source: tests/concurrency/examples/quickSort.cfa

Last change on this file was 40002c5, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 4 months ago

update command-line processing

  • Property mode set to 100644
File size: 7.0 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2017 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//
7// quickSort.c -- In-place concurrent quick-sort: threads are created to partition to a specific depth, then sequential
8//              recursive-calls are use to sort each partition.
9//
10// Author           : Peter A. Buhr
11// Created On       : Wed Dec  6 12:15:52 2017
12// Last Modified By : Peter A. Buhr
13// Last Modified On : Mon Jan  1 12:07:59 2024
14// Update Count     : 188
15//
16
17#include <fstream.hfa>                                                                  // sin/sout
18#include <stdlib.hfa>                                                                   // convert
19#include <thread.hfa>
20#include <math.hfa>                                                                             // sqrt
21#include <string.h>                                                                             // strcmp
22
23thread Quicksort {
24        int * values;                                                                           // communication variables
25        int low, high, depth;
26};
27
28void ?{}( Quicksort & qs, int values[], int size, int depth ) {
29        qs.[values, low, high, depth] = [values, 0, size, depth];
30} // Quicksort
31
32void main( Quicksort & qs ) {                                                   // thread starts here
33        // nested routines: information hiding
34
35        void ?{}( Quicksort & qs, int values[], int low, int high, int depth ) {
36                qs.values = values;  qs.low = low;  qs.high = high;  qs.depth = depth;
37        } // Quicksort
38
39        void sort( int values[], int low, int high, int depth ) {
40                int left, right;                                                                // index to left/right-hand side of the values
41                int pivot;                                                                              // pivot value of values
42                int swap;                                                                               // temporary
43
44                //verify();                                                                             // check for stack overflow due to recursion
45
46                // partition while 2 or more elements in the array
47                if ( low < high ) {
48                        pivot = values[low + ( high - low ) / 2];
49                        left  = low;
50                        right = high;
51
52                        // partition: move values less < pivot before the pivot and values > pivot after the pivot
53                        do {
54                                while ( values[left] < pivot ) left += 1; // changed values[left] < pivot
55                                while ( pivot < values[right] ) right -= 1;
56                                if ( left <= right ) {
57                                        swap = values[left];                            // interchange values
58                                        values[left]  = values[right];
59                                        values[right] = swap;
60                                        left += 1;
61                                        right -= 1;
62                                } // if
63                        } while ( left <= right );
64
65                        // restrict number of tasks to slightly greater than number of processors
66                        if ( depth > 0 ) {
67                                depth -= 1;
68                                Quicksort lqs = { values, low, right, depth }; // concurrently sort lower half
69                                Quicksort rqs = { values, left, high, depth }; // concurrently sort upper half
70                                // Quicksort lqs = { values, low, right, depth }; // concurrently sort lower half
71                                // sort( values, left, high, depth );           // concurrently sort upper half
72                        } else {
73                                sort( values, low, right, 0 );                  // sequentially sort lower half
74                                sort( values, left, high, 0 );                  // sequentially sort upper half
75                        } // if
76                } // if
77        } // sort
78
79        with( qs ) {
80                sort( values, low, high, depth );
81        } // with
82} // main
83
84// convert(...) throws out_of_range or invalid_argument
85ExceptionDecl( cmd_error );
86
87int main( int argc, char * argv[] ) {
88        ifstream unsortedfile = sin;                                            // default values
89        ofstream sortedfile = sout;
90        // Must be signed because of the conversion routine.
91        intmax_t depth = 0;
92        intmax_t size = -1;                                                                     // -1 means time mode not activated
93
94        try {
95                if ( 1 < argc && strcmp( argv[1], "-t" ) == 0 ) { // time mode ?
96                        choose ( argc ) {
97                          case 4:
98                                depth = convert( argv[3] );                             // invalid integer ?
99                                if ( depth < 0 ) throw ExceptionInst( cmd_error );
100                                fallthrough;
101                          case 3:
102                                size = convert( argv[2] );                              // invalid integer ?
103                                if ( size < 0 ) throw ExceptionInst( cmd_error );
104                          default:                                                                      // wrong number of options
105                                throw ExceptionInst( cmd_error );
106                        } // choose
107                } else {                                                                                // sort file
108                        choose ( argc ) {
109                          case 4:
110                                depth = convert( argv[3] );                             // invalid integer ?
111                                if ( depth < 0 ) throw ExceptionInst( cmd_error );
112                                fallthrough;
113                          case 3: case 2:
114                                if ( strcmp( argv[1], "d" ) != 0 ) {
115                                        try {                                                           // open input file first as output creates file
116                                                open( unsortedfile, argv[1] );
117                                        } catch( open_failure * ) {                     // open failed ?
118                                                serr | "Error! Could not open unsorted input file \"" | argv[1] | "\"";
119                                                throw ExceptionInst( cmd_error );
120                                        } // try
121                                } // if
122                                if ( argc > 2 && strcmp( argv[2], "d" ) != 0 ) {
123                                        try {
124                                                open( sortedfile, argv[2] );
125                                        } catch( open_failure * ) {                     // open failed ?
126                                                serr | "Error! Could not open sorted output file \"" | argv[2] | "\"";
127                                                throw ExceptionInst( cmd_error );
128                                        } // try
129                                } // if
130                                fallthrough;
131                          case 1: ;                                                                     // defaults
132                          default:                                                                      // wrong number of options
133                                throw ExceptionInst( cmd_error );
134                        } // choose
135                } // if
136        } catch( exception_t * ) {                                                      // catch any
137                exit | "Usage: " | argv[0] |                                    // TERMINATE
138                        " ( [ unsorted-file | 'd' [ sorted-file | 'd' [ depth (>= 0) ] ] ]"
139                        " | -t size (>= 0) [ depth (>= 0) ] )";
140        } //  try
141
142        enum { ValuesPerLine = 22 };                                            // number of values printed per line
143
144        sortedfile | nlOff;                                                                     // turn off auto newline
145
146        if ( size == -1 ) {                                                                     // generate output ?
147                for () {
148                        unsortedfile | size;                                            // read number of elements in the list
149                  if ( eof( unsortedfile ) ) break;
150
151                        int * values = aalloc( size );                          // values to be sorted, too large to put on stack
152                        for ( counter; size ) {                                         // read unsorted numbers
153                                unsortedfile | values[counter];
154                                if ( counter != 0 && counter % ValuesPerLine == 0 ) sortedfile | nl | "  ";
155                                sortedfile | values[counter];
156                                if ( counter < size - 1 && (counter + 1) % ValuesPerLine != 0 ) sortedfile | ' ';
157                        } // for
158                        sortedfile | nl;
159
160                        if ( size > 0 ) {                                                       // values to sort ?
161                                Quicksort QS = { values, size - 1, 0 }; // sort values
162                        } // wait until sort tasks terminate
163                        for ( counter; size ) {                                         // print sorted list
164                                if ( counter != 0 && counter % ValuesPerLine == 0 ) sortedfile | nl | "  ";
165                                sortedfile | values[counter];
166                                if ( counter < size - 1 && (counter + 1) % ValuesPerLine != 0 ) sortedfile | ' ';
167                        } // for
168                        sortedfile | nl | nl;
169
170                        delete( values );
171                } // for
172        } else {                                                                                        // timing
173                PRNG prng;                                                                             
174                processor processors[ (1 << depth) - 1 ] __attribute__(( unused )); // create 2^depth-1 kernel threads
175                int * values = aalloc( size );                                  // values to be sorted, too large to put on stack
176
177                for ( counter; size ) {                                                 // generate unsorted numbers
178                        values[counter] = size - counter;                       // descending values
179                } // for
180
181                unsigned int times = sqrt( size );
182                for ( unsigned int counter = 0; counter < times; counter += 1 ) {
183                        swap( values[0], values[prng(size)] );          // randomize unsorted numbers
184                } // for
185                {
186                        Quicksort QS = { values, size - 1, depth }; // sort values
187                } // wait until sort tasks terminate
188
189                // for ( counter; size - 1 ) {                          // check sorting
190                //      if ( values[counter] > values[counter + 1] ) abort();
191                // } // for
192
193                delete( values );
194        } // if
195} // main
196
197// for depth in 0 1 2 3 4 5 ; do echo "sort 500000000 values with ${depth} depth" ; time -f "%Uu %Ss %E %Mkb" a.out -t 500000000 ${depth} ; done
198
199// Local Variables: //
200// tab-width: 4 //
201// compile-command: "cfa quickSort.cfa" //
202// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.