source: libcfa/src/stdlib.hfa @ ba97ebf

Last change on this file since ba97ebf was d4264e8, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 6 months ago

formatting, add CFA versions of resize, realloc, and reallocarray

  • Property mode set to 100644
File size: 22.2 KB
RevLine 
[bd85400]1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
[bb82c03]7// stdlib --
[bd85400]8//
9// Author           : Peter A. Buhr
10// Created On       : Thu Jan 28 17:12:35 2016
[b89c7c2]11// Last Modified By : Peter A. Buhr
[d4264e8]12// Last Modified On : Fri Apr 19 09:47:55 2024
13// Update Count     : 826
[bd85400]14//
15
[53a6c2a]16#pragma once
[17e5e2b]17
[94429f8]18#include "bits/defs.hfa"                                                                // OPTIONAL_THREAD
19#include "bits/align.hfa"                                                               // libAlign
[12b5e94a]20#include "bits/random.hfa"                                                              // prng
[b5e725a]21#include <Exception.hfa>
22#include <heap.hfa>
[2026bb6]23
[d46ed6e]24#include <stdlib.h>                                                                             // *alloc, strto*, ato*
[76acb60]25#include <errno.h>
[2210cfc]26
[ca7949b]27// Reduce includes by explicitly defining these routines.
[3ce0d440]28extern "C" {
[4e7c0fc0]29        void * memalign( size_t alignment, size_t size );       // malloc.h
30        void * pvalloc( size_t size );                                          // malloc.h
[b9c04946]31        void * memset( void * dest, int fill, size_t size ); // string.h
[57fc7d8]32        void * memcpy( void * dest, const void * src, size_t size ); // string.h
[3ce0d440]33} // extern "C"
[e672372]34
[bd85400]35//---------------------------------------
36
[45161b4d]37#ifndef EXIT_FAILURE
38#define EXIT_FAILURE    1                                                               // failing exit status
39#define EXIT_SUCCESS    0                                                               // successful exit status
40#endif // ! EXIT_FAILURE
41
42//---------------------------------------
43
[c354108]44#include "common.hfa"
45
46//---------------------------------------
47
[fd54fef]48static inline forall( T & | sized(T) ) {
[d4264e8]49        // CFA safe equivalents, i.e., implicit size specification, eliminate return-type cast
[3ce0d440]50
[74b19fb]51        T * malloc( void ) {
[aa0a1ad]52                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)malloc( sizeof(T) ); // C allocation
[68f0c4e]53                else return (T *)memalign( _Alignof(T), sizeof(T) );
[74b19fb]54        } // malloc
55
[856fe3e]56        T * aalloc( size_t dim ) {
[aa0a1ad]57                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)aalloc( dim, sizeof(T) ); // C allocation
58                else return (T *)amemalign( _Alignof(T), dim, sizeof(T) );
[856fe3e]59        } // aalloc
60
[74b19fb]61        T * calloc( size_t dim ) {
[aa0a1ad]62                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)calloc( dim, sizeof(T) ); // C allocation
63                else return (T *)cmemalign( _Alignof(T), dim, sizeof(T) );
[74b19fb]64        } // calloc
65
[d4264e8]66        T * resize( T * ptr, size_t size ) {
67                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)resize( (void *)ptr, size ); // C resize
[aa0a1ad]68                else return (T *)resize( (void *)ptr, _Alignof(T), size ); // CFA resize
[856fe3e]69        } // resize
70
[d4264e8]71        T * resize( T * ptr, size_t alignment, size_t size ) {
72                return (T *)resize( (void *)ptr, alignment, size ); // CFA resize
73        } // resize
74
[710d0c8c]75        T * realloc( T * ptr, size_t size ) {                           // CFA realloc
[aa0a1ad]76                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)realloc( (void *)ptr, size ); // C realloc
77                else return (T *)realloc( (void *)ptr, _Alignof(T), size ); // CFA realloc
[74b19fb]78        } // realloc
79
[d4264e8]80        T * realloc( T * ptr, size_t alignment, size_t size ) {
81                return (T *)realloc( (void *)ptr, alignment, size ); // CFA realloc
82        } // realloc
83
[710d0c8c]84        T * reallocarray( T * ptr, size_t dim ) {                       // CFA reallocarray
85                if ( _Alignof(T) <= libAlign() ) return (T *)reallocarray( (void *)ptr, dim, sizeof(T) ); // C reallocarray
86                else return (T *)reallocarray( (void *)ptr, _Alignof(T), dim ); // CFA reallocarray
87        } // realloc
88
[d4264e8]89        T * reallocarray( T * ptr, size_t alignment, size_t dim ) {
90                return (T *)reallocarray( (void *)ptr, alignment, dim ); // CFA reallocarray
91        } // realloc
92
[74b19fb]93        T * memalign( size_t align ) {
[cafb687]94                return (T *)memalign( align, sizeof(T) );               // C memalign
[74b19fb]95        } // memalign
96
[856fe3e]97        T * amemalign( size_t align, size_t dim ) {
98                return (T *)amemalign( align, dim, sizeof(T) ); // CFA amemalign
99        } // amemalign
100
[d4264e8]101        T * cmemalign( size_t align, size_t dim ) {
[d74369b]102                return (T *)cmemalign( align, dim, sizeof(T) ); // CFA cmemalign
103        } // cmemalign
104
[74b19fb]105        T * aligned_alloc( size_t align ) {
[cafb687]106                return (T *)aligned_alloc( align, sizeof(T) );  // C aligned_alloc
[74b19fb]107        } // aligned_alloc
108
109        int posix_memalign( T ** ptr, size_t align ) {
110                return posix_memalign( (void **)ptr, align, sizeof(T) ); // C posix_memalign
111        } // posix_memalign
[ada0246d]112
113        T * valloc( void ) {
114                return (T *)valloc( sizeof(T) );                                // C valloc
115        } // valloc
116
117        T * pvalloc( void ) {
118                return (T *)pvalloc( sizeof(T) );                               // C pvalloc
119        } // pvalloc
[55acc3a]120} // distribution
121
[ceb7db8]122/*
123        FIX ME : fix alloc interface after Ticker Number 214 is resolved, define and add union to S_fill. Then, modify postfix-fill functions to support T * with nmemb, char, and T object of any size. Finally, change alloc_internal.
124        Or, just follow the instructions below for that.
125
126        1. Replace the current forall-block that contains defintions of S_fill and S_realloc with following:
[fd54fef]127                forall( T & | sized(T) ) {
[b6a71bc]128                        union  U_fill { char c; T * a; T t; };
129                        struct S_fill { char tag; U_fill(T) fill; };
130                        struct S_realloc { inline T *; };
[ceb7db8]131                }
132
133        2. Replace all current postfix-fill functions with following for updated S_fill:
[b6a71bc]134                S_fill(T) ?`fill( char a ) { S_fill(T) ret = {'c'}; ret.fill.c = a; return ret; }
135                S_fill(T) ?`fill( T a ) { S_fill(T) ret = {'t'}; memcpy(&ret.fill.t, &a, sizeof(T)); return ret; }
136                S_fill(T) ?`fill( T a[], size_t nmemb ) { S_fill(T) ret = {'a', nmemb}; ret.fill.a = a; return ret; }
[ceb7db8]137
[6c5d92f]138        3. Replace the alloc_internal$ function which is outside ttype forall-block with following function:
139                T * alloc_internal$( void * Resize, T * Realloc, size_t Align, size_t Dim, S_fill(T) Fill) {
[ceb7db8]140                        T * ptr = NULL;
141                        size_t size = sizeof(T);
142                        size_t copy_end = 0;
143
144                        if(Resize) {
145                                ptr = (T*) (void *) resize( (int *)Resize, Align, Dim * size );
146                        } else if (Realloc) {
147                                if (Fill.tag != '0') copy_end = min(malloc_size( Realloc ), Dim * size);
148                                ptr = (T*) (void *) realloc( (int *)Realloc, Align, Dim * size );
149                        } else {
150                                ptr = (T*) (void *) memalign( Align, Dim * size );
151                        }
152
153                        if(Fill.tag == 'c') {
154                                memset( (char *)ptr + copy_end, (int)Fill.fill.c, Dim * size - copy_end );
155                        } else if(Fill.tag == 't') {
156                                for ( int i = copy_end; i <= Dim * size - size ; i += size ) {
157                                        memcpy( (char *)ptr + i, &Fill.fill.t, size );
158                                }
159                        } else if(Fill.tag == 'a') {
160                                memcpy( (char *)ptr + copy_end, Fill.fill.a, min(Dim * size - copy_end, size * Fill.nmemb) );
161                        }
162
163                        return ptr;
[6c5d92f]164                } // alloc_internal$
[ceb7db8]165*/
166
[b6a71bc]167typedef struct S_align { inline size_t;  } T_align;
168typedef struct S_resize { inline void *;  }     T_resize;
[ceb7db8]169
[fd54fef]170forall( T & ) {
[b6a71bc]171        struct S_fill { char tag; char c; size_t size; T * at; char t[50]; };
172        struct S_realloc { inline T *; };
[ceb7db8]173}
174
[b6a71bc]175static inline T_align ?`align( size_t a ) { return (T_align){a}; }
176static inline T_resize ?`resize( void * a )     { return (T_resize){a}; }
[74b19fb]177
[fd54fef]178static inline forall( T & | sized(T) ) {
[d4264e8]179        S_fill(T) ?`fill( T t ) {
[ceb7db8]180                S_fill(T) ret = { 't' };
181                size_t size = sizeof(T);
[3d3d75e]182                if ( size > sizeof(ret.t) ) {
183                        abort( "ERROR: const object of size greater than 50 bytes given for dynamic memory fill\n" );
184                } // if
[ceb7db8]185                memcpy( &ret.t, &t, size );
186                return ret;
187        }
[d4264e8]188        S_fill(T) ?`fill( zero_t ) = void; // FIX ME: remove this once ticket 214 is resolved
189        S_fill(T) ?`fill( T * a ) { return (S_fill(T)){ 'T', '0', 0, a }; } // FIX ME: remove this once ticket 214 is resolved
190        S_fill(T) ?`fill( char c ) { return (S_fill(T)){ 'c', c };      }
191        S_fill(T) ?`fill( T a[], size_t nmemb ) { return (S_fill(T)){ 'a', '0', nmemb * sizeof(T), a }; }
[ceb7db8]192
[b6a71bc]193        S_realloc(T) ?`realloc ( T * a ) { return (S_realloc(T)){a}; }
[ceb7db8]194
[6c5d92f]195        T * alloc_internal$( void * Resize, T * Realloc, size_t Align, size_t Dim, S_fill(T) Fill ) {
[ceb7db8]196                T * ptr = NULL;
197                size_t size = sizeof(T);
198                size_t copy_end = 0;
[f67b983]199
200                if ( Resize ) {
[b6a71bc]201                        ptr = (T*)(void *)resize( (void *)Resize, Align, Dim * size );
[f67b983]202                } else if ( Realloc ) {
[3d3d75e]203                        if ( Fill.tag != '0' ) copy_end = min(malloc_size( Realloc ), Dim * size );
[b6a71bc]204                        ptr = (T *)(void *)realloc( (void *)Realloc, Align, Dim * size );
[cfbc703d]205                } else {
[b6a71bc]206                        ptr = (T *)(void *) memalign( Align, Dim * size );
[ceb7db8]207                }
208
[3d3d75e]209                if ( Fill.tag == 'c' ) {
[ceb7db8]210                        memset( (char *)ptr + copy_end, (int)Fill.c, Dim * size - copy_end );
[3d3d75e]211                } else if ( Fill.tag == 't' ) {
[f6a4917]212                        for ( i; copy_end ~ Dim * size ~ size ) {
[3d3d75e]213                                #pragma GCC diagnostic push
214                                #pragma GCC diagnostic ignored "-Wmaybe-uninitialized"
[d1b70d4]215                                assert( size <= sizeof(Fill.t) );
216                                memcpy( (char *)ptr + i, &Fill.t, size );
[3d3d75e]217                                #pragma GCC diagnostic pop
[ceb7db8]218                        }
[3d3d75e]219                } else if ( Fill.tag == 'a' ) {
[ceb7db8]220                        memcpy( (char *)ptr + copy_end, Fill.at, min(Dim * size - copy_end, Fill.size) );
[3d3d75e]221                } else if ( Fill.tag == 'T' ) {
222                        memcpy( (char *)ptr + copy_end, Fill.at, Dim * size );
[ceb7db8]223                }
224
225                return ptr;
[6c5d92f]226        } // alloc_internal$
[ceb7db8]227
[d4264e8]228        forall( List ... | { T * alloc_internal$( void *, T *, size_t, size_t, S_fill(T), List ); } ) {
229                T * alloc_internal$( void *, T *, size_t Align, size_t Dim, S_fill(T) Fill, T_resize Resize, List rest ) {
[6c5d92f]230                return alloc_internal$( Resize, (T*)0p, Align, Dim, Fill, rest);
[ceb7db8]231                }
232
[d4264e8]233                T * alloc_internal$( void *, T *, size_t Align, size_t Dim, S_fill(T) Fill, S_realloc(T) Realloc, List rest ) {
[6c5d92f]234                return alloc_internal$( (void*)0p, Realloc, Align, Dim, Fill, rest);
[ceb7db8]235                }
236
[d4264e8]237                T * alloc_internal$( void * Resize, T * Realloc, size_t, size_t Dim, S_fill(T) Fill, T_align Align, List rest ) {
[6c5d92f]238                return alloc_internal$( Resize, Realloc, Align, Dim, Fill, rest);
[ceb7db8]239                }
240
[d4264e8]241                T * alloc_internal$( void * Resize, T * Realloc, size_t Align, size_t Dim, S_fill(T), S_fill(T) Fill, List rest ) {
[58e97d9]242                return alloc_internal$( Resize, Realloc, Align, Dim, Fill, rest );
[ceb7db8]243                }
244
[d4264e8]245            T * alloc( List all ) {
[58e97d9]246                return alloc_internal$( (void*)0p, (T*)0p, (_Alignof(T) > libAlign() ? _Alignof(T) : libAlign()), (size_t)1, (S_fill(T)){'0'}, all );
[ceb7db8]247            }
248
[d4264e8]249            T * alloc( size_t dim, List all ) {
[58e97d9]250                return alloc_internal$( (void*)0p, (T*)0p, (_Alignof(T) > libAlign() ? _Alignof(T) : libAlign()), dim, (S_fill(T)){'0'}, all );
[ceb7db8]251            }
[d4264e8]252        } // distribution List
[ceb7db8]253} // distribution T
[3ce0d440]254
[fd54fef]255static inline forall( T & | sized(T) ) {
[4803a901]256        // CFA safe initialization/copy, i.e., implicit size specification, non-array types
[b9c04946]257        T * memset( T * dest, char fill ) {
258                return (T *)memset( dest, fill, sizeof(T) );
[3ce0d440]259        } // memset
260
261        T * memcpy( T * dest, const T * src ) {
262                return (T *)memcpy( dest, src, sizeof(T) );
263        } // memcpy
264
[4803a901]265        // CFA safe initialization/copy, i.e., implicit size specification, array types
[b9c04946]266        T * amemset( T dest[], char fill, size_t dim ) {
267                return (T *)(void *)memset( dest, fill, dim * sizeof(T) ); // C memset
268        } // amemset
[3ce0d440]269
[b9c04946]270        T * amemcpy( T dest[], const T src[], size_t dim ) {
[3ce0d440]271                return (T *)(void *)memcpy( dest, src, dim * sizeof(T) ); // C memcpy
[b9c04946]272        } // amemcpy
[3ce0d440]273} // distribution
[f3fc631f]274
[4803a901]275// CFA deallocation for multiple objects
[d4264e8]276static inline forall( T & )
[4803a901]277void free( T * ptr ) {
278        free( (void *)ptr );                                                            // C free
279} // free
[d4264e8]280static inline forall( T &, List ... | { void free( List ); } )
281void free( T * ptr, List rest ) {
[4803a901]282        free( ptr );
[94429f8]283        free( rest );
284} // free
285
[4803a901]286// CFA allocation/deallocation and constructor/destructor, non-array types
[d4264e8]287static inline forall( T & | sized(T), Parms ... | { void ?{}( T &, Parms ); } )
288T * new( Parms p ) {
[09ee131]289        return &(*(T *)malloc()){ p };                                          // run constructor
[94429f8]290} // new
291
[fd54fef]292static inline forall( T & | { void ^?{}( T & ); } )
[94429f8]293void delete( T * ptr ) {
[0f7a0ea]294        // special case for 0-sized object => always call destructor
295        if ( ptr || sizeof(ptr) == 0 ) {                                        // ignore null but not 0-sized objects
[94429f8]296                ^(*ptr){};                                                                              // run destructor
297        } // if
[4803a901]298        free( ptr );                                                                            // always call free
[94429f8]299} // delete
[d4264e8]300static inline forall( T &, List ... | { void ^?{}( T & ); void delete( List ); } )
301void delete( T * ptr, List rest ) {
[94429f8]302        delete( ptr );
303        delete( rest );
304} // delete
[627f585]305
[4803a901]306// CFA allocation/deallocation and constructor/destructor, array types
[d4264e8]307forall( T & | sized(T), Parms ... | { void ?{}( T &, Parms ); } ) T * anew( size_t dim, Parms p );
[fd54fef]308forall( T & | sized(T) | { void ^?{}( T & ); } ) void adelete( T arr[] );
[d4264e8]309forall( T & | sized(T) | { void ^?{}( T & ); }, List ... | { void adelete( List ); } ) void adelete( T arr[], List rest );
310
[54af365]311//---------------------------------------
312
[8f650f0]313// Check if all string characters are a specific kind, e.g., checkif( s, isblank )
314bool checkif( const char s[], int (* kind)( int ) );
315bool checkif( const char s[], int (* kind)( int, locale_t ), locale_t locale );
[6065b3aa]316
[bd85400]317//---------------------------------------
318
[57fc7d8]319static inline {
[76acb60]320        int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return (int)strtol( sptr, eptr, base ); }
321        unsigned int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return (unsigned int)strtoul( sptr, eptr, base ); }
322        long int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return strtol( sptr, eptr, base ); }
323        unsigned long int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return strtoul( sptr, eptr, base ); }
324        long long int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return strtoll( sptr, eptr, base ); }
325        unsigned long long int strto( const char sptr[], char * eptr[], int base ) { return strtoull( sptr, eptr, base ); }
326
327        float strto( const char sptr[], char * eptr[] ) { return strtof( sptr, eptr ); }
328        double strto( const char sptr[], char * eptr[] ) { return strtod( sptr, eptr ); }
329        long double strto( const char sptr[], char * eptr[] ) { return strtold( sptr, eptr ); }
[57fc7d8]330} // distribution
[e672372]331
[76acb60]332float _Complex strto( const char sptr[], char * eptr[] );
333double _Complex strto( const char sptr[], char * eptr[] );
334long double _Complex strto( const char sptr[], char * eptr[] );
335
[b5e725a]336ExceptionDecl( out_of_range );
337ExceptionDecl( invalid_argument );
[76acb60]338
339forall( T | { T strto( const char sptr[], char * eptr[], int ); } )
[54af365]340T convert( const char sptr[] );                                                 // integrals
341forall( T | { T strto( const char sptr[], char * eptr[] ); } )
342T convert( const char sptr[] );                                                 // floating-point (no base)
[bd85400]343
[57fc7d8]344static inline {
[e3fea42]345        int ato( const char sptr[] ) { return (int)strtol( sptr, 0p, 10 ); }
346        unsigned int ato( const char sptr[] ) { return (unsigned int)strtoul( sptr, 0p, 10 ); }
347        long int ato( const char sptr[] ) { return strtol( sptr, 0p, 10 ); }
348        unsigned long int ato( const char sptr[] ) { return strtoul( sptr, 0p, 10 ); }
349        long long int ato( const char sptr[] ) { return strtoll( sptr, 0p, 10 ); }
350        unsigned long long int ato( const char sptr[] ) { return strtoull( sptr, 0p, 10 ); }
351
352        float ato( const char sptr[] ) { return strtof( sptr, 0p ); }
353        double ato( const char sptr[] ) { return strtod( sptr, 0p ); }
354        long double ato( const char sptr[] ) { return strtold( sptr, 0p ); }
355
356        float _Complex ato( const char sptr[] ) { return strto( sptr, 0p ); }
357        double _Complex ato( const char sptr[] ) { return strto( sptr, 0p ); }
358        long double _Complex ato( const char sptr[] ) { return strto( sptr, 0p ); }
[57fc7d8]359} // distribution
[e672372]360
[bd85400]361//---------------------------------------
362
[fd54fef]363forall( E | { int ?<?( E, E ); } ) {
[3ce0d440]364        E * bsearch( E key, const E * vals, size_t dim );
365        size_t bsearch( E key, const E * vals, size_t dim );
366        E * bsearchl( E key, const E * vals, size_t dim );
367        size_t bsearchl( E key, const E * vals, size_t dim );
368        E * bsearchu( E key, const E * vals, size_t dim );
369        size_t bsearchu( E key, const E * vals, size_t dim );
370} // distribution
[9c47a47]371
[fd54fef]372forall( K, E | { int ?<?( K, K ); K getKey( const E & ); } ) {
[3ce0d440]373        E * bsearch( K key, const E * vals, size_t dim );
374        size_t bsearch( K key, const E * vals, size_t dim );
375        E * bsearchl( K key, const E * vals, size_t dim );
376        size_t bsearchl( K key, const E * vals, size_t dim );
377        E * bsearchu( K key, const E * vals, size_t dim );
378        size_t bsearchu( K key, const E * vals, size_t dim );
379} // distribution
[bd85400]380
[fd54fef]381forall( E | { int ?<?( E, E ); } ) {
[b9c04946]382        void qsort( E * vals, size_t dim );
383} // distribution
384
[bd85400]385//---------------------------------------
386
[bbe1a87]387extern "C" {                                                                                    // override C version
388        void srandom( unsigned int seed );
[4e7c0fc0]389        long int random( void );                                                        // GENERATES POSITIVE AND NEGATIVE VALUES
390        // For positive values, use unsigned int, e.g., unsigned int r = random() % 100U;
[bbe1a87]391} // extern "C"
392
393static inline {
[aa8e24c3]394        long int random( long int l, long int u ) { if ( u < l ) [u, l] = [l, u]; return lrand48() % (u - l + 1) + l; } // [l,u]
395        long int random( long int u ) { return random( 0, u - 1 ); } // [0,u)
[bbe1a87]396        unsigned long int random( void ) { return lrand48(); }
397        unsigned long int random( unsigned long int u ) { return lrand48() % u; } // [0,u)
[aa8e24c3]398        unsigned long int random( unsigned long int l, unsigned long int u ) { if ( u < l ) [u, l] = [l, u]; return lrand48() % (u - l + 1) + l; } // [l,u]
[bbe1a87]399
400        char random( void ) { return (unsigned long int)random(); }
[24d6572]401        char random( char u ) { return (unsigned long int)random( (unsigned long int)u ); } // [0,u)
[bbe1a87]402        char random( char l, char u ) { return random( (unsigned long int)l, (unsigned long int)u ); } // [l,u)
403        int random( void ) { return (long int)random(); }
[24d6572]404        int random( int u ) { return (long int)random( (long int)u ); } // [0,u]
[bbe1a87]405        int random( int l, int u ) { return random( (long int)l, (long int)u ); } // [l,u)
406        unsigned int random( void ) { return (unsigned long int)random(); }
[24d6572]407        unsigned int random( unsigned int u ) { return (unsigned long int)random( (unsigned long int)u ); } // [0,u]
[bbe1a87]408        unsigned int random( unsigned int l, unsigned int u ) { return random( (unsigned long int)l, (unsigned long int)u ); } // [l,u)
409} // distribution
410
411float random( void );                                                                   // [0.0, 1.0)
412double random( void );                                                                  // [0.0, 1.0)
413float _Complex random( void );                                                  // [0.0, 1.0)+[0.0, 1.0)i
414double _Complex random( void );                                                 // [0.0, 1.0)+[0.0, 1.0)i
415long double _Complex random( void );                                    // [0.0, 1.0)+[0.0, 1.0)i
[bd85400]416
417//---------------------------------------
418
[1959528]419// Sequential Pseudo Random-Number Generator : generate repeatable sequence of values that appear random.
420//
421// Declaration :
422//   PRNG sprng = { 1009 } - set starting seed versus random seed
[a892e61]423//
[1959528]424// Interface :
425//   set_seed( sprng, 1009 ) - set starting seed for ALL kernel threads versus random seed
426//   get_seed( sprng ) - read seed
427//   prng( sprng ) - generate random value in range [0,UINT_MAX]
428//   prng( sprng, u ) - generate random value in range [0,u)
429//   prng( sprng, l, u ) - generate random value in range [l,u]
430//   calls( sprng ) - number of generated random value so far
431//
432// Examples : generate random number between 5-21
433//   prng( sprng ) % 17 + 5;    values 0-16 + 5 = 5-21
434//   prng( sprng, 16 + 1 ) + 5;
435//   prng( sprng, 5, 21 );
436//   calls( sprng );
437
[8a97248]438forall( PRNG &, R )
439trait basic_prng {
[20cf96d]440        void set_seed( PRNG & prng, R seed );                           // set seed
441        R get_seed( PRNG & prng );                                                      // get seed
[d2ad151]442        R prng( PRNG & prng );
443        void ?{}( PRNG & prng );                                                        // random seed
[20cf96d]444        void ?{}( PRNG & prng, R seed );                                        // fixed seed
[d2ad151]445}; // basic_prng
446
[20cf96d]447static inline forall( PRNG &, R | basic_prng( PRNG, R ) | { R ?%?( R, R ); } ) {
[d2ad151]448        R prng( PRNG & prng, R u ) { return prng( prng ) % u; } // [0,u)
449}
[20cf96d]450static inline forall( PRNG &, R | basic_prng( PRNG, R ) | { R ?+?( R, R ); R ?-?( R, R ); R ?%?( R, R ); void ?{}( R &, one_t ); } ) {
[d2ad151]451        R prng( PRNG & prng, R l, R u ) { return prng( prng, u - l + (R){1} ) + l; } // [l,u]
452}
453
454struct PRNG32 {
[aa8e24c3]455        uint32_t callcnt;                                                                       // call count
456        uint32_t seed;                                                                          // current seed
[dd46fd3]457        PRNG_STATE_32_T state;                                                          // random state
[3770b87]458}; // PRNG32
[d2ad151]459
460static inline {
[261e107]461        void set_seed( PRNG32 & prng, uint32_t seed_ ) with( prng ) { seed = seed_; PRNG_SET_SEED_32( state, seed ); }
462        uint32_t get_seed( PRNG32 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { return seed; }
[5f31bf0]463        void ?{}( PRNG32 & prng, uint32_t seed ) with( prng ) { callcnt = 0; set_seed( prng, seed ); } // fixed seed
464        void ?{}( PRNG32 & prng ) with( prng ) { ?{}( prng, rdtscl() ); } // random seed
[dd46fd3]465        uint32_t prng( PRNG32 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { callcnt += 1; return PRNG_NAME_32( state ); } // [0,UINT_MAX]
[ac8b016]466        uint32_t prng( PRNG32 & prng, uint32_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng( prng ) % u; } // [0,u)
467        uint32_t prng( PRNG32 & prng, uint32_t l, uint32_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng( prng, u - l + 1 ) + l; } // [l,u]
[d2ad151]468        uint32_t calls( PRNG32 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { return callcnt; }
[3770b87]469        void copy( PRNG32 & dst, PRNG32 & src ) { dst = src; } // checkpoint PRNG state, use autogen assignment
[d2ad151]470} // distribution
[3770b87]471void ?{}( PRNG32 &, PRNG32 & ) = void;                                  // no copy, remove autogen copy constructor
472PRNG32 & ?=?( PRNG32 &, const PRNG32 ) = void;                  // no assignment, remove autogen assignment
[d2ad151]473
474struct PRNG64 {
475        uint64_t callcnt;                                                                       // call count
476        uint64_t seed;                                                                          // current seed
[dd46fd3]477        PRNG_STATE_64_T state;                                                          // random state
[3770b87]478}; // PRNG64
[aa8e24c3]479
480static inline {
[261e107]481        void set_seed( PRNG64 & prng, uint64_t seed_ ) with( prng ) { seed = seed_; PRNG_SET_SEED_64( state, seed ); }
482        uint64_t get_seed( PRNG64 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { return seed; }
[5f31bf0]483        void ?{}( PRNG64 & prng, uint64_t seed ) with( prng ) { callcnt = 0; set_seed( prng, seed ); } // fixed seed
484        void ?{}( PRNG64 & prng ) with( prng ) { ?{}( prng, rdtscl() ); } // random seed
[dd46fd3]485        uint64_t prng( PRNG64 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { callcnt += 1; return PRNG_NAME_64( state ); } // [0,UINT_MAX]
[ac8b016]486        uint64_t prng( PRNG64 & prng, uint64_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng( prng ) % u; } // [0,u)
487        uint64_t prng( PRNG64 & prng, uint64_t l, uint64_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng( prng, u - l + 1 ) + l; } // [l,u]
[d2ad151]488        uint64_t calls( PRNG64 & prng ) __attribute__(( warn_unused_result )) with( prng ) { return callcnt; }
[3770b87]489        void copy( PRNG64 & dst, PRNG64 & src ) { dst = src; } // checkpoint PRNG state, use autogen assignment
[aa8e24c3]490} // distribution
[3770b87]491void ?{}( PRNG64 &, PRNG64 & ) = void;                                  // no copy, remove autogen copy constructor
492PRNG64 & ?=?( PRNG64 &, const PRNG64 ) = void;                  // no assignment, remove autogen assignment
[aa8e24c3]493
[b5e725a]494// Set default random-generator size.
495#if defined( __x86_64__ ) || defined( __aarch64__ )             // 64-bit architecture
496#define PRNG PRNG64
497#else                                                                                                   // 32-bit architecture
498#define PRNG PRNG32
499#endif // __x86_64__
500
[1959528]501// Concurrent Pseudo Random-Number Generator : generate repeatable sequence of values that appear random.
502//
503// Interface :
504//   set_seed( 1009 ) - fixed seed for all kernel threads versus random seed
505//   get_seed() - read seed
506//   prng() - generate random value in range [0,UINT_MAX]
507//   prng( u ) - generate random value in range [0,u)
508//   prng( l, u ) - generate random value in range [l,u]
509//
510// Examples : generate random number between 5-21
511//   prng() % 17 + 5;   values 0-16 + 5 = 5-21
512//   prng( 16 + 1 ) + 5;
513//   prng( 5, 21 );
514
[d2ad151]515// Harmonize with concurrency/thread.hfa.
[d8bdf13]516void set_seed( size_t seed_ ) OPTIONAL_THREAD;                  // set global seed
517size_t get_seed() __attribute__(( warn_unused_result )); // get global seed
[20cf96d]518size_t prng( void ) __attribute__(( warn_unused_result )) OPTIONAL_THREAD; // [0,UINT_MAX]
[aa8e24c3]519static inline {
[20cf96d]520        size_t prng( size_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng() % u; } // [0,u)
521        size_t prng( size_t l, size_t u ) __attribute__(( warn_unused_result )) { return prng( u - l + 1 ) + l; } // [l,u]
[aa8e24c3]522} // distribution
523
524//---------------------------------------
525
[94429f8]526extern bool threading_enabled( void ) OPTIONAL_THREAD;
[2026bb6]527
[bd85400]528// Local Variables: //
529// mode: c //
530// tab-width: 4 //
531// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.