benchmarks/satcheck/trieber-stack/trieber-stack.c

   1 #include <threads.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 // #include "librace.h"
   4 #include "model-assert.h"
   5 #include "libinterface.h"
   6
   7 #include "trieber_stack.h"
   8
   9 #define MAX_FREELIST 4 /* Each thread can own up to MAX_FREELIST free nodes */
  10 #define INITIAL_FREE 2 /* Each thread starts with INITIAL_FREE free nodes */
  11
  12 #define POISON_IDX 0x666
  13
  14 static unsigned int (*free_lists)[MAX_FREELIST];
  15
  16 /* Search this thread's free list for a "new" node */
  17 static unsigned int new_node()
  18 {
  19         int i;
  20         int t = get_thread_num();
  21         for (i = 0; i < MAX_FREELIST; i++) {
  22                 unsigned int node = load_64(&free_lists[t][i]);
  23                 if (node) {
  24                         store_64(&free_lists[t][i], 0);
  25                         return node;
  26                 }
  27         }
  28         return 0;
  29 }
  30
  31 /* Place this node index back on this thread's free list */
  32 static void reclaim(unsigned int node)
  33 {
  34         int i;
  35         int t = get_thread_num();
  36
  37         /* Don't reclaim NULL node */
  38         //MODEL_ASSERT(node);
  39
  40         for (i = 0; i < MAX_FREELIST; i++) {
  41                 /* Should never race with our own thread here */
  42                 unsigned int idx = load_64(&free_lists[t][i]);
  43
  44                 /* Found empty spot in free list */
  45                 if (idx == 0) {
  46                         store_64(&free_lists[t][i], node);
  47                         return;
  48                 }
  49         }
  50         /* free list is full? */
  51         MODEL_ASSERT(0);
  52 }
  53
  54 void init_stack(stack_t *s, int num_threads)
  55 {
  56         int i, j;
  57
  58         /* Initialize each thread's free list with INITIAL_FREE pointers */
  59         /* The actual nodes are initialized with poison indexes */
  60         free_lists = malloc(num_threads * sizeof(*free_lists));
  61         for (i = 0; i < num_threads; i++) {
  62                 for (j = 0; j < INITIAL_FREE; j++) {
  63                         free_lists[i][j] = 1 + i * MAX_FREELIST + j;
  64                         atomic_init(&s->nodes[free_lists[i][j]].next, MAKE_POINTER(POISON_IDX, 0));
  65                 }
  66         }
  67
  68         /* initialize stack */
  69         atomic_init(&s->top, MAKE_POINTER(0, 0));
  70 }
  71
  72 void push(stack_t *s, unsigned int val) {
  73         unsigned int nodeIdx = new_node();
  74         node_t *node = &s->nodes[nodeIdx];
  75         node->value = val;
  76         pointer oldTop, newTop;
  77         bool success;
  78         while (true) {
  79                 // acquire
  80                 oldTop = atomic_load_explicit(&s->top, acquire);
  81                 newTop = MAKE_POINTER(nodeIdx, get_count(oldTop) + 1);
  82                 // relaxed
  83                 atomic_store_explicit(&node->next, oldTop, relaxed);
  84
  85                 // release & relaxed
  86                 success = atomic_compare_exchange_strong_explicit(&s->top, &oldTop,
  87                         newTop, release, relaxed);
  88                 if (success)
  89                         break;
  90         }
  91 }
  92
  93 unsigned int pop(stack_t *s)
  94 {
  95         pointer oldTop, newTop, next;
  96         node_t *node;
  97         bool success;
  98         int val;
  99         while (true) {
 100                 // acquire
 101                 oldTop = atomic_load_explicit(&s->top, acquire);
 102                 if (get_ptr(oldTop) == 0)
 103                         return 0;
 104                 node = &s->nodes[get_ptr(oldTop)];
 105                 // relaxed
 106                 next = atomic_load_explicit(&node->next, relaxed);
 107                 newTop = MAKE_POINTER(get_ptr(next), get_count(oldTop) + 1);
 108                 // release & relaxed
 109                 success = atomic_compare_exchange_strong_explicit(&s->top, &oldTop,
 110                         newTop, release, relaxed);
 111                 if (success)
 112                         break;
 113         }
 114         val = node->value;
 115         /* Reclaim the used slot */
 116         reclaim(get_ptr(oldTop));
 117         return val;
 118 }