benchmarks/satcheck/trieber-stack/trieber-stack_unannotated.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         /* free_list is empty? */
  29         MODEL_ASSERT(0);
  30         return 0;
  31 }
  32
  33 /* Place this node index back on this thread's free list */
  34 static void reclaim(unsigned int node)
  35 {
  36         int i;
  37         int t = get_thread_num();
  38
  39         /* Don't reclaim NULL node */
  40         //MODEL_ASSERT(node);
  41
  42         for (i = 0; i < MAX_FREELIST; i++) {
  43                 /* Should never race with our own thread here */
  44                 unsigned int idx = load_64(&free_lists[t][i]);
  45
  46                 /* Found empty spot in free list */
  47                 if (idx == 0) {
  48                         store_64(&free_lists[t][i], node);
  49                         return;
  50                 }
  51         }
  52         /* free list is full? */
  53         MODEL_ASSERT(0);
  54 }
  55
  56 void init_stack(stack_t *s, int num_threads)
  57 {
  58         int i, j;
  59
  60         /* Initialize each thread's free list with INITIAL_FREE pointers */
  61         /* The actual nodes are initialized with poison indexes */
  62         free_lists = malloc(num_threads * sizeof(*free_lists));
  63         for (i = 0; i < num_threads; i++) {
  64                 for (j = 0; j < INITIAL_FREE; j++) {
  65                         free_lists[i][j] = 1 + i * MAX_FREELIST + j;
  66                         atomic_init(&s->nodes[free_lists[i][j]].next, MAKE_POINTER(POISON_IDX, 0));
  67                 }
  68         }
  69
  70         /* initialize stack */
  71         atomic_init(&s->top, MAKE_POINTER(0, 0));
  72 }
  73
  74 void push(stack_t *s, unsigned int val) {
  75         unsigned int nodeIdx = new_node();
  76         node_t *node = &s->nodes[nodeIdx];
  77         node->value = val;
  78         pointer oldTop, newTop;
  79         bool success;
  80         while (true) {
  81                 // acquire
  82                 oldTop = atomic_load_explicit(&s->top, acquire);
  83                 newTop = MAKE_POINTER(nodeIdx, get_count(oldTop) + 1);
  84                 // relaxed
  85                 store_64(&node->next, oldTop);
  86
  87                 // release & relaxed
  88                 success = rmw_64(CAS, &s->top, &oldTop, newTop);
  89                 if (success)
  90                         break;
  91         }
  92 }
  93
  94 unsigned int pop(stack_t *s)
  95 {
  96         pointer oldTop, newTop, next;
  97         node_t *node;
  98         bool success;
  99         int val;
 100         while (true) {
 101                 // acquire
 102                 oldTop = atomic_load_explicit(&s->top, acquire);
 103                 if (get_ptr(oldTop) == 0)
 104                         return 0;
 105                 node = &s->nodes[get_ptr(oldTop)];
 106                 // relaxed
 107                 next = atomic_load_explicit(&node->next, relaxed);
 108                 newTop = MAKE_POINTER(get_ptr(next), get_count(oldTop) + 1);
 109                 // release & relaxed
 110                 success = atomic_compare_exchange_strong_explicit(&s->top, &oldTop,
 111                         newTop, release, relaxed);
 112                 if (success)
 113                         break;
 114         }
 115         val = node->value;
 116         /* Reclaim the used slot */
 117         reclaim(get_ptr(oldTop));
 118         return val;
 119 }