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[libcds.git] / cds / container / fcqueue.h
index b9eb75b80038621a0ef7429ec380edb13fede296..7da19de89d310d8c82c2dd47d61df9ce4fd011c9 100644 (file)
@@ -1,7 +1,35 @@
-//$$CDS-header$$
+/*
+    This file is a part of libcds - Concurrent Data Structures library
 
-#ifndef __CDS_CONTAINER_FCQUEUE_H
-#define __CDS_CONTAINER_FCQUEUE_H
+    (C) Copyright Maxim Khizhinsky (libcds.dev@gmail.com) 2006-2016
+
+    Source code repo: http://github.com/khizmax/libcds/
+    Download: http://sourceforge.net/projects/libcds/files/
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+    modification, are permitted provided that the following conditions are met:
+
+    * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this
+      list of conditions and the following disclaimer.
+
+    * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright notice,
+      this list of conditions and the following disclaimer in the documentation
+      and/or other materials provided with the distribution.
+
+    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
+    AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
+    IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
+    DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
+    FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
+    DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR
+    SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER
+    CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
+    OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
+    OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+*/
+
+#ifndef CDSLIB_CONTAINER_FCQUEUE_H
+#define CDSLIB_CONTAINER_FCQUEUE_H
 
 #include <cds/algo/flat_combining.h>
 #include <cds/algo/elimination_opt.h>
@@ -47,35 +75,29 @@ namespace cds { namespace container {
         };
 
         /// FCQueue type traits
-        struct type_traits: public cds::algo::flat_combining::type_traits
+        struct traits: public cds::algo::flat_combining::traits
         {
             typedef empty_stat      stat;   ///< Internal statistics
-            static CDS_CONSTEXPR_CONST bool enable_elimination = false; ///< Enable \ref cds_elimination_description "elimination"
+            static CDS_CONSTEXPR const bool enable_elimination = false; ///< Enable \ref cds_elimination_description "elimination"
         };
 
         /// Metafunction converting option list to traits
         /**
-            This is a wrapper for <tt> cds::opt::make_options< type_traits, Options...> </tt>
             \p Options are:
-            - \p opt::lock_type - mutex type, default is \p cds::lock::Spin
-            - \p opt::back_off - back-off strategy, defalt is \p cds::backoff::Default
-            - \p opt::allocator - allocator type, default is \ref CDS_DEFAULT_ALLOCATOR
-            - \p opt::stat - internal statistics, possible type: \ref stat, \ref empty_stat (the default)
-            - \p opt::memory_model - C++ memory ordering model.
-                List of all available memory ordering see opt::memory_model.
-                Default if cds::opt::v:relaxed_ordering
+            - any \p cds::algo::flat_combining::make_traits options
+            - \p opt::stat - internal statistics, possible type: \p fcqueue::stat, \p fcqueue::empty_stat (the default)
             - \p opt::enable_elimination - enable/disable operation \ref cds_elimination_description "elimination"
                 By default, the elimination is disabled. For queue, the elimination is possible if the queue
                 is empty.
         */
-        template <CDS_DECL_OPTIONS8>
+        template <typename... Options>
         struct make_traits {
 #   ifdef CDS_DOXYGEN_INVOKED
             typedef implementation_defined type ;   ///< Metafunction result
 #   else
             typedef typename cds::opt::make_options<
-                typename cds::opt::find_type_traits< type_traits, CDS_OPTIONS8 >::type
-                ,CDS_OPTIONS8
+                typename cds::opt::find_type_traits< traits, Options... >::type
+                ,Options...
             >::type   type;
 #   endif
         };
@@ -93,12 +115,12 @@ namespace cds { namespace container {
         Template parameters:
         - \p T - a value type stored in the queue
         - \p Queue - sequential queue implementation, default is \p std::queue<T>
-        - \p Trats - type traits of flat combining, default is \p fcqueue::type_traits.
-            \p fcqueue::make_traits metafunction can be used to construct specialized \p %type_traits
+        - \p Trats - type traits of flat combining, default is \p fcqueue::traits.
+            \p fcqueue::make_traits metafunction can be used to construct \p %fcqueue::traits specialization.
     */
     template <typename T,
         class Queue = std::queue<T>,
-        typename Traits = fcqueue::type_traits
+        typename Traits = fcqueue::traits
     >
     class FCQueue
 #ifndef CDS_DOXYGEN_INVOKED
@@ -108,17 +130,17 @@ namespace cds { namespace container {
     public:
         typedef T           value_type;     ///< Value type
         typedef Queue       queue_type;     ///< Sequential queue class
-        typedef Traits      type_traits;    ///< Queue type traits
+        typedef Traits      traits;         ///< Queue type traits
 
-        typedef typename type_traits::stat  stat;   ///< Internal statistics type
-        static CDS_CONSTEXPR_CONST bool c_bEliminationEnabled = type_traits::enable_elimination; ///< \p true if elimination is enabled
+        typedef typename traits::stat  stat;   ///< Internal statistics type
+        static CDS_CONSTEXPR const bool c_bEliminationEnabled = traits::enable_elimination; ///< \p true if elimination is enabled
 
     protected:
         //@cond
         /// Queue operation IDs
         enum fc_operation {
             op_enq = cds::algo::flat_combining::req_Operation, ///< Enqueue
-            op_enq_move,   ///< Enqueue (move semantics)
+            op_enq_move,    ///< Enqueue (move semantics)
             op_deq,         ///< Dequeue
             op_clear        ///< Clear
         };
@@ -135,12 +157,12 @@ namespace cds { namespace container {
         //@endcond
 
         /// Flat combining kernel
-        typedef cds::algo::flat_combining::kernel< fc_record, type_traits > fc_kernel;
+        typedef cds::algo::flat_combining::kernel< fc_record, traits > fc_kernel;
 
     protected:
         //@cond
-        fc_kernel   m_FlatCombining;
-        queue_type  m_Queue;
+        mutable fc_kernel m_FlatCombining;
+        queue_type        m_Queue;
         //@endcond
 
     public:
@@ -164,7 +186,7 @@ namespace cds { namespace container {
         */
         bool enqueue( value_type const& val )
         {
-            fc_record * pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
+            auto pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
             pRec->pValEnq = &val;
 
             if ( c_bEliminationEnabled )
@@ -172,7 +194,7 @@ namespace cds { namespace container {
             else
                 m_FlatCombining.combine( op_enq, pRec, *this );
 
-            assert( pRec->is_done() );
+            assert( pRec->is_done());
             m_FlatCombining.release_record( pRec );
             m_FlatCombining.internal_statistics().onEnqueue();
             return true;
@@ -184,14 +206,13 @@ namespace cds { namespace container {
             return enqueue( val );
         }
 
-#   ifdef CDS_MOVE_SEMANTICS_SUPPORT
         /// Inserts a new element at the end of the queue (move semantics)
         /**
             \p val is moved to inserted element
         */
         bool enqueue( value_type&& val )
         {
-            fc_record * pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
+            auto pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
             pRec->pValEnq = &val;
 
             if ( c_bEliminationEnabled )
@@ -199,7 +220,7 @@ namespace cds { namespace container {
             else
                 m_FlatCombining.combine( op_enq_move, pRec, *this );
 
-            assert( pRec->is_done() );
+            assert( pRec->is_done());
             m_FlatCombining.release_record( pRec );
 
             m_FlatCombining.internal_statistics().onEnqMove();
@@ -211,7 +232,6 @@ namespace cds { namespace container {
         {
             return enqueue( val );
         }
-#   endif
 
         /// Removes the next element from the queue
         /**
@@ -219,7 +239,7 @@ namespace cds { namespace container {
         */
         bool dequeue( value_type& val )
         {
-            fc_record * pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
+            auto pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
             pRec->pValDeq = &val;
 
             if ( c_bEliminationEnabled )
@@ -227,7 +247,7 @@ namespace cds { namespace container {
             else
                 m_FlatCombining.combine( op_deq, pRec, *this );
 
-            assert( pRec->is_done() );
+            assert( pRec->is_done());
             m_FlatCombining.release_record( pRec );
 
             m_FlatCombining.internal_statistics().onDequeue( pRec->bEmpty );
@@ -243,14 +263,14 @@ namespace cds { namespace container {
         /// Clears the queue
         void clear()
         {
-            fc_record * pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
+            auto pRec = m_FlatCombining.acquire_record();
 
             if ( c_bEliminationEnabled )
                 m_FlatCombining.batch_combine( op_clear, pRec, *this );
             else
                 m_FlatCombining.combine( op_clear, pRec, *this );
 
-            assert( pRec->is_done() );
+            assert( pRec->is_done());
             m_FlatCombining.release_record( pRec );
         }
 
@@ -271,8 +291,10 @@ namespace cds { namespace container {
         */
         bool empty() const
         {
-            m_FlatCombining.wait_while_combining();
-            return m_Queue.empty();
+            bool bRet = false;
+            auto const& queue = m_Queue;
+            m_FlatCombining.invoke_exclusive( [&queue, &bRet]() { bRet = queue.empty(); } );
+            return bRet;
         }
 
         /// Internal statistics
@@ -293,45 +315,51 @@ namespace cds { namespace container {
         {
             assert( pRec );
 
-            switch ( pRec->op() ) {
+            // this function is called under FC mutex, so switch TSan off
+            CDS_TSAN_ANNOTATE_IGNORE_RW_BEGIN;
+
+            switch ( pRec->op()) {
             case op_enq:
                 assert( pRec->pValEnq );
-                m_Queue.push( *(pRec->pValEnq ) );
+                m_Queue.push( *(pRec->pValEnq ));
                 break;
-#       ifdef CDS_MOVE_SEMANTICS_SUPPORT
             case op_enq_move:
                 assert( pRec->pValEnq );
-                m_Queue.push( std::move( *(pRec->pValEnq )) );
+                m_Queue.push( std::move( *(pRec->pValEnq )));
                 break;
-#       endif
             case op_deq:
                 assert( pRec->pValDeq );
                 pRec->bEmpty = m_Queue.empty();
                 if ( !pRec->bEmpty ) {
-                    *(pRec->pValDeq) = m_Queue.front();
+                    *(pRec->pValDeq) = std::move( m_Queue.front());
                     m_Queue.pop();
                 }
                 break;
             case op_clear:
-                while ( !m_Queue.empty() )
+                while ( !m_Queue.empty())
                     m_Queue.pop();
                 break;
             default:
                 assert(false);
                 break;
             }
+            CDS_TSAN_ANNOTATE_IGNORE_RW_END;
         }
 
         /// Batch-processing flat combining
         void fc_process( typename fc_kernel::iterator itBegin, typename fc_kernel::iterator itEnd )
         {
             typedef typename fc_kernel::iterator fc_iterator;
+
+            // this function is called under FC mutex, so switch TSan off
+            CDS_TSAN_ANNOTATE_IGNORE_RW_BEGIN;
+
             for ( fc_iterator it = itBegin, itPrev = itEnd; it != itEnd; ++it ) {
-                switch ( it->op() ) {
+                switch ( it->op()) {
                 case op_enq:
                 case op_enq_move:
                 case op_deq:
-                    if ( m_Queue.empty() ) {
+                    if ( m_Queue.empty()) {
                         if ( itPrev != itEnd && collide( *itPrev, *it ))
                             itPrev = itEnd;
                         else
@@ -340,6 +368,7 @@ namespace cds { namespace container {
                     break;
                 }
             }
+            CDS_TSAN_ANNOTATE_IGNORE_RW_END;
         }
         //@endcond
 
@@ -347,7 +376,7 @@ namespace cds { namespace container {
         //@cond
         bool collide( fc_record& rec1, fc_record& rec2 )
         {
-            switch ( rec1.op() ) {
+            switch ( rec1.op()) {
                 case op_enq:
                     if ( rec2.op() == op_deq ) {
                         assert(rec1.pValEnq);
@@ -357,7 +386,6 @@ namespace cds { namespace container {
                         goto collided;
                     }
                     break;
-#       ifdef CDS_MOVE_SEMANTICS_SUPPORT
                 case op_enq_move:
                     if ( rec2.op() == op_deq ) {
                         assert(rec1.pValEnq);
@@ -367,13 +395,10 @@ namespace cds { namespace container {
                         goto collided;
                     }
                     break;
-#       endif
                 case op_deq:
-                    switch ( rec2.op() ) {
+                    switch ( rec2.op()) {
                     case op_enq:
-#       ifdef CDS_MOVE_SEMANTICS_SUPPORT
                     case op_enq_move:
-#       endif
                         return collide( rec2, rec1 );
                     }
             }
@@ -390,4 +415,4 @@ namespace cds { namespace container {
     };
 }} // namespace cds::container
 
-#endif // #ifndef __CDS_CONTAINER_FCQUEUE_H
+#endif // #ifndef CDSLIB_CONTAINER_FCQUEUE_H