Fixed use-after-free bug in VyukovMPMCCycleQueue internal buffer.
[libcds.git] / cds / intrusive / vyukov_mpmc_cycle_queue.h
index 1b049bf511162f0d4e1d72a6d5b83ea792bbfba5..709d69b27e90f7ecae3e2ad1e0dd1448d88282f3 100644 (file)
-//$$CDS-header$$
+/*
+    This file is a part of libcds - Concurrent Data Structures library
 
-#ifndef __CDS_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H
-#define __CDS_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H
+    (C) Copyright Maxim Khizhinsky (libcds.dev@gmail.com) 2006-2016
 
-#include <cds/intrusive/base.h>
+    Source code repo: http://github.com/khizmax/libcds/
+    Download: http://sourceforge.net/projects/libcds/files/
+    
+    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+    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_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H
+#define CDSLIB_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H
+
+#include <cds/intrusive/details/base.h>
 #include <cds/container/vyukov_mpmc_cycle_queue.h>
 
 namespace cds { namespace intrusive {
 
+    /// VyukovMPMCCycleQueue related definitions
+    /** @ingroup cds_intrusive_helper
+    */
+    namespace vyukov_queue {
+
+        /// VyukovMPMCCycleQueue traits
+        struct traits : public cds::container::vyukov_queue::traits
+        {
+            /// The functor used for dispose removed items. Default is \p opt::v::empty_disposer. This option is used only in \p clear()
+            typedef opt::v::empty_disposer  disposer;
+        };
+
+        /// Metafunction converting option list to \p vyukov_queue::traits
+        /**
+            Supported \p Options are:
+            - \p opt::buffer - an uninitialized buffer type for internal cyclic array. Possible types are:
+                \p opt::v::uninitialized_dynamic_buffer (the default), \p opt::v::uninitialized_static_buffer. The type of
+                element in the buffer is not important: it will be changed via \p rebind metafunction.
+            - \p opt::disposer - the functor used for dispose removed items. Default is \p opt::v::empty_disposer.
+                This option is used only in \p clear() member function.
+            - \p opt::item_counter - the type of item counting feature. Default is \p cds::atomicity::empty_item_counter (item counting disabled)
+                To enable item counting use \p cds::atomicity::item_counter
+            - \p opt::back_off - back-off strategy used. If the option is not specified, the \p cds::backoff::Default is used.
+            - \p opt::padding - padding for internal critical atomic data. Default is \p opt::cache_line_padding
+            - \p opt::memory_model - C++ memory ordering model. Can be \p opt::v::relaxed_ordering (relaxed memory model, the default)
+                or \p opt::v::sequential_consistent (sequentially consistent memory model).
+
+            Example: declare \p %VyukovMPMCCycleQueue with item counting and static internal buffer of size 1024:
+            \code
+            typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue< Foo,
+                typename cds::intrusive::vyukov_queue::make_traits<
+                    cds::opt::buffer< cds::opt::v::uninitialized_static_buffer< void *, 1024 >,
+                    cds::opt::item_counter< cds::atomicity::item_counter >
+                >::type
+            > myQueue;
+            \endcode
+        */
+        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< traits, Options... >::type
+                , Options...
+            >::type type;
+#   endif
+        };
+
+    } // namespace vyukov_queue
+
     /// Vyukov's MPMC bounded queue
     /** @ingroup cds_intrusive_queue
         This algorithm is developed by Dmitry Vyukov (see http://www.1024cores.net)
 
-        Implementation of intrusive version is based on non-intrusive class container::VyukovMPMCCycleQueue.
+        Implementation of intrusive version is based on container::VyukovMPMCCycleQueue.
 
         Template parameters:
         - \p T - type stored in queue.
-        - \p Options - queue's options
-
-        Options \p Options are:
-        - opt::buffer - buffer to store items. Mandatory option, see option description for full list of possible types.
-        - opt::item_counter - the type of item counting feature. Default is \ref atomicity::empty_item_counter
-        - opt::disposer - the functor used for dispose removed items. Default is opt::v::empty_disposer. This option is used
-            only in \ref clear function.
-        - opt::alignment - the alignment for internal queue data. Default is opt::cache_line_alignment
-        - opt::memory_model - C++ memory ordering model. Can be opt::v::relaxed_ordering (relaxed memory model, the default)
-            or opt::v::sequential_consistent (sequentially consisnent memory model).
+        - \p Traits - queue traits, default is \p vyukov_queue::traits. You can use \p vyukov_queue::make_traits
+            metafunction to make your traits or just derive your traits from \p %vyukov_queue::traits:
+            \code
+            struct myTraits: public cds::intrusive::vyukov_queue::traits {
+                typedef cds::atomicity::item_counter    item_counter;
+            };
+            typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue< Foo, myTraits > myQueue;
 
+            // Equivalent make_traits example:
+            typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue< cds::gc::HP, Foo,
+                typename cds::intrusive::vyukov_queue::make_traits<
+                    cds::opt::item_counter< cds::atomicity::item_counter >
+                >::type
+            > myQueue;
+            \endcode
 
         Instead of saving copy of enqueued data, the intrusive implementation stores pointer to passed data.
 
@@ -39,49 +122,48 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         };
 
         // Queue of Foo pointers, capacity is 1024, statically allocated buffer:
-        typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue<
-            Foo
-            ,cds::opt::buffer< cds::opt::v::static_buffer< Foo, 1024 > >
+        typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue< Foo,
+            typename cds::intrusive::vyukov_queue::make_traits<
+                cds::opt::buffer< cds::opt::v::uninitialized_static_buffer< Foo, 1024 > >
+            >::type
         > static_queue;
         static_queue    stQueue;
 
         // Queue of Foo pointers, capacity is 1024, dynamically allocated buffer:
-        typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue<
-            Foo
-            ,cds::opt::buffer< cds::opt::v::dynamic_buffer< Foo > >
-        > dynamic_queue;
+        struct queue_traits: public cds::intrusive::vyukov_queue::traits
+        {
+            typedef cds::opt::v::uninitialized_dynamic_buffer< Foo > buffer;
+        };
+        typedef cds::intrusive::VyukovMPMCCycleQueue< Foo, queue_traits > dynamic_queue;
         dynamic_queue    dynQueue( 1024 );
-
         \endcode
     */
-    template <typename T, CDS_DECL_OPTIONS6>
+    template <typename T, typename Traits = vyukov_queue::traits >
     class VyukovMPMCCycleQueue
-        : private container::VyukovMPMCCycleQueue< T *, CDS_OPTIONS6 >
+        : private container::VyukovMPMCCycleQueue< T*, Traits >
     {
         //@cond
-        typedef container::VyukovMPMCCycleQueue< T *, CDS_OPTIONS6 > base_class;
+        typedef container::VyukovMPMCCycleQueue< T*, Traits > base_class;
         //@endcond
     public:
-        typedef T value_type    ;   ///< type of data stored in the queue
-        typedef typename base_class::item_counter   item_counter    ;   ///< Item counter type
-        typedef typename base_class::memory_model   memory_model    ;   ///< Memory ordering. See cds::opt::memory_model option
-        typedef typename base_class::options::disposer disposer     ;   ///< Item disposer
-
-        //@cond
-        typedef typename base_class::options    options;
-        //@endcond
+        typedef T value_type;   ///< type of data to be stored in the queue
+        typedef Traits traits;  ///< Queue traits
+        typedef typename traits::item_counter item_counter; ///< Item counter type
+        typedef typename traits::memory_model memory_model; ///< Memory ordering. See cds::opt::memory_model option
+        typedef typename traits::disposer     disposer;     ///< Item disposer
+        typedef typename traits::back_off     back_off;     ///< back-off strategy
 
     public:
         /// Rebind template arguments
-        template <typename T2, CDS_DECL_OTHER_OPTIONS6>
+        template <typename T2, typename Traits2>
         struct rebind {
-            typedef VyukovMPMCCycleQueue< T2, CDS_OTHER_OPTIONS6> other   ;   ///< Rebinding result
+            typedef VyukovMPMCCycleQueue< T2, Traits2> other   ;   ///< Rebinding result
         };
 
     public:
         /// Constructs the queue of capacity \p nCapacity
         /**
-            For cds::opt::v::static_buffer the \p nCapacity parameter is ignored.
+            For \p cds::opt::v::uninitialized_static_buffer the \p nCapacity parameter is ignored.
         */
         VyukovMPMCCycleQueue( size_t nCapacity = 0 )
             : base_class( nCapacity )
@@ -89,7 +171,7 @@ namespace cds { namespace intrusive {
 
         /// Enqueues \p data to queue
         /**
-            Note that the intrusive queue stores pointer to \p data passed, not the copy of data.
+            @note The intrusive queue stores pointer to \p data passed, not the copy of \p data.
         */
         bool enqueue( value_type& data )
         {
@@ -98,7 +180,9 @@ namespace cds { namespace intrusive {
 
         /// Dequeues an item from queue
         /**
-            If queue is empty, returns \p NULL.
+            \p Traits::disposer is not called. You may manually delete the returned pointer.
+
+            If queue is empty, returns \p nullptr.
         */
         value_type * dequeue()
         {
@@ -106,13 +190,13 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             return base_class::dequeue( p ) ? p : nullptr;
         }
 
-        /// Synonym of \ref enqueue
+        /// Synonym for \p enqueue()
         bool push( value_type& data )
         {
             return enqueue( data );
         }
 
-        /// Synonym of \ref dequeue
+        /// Synonym for \p dequeue()
         value_type * pop()
         {
             return dequeue();
@@ -121,13 +205,12 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         /// Clears queue in lock-free manner.
         /**
             \p f parameter is a functor to dispose removed items.
-            The interface of \p DISPOSER is:
+            The interface of \p Disposer is:
             \code
             struct myDisposer {
                 void operator ()( T * val );
             };
             \endcode
-            You can pass \p disposer by reference using \p boost::ref.
             The disposer will be called immediately for each item.
         */
         template <typename Disposer>
@@ -135,13 +218,13 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         {
             value_type * pv;
             while ( (pv = pop()) != nullptr ) {
-                unref(f)( pv );
+                f( pv );
             }
         }
 
         /// Clears the queue
         /**
-            This function uses the disposer that is specified in \p Options.
+            This function uses the disposer that is specified in \p Traits.
         */
         void clear()
         {
@@ -154,18 +237,17 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             return base_class::empty();
         }
 
-
         /// Returns queue's item count
         /**
-            The value returned depends on opt::item_counter option. For atomicity::empty_item_counter,
-            this function always returns 0.
+            The value returned depends on \p vyukov_queue::traits::item_counter option.
+            For \p atomicity::empty_item_counter, this function always returns 0.
         */
         size_t size() const
         {
             return base_class::size();
         }
 
-        /// Returns capacity of cyclic buffer
+        /// Returns capacity of the queue
         size_t capacity() const
         {
             return base_class::capacity();
@@ -173,4 +255,4 @@ namespace cds { namespace intrusive {
     };
 }}  // namespace cds::intrusive
 
-#endif // #ifndef __CDS_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H
+#endif // #ifndef CDSLIB_INTRUSIVE_VYUKOV_MPMC_CYCLE_QUEUE_H