source: tests/concurrency/lockfree_stack.cfa

Last change on this file was 37b2c2c, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 11 months ago

update lockfree stack with double-wide CAS

  • Property mode set to 100644
File size: 2.4 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2022 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// lockfree_stack.cfa --
8//
9// Author           : Peter A. Buhr
10// Created On       : Thu May 25 15:36:50 2023
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Fri Jun  9 14:01:07 2023
13// Update Count     : 68
14//
15
16#include <thread.hfa>
17#include <atomic.hfa>                                                                   // CASV
18#include <fstream.hfa>
19
20struct Node;                                                                                    // forward declaration
21union Link {
22        struct {                                                                                        // 32/64-bit x 2
23                Node * volatile top;                                                    // pointer to stack top
24                uintptr_t count;                                                                // count each push
25        };
26        #if defined( __SIZEOF_INT128__ )
27        __int128 atom;                                                                          // gcc, 128-bit integer
28        #else
29        int64_t atom;
30        #endif // __SIZEOF_INT128__
31};
32
33struct Node {
34        // resource data
35        Link next;                                                                                      // pointer to next node/count (resource)
36};
37struct Stack {
38        Link stack;
39};
40
41void push( Stack & s, Node & n ) with(s) {
42        n.next = stack;                                                                         // atomic assignment unnecessary
43        for () {                                                                                        // busy wait
44                Link temp{ &n, n.next.count + 1 };
45                if ( CASV( s.stack.atom, n.next.atom, temp.atom ) ) break; // attempt to update top node
46        }
47}
48
49Node * pop( Stack & s ) with(s) {
50        Link t = stack;                                                                         // atomic assignment unnecessary
51        for () {                                                                                        // busy wait
52                if ( t.top == NULL ) return NULL;                               // empty stack ?
53                Link temp{ t.top->next.top, t.count };
54                if ( CASV( stack.atom, t.atom, temp.atom ) ) return t.top; // attempt to update top node
55        }
56}
57void ?{}( Stack & s ) with(s) { stack.atom = 0; }
58
59Stack stack;                                                                                    // global stack
60
61enum { Times = 2_000_000 };
62
63thread Worker {};
64void main( Worker & w ) {
65        for ( i; Times ) {
66                Node & n = *pop( stack );                                               // pop any node
67                assert( &n != NULL );
68                n.next.top = 0p;                                                                // scrub fields
69                n.next.count = 0;
70                //yield( rand() % 3 );
71                push( stack, n );                                                               // push it back
72        }
73}
74
75int main() {
76        enum { N = 8 };                                                                         // kernel threads
77        processor p[N - 1];                                                                     // add kernel threads
78
79        for ( i; N ) {                                                                          // push N values on stack
80                push( stack, *(Node *)new() );                                  // must be 16-byte aligned
81        }
82        {
83                Worker workers[N];                                                              // run test
84        }
85        for ( i; N ) {                                                                          // pop N nodes from list
86                free( pop( stack ) );
87        }
88        sout | "done";                                                                          // non-empty .expect file
89}
90
91// Local Variables: //
92// compile-command: "cfa -g -O3 lockfree_stack.cfa" //
93// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.