bit exists, so code should check against 0 first.
 346  */
 347 static inline unsigned long __fls(unsigned long word)
 348 {
 349         return __flogr(word) ^ (BITS_PER_LONG - 1);
 350 }
 351
 352 /**
 353  * fls64 - find last set bit in a 64-bit word
 354  * @word: the word to search
 355  *
 356  * This is defined in a similar way as the libc and compiler builtin
 357  * ffsll, but returns the position of the most significant set bit.
 358  *
 359  * fls64(value) returns 0 if value is 0 or the position of the last
 360  * set bit if value is nonzero. The last (most significant) bit is
 361  * at position 64.
 362  */
 363 static inline int fls64(unsigned long word)
 364 {
 365         unsigned long mask = 2 * BITS_PER_LONG - 1;
 366
 367         return (1 + (__flogr(word) ^ (BITS_PER_LONG - 1))) & mask;
 368 }
 369
 370 /**
 371  * fls - find last (most-significant) bit set
 372  * @word: the word to search
 373  *
 374  * This is defined the same way as ffs.
 375  * Note fls(0) = 0, fls(1) = 1, fls(0x80000000) = 32.
 376  */
 377 static inline int fls(unsigned int word)
 378 {
 379         return fls64(word);
 380 }
 381
 382 #include <asm/arch_hweight.h>
 383 #include <asm-generic/bitops/const_hweight.h>
 384 #include <asm-generic/bitops/ffz.h>
 385 #include <asm-generic/bitops/sched.h>
 386 #include <asm-generic/bitops/le.h>
 387 #include <asm-generic/bitops/ext2-atomic-setbit.h>
 388
 389 #endif /* _S390_BITOPS_H */