gcc/testsuite/gcc.dg/di-sync-multithread.c

   1 /* { dg-do run } */
   2 /* { dg-require-effective-target sync_longlong } */
   3 /* { dg-require-effective-target pthread_h } */
   4 /* { dg-require-effective-target pthread } */
   5 /* { dg-options "-pthread -std=gnu99" } */
   6
   7 /* test of long long atomic ops performed in parallel in 3 pthreads
   8    david.gilbert@linaro.org */
   9
  10 #include <pthread.h>
  11 #include <unistd.h>
  12
  13 /*#define DEBUGIT 1 */
  14
  15 #ifdef DEBUGIT
  16 #include <stdio.h>
  17
  18 #define DOABORT(x,...) {\
  19          fprintf (stderr, x, __VA_ARGS__); fflush (stderr); abort ();\
  20          }
  21
  22 #else
  23
  24 #define DOABORT(x,...) abort ();
  25
  26 #endif
  27
  28 /* Passed to each thread to describe which bits it is going to work on.  */
  29 struct threadwork {
  30   unsigned long long count; /* incremented each time the worker loops.  */
  31   unsigned int thread;    /* ID */
  32   unsigned int addlsb;    /* 8 bit */
  33   unsigned int logic1lsb; /* 5 bit */
  34   unsigned int logic2lsb; /* 8 bit */
  35 };
  36
  37 /* The shared word where all the atomic work is done.  */
  38 static volatile long long workspace;
  39
  40 /* A shared word to tell the workers to quit when non-0.  */
  41 static long long doquit;
  42
  43 extern void abort (void);
  44
  45 /* Note this test doesn't test the return values much.  */
  46 void*
  47 worker (void* data)
  48 {
  49   struct threadwork *tw = (struct threadwork*)data;
  50   long long add1bit = 1ll << tw->addlsb;
  51   long long logic1bit = 1ll << tw->logic1lsb;
  52   long long logic2bit = 1ll << tw->logic2lsb;
  53
  54   /* Clear the bits we use.  */
  55   __sync_and_and_fetch (&workspace, ~(0xffll * add1bit));
  56   __sync_fetch_and_and (&workspace, ~(0x1fll * logic1bit));
  57   __sync_fetch_and_and (&workspace, ~(0xffll * logic2bit));
  58
  59   do
  60     {
  61       long long tmp1, tmp2, tmp3;
  62       /* OK, lets try and do some stuff to the workspace - by the end
  63          of the main loop our area should be the same as it is now - i.e. 0.  */
  64
  65       /* Push the arithmetic section upto 128 - one of the threads will
  66          case this to carry accross the 32bit boundary.  */
  67       for (tmp2 = 0; tmp2 < 64; tmp2++)
  68         {
  69           /* Add 2 using the two different adds.  */
  70           tmp1 = __sync_add_and_fetch (&workspace, add1bit);
  71           tmp3 = __sync_fetch_and_add (&workspace, add1bit);
  72
  73           /* The value should be the intermediate add value in both cases.  */
  74           if ((tmp1 & (add1bit * 0xff)) != (tmp3 & (add1bit * 0xff)))
  75             DOABORT ("Mismatch of add intermediates on thread %d "
  76                         "workspace=0x%llx tmp1=0x%llx "
  77                         "tmp2=0x%llx tmp3=0x%llx\n",
  78                          tw->thread, workspace, tmp1, tmp2, tmp3);
  79         }
  80
  81       /* Set the logic bits.  */
  82       tmp2=__sync_or_and_fetch (&workspace,
  83                           0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit);
  84
  85       /* Check the logic bits are set and the arithmetic value is correct.  */
  86       if ((tmp2 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit
  87                         | 0xffll * add1bit))
  88           != (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0x80ll * add1bit))
  89         DOABORT ("Midloop check failed on thread %d "
  90                         "workspace=0x%llx tmp2=0x%llx "
  91                         "masktmp2=0x%llx expected=0x%llx\n",
  92                 tw->thread, workspace, tmp2,
  93                 tmp2 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit |
  94                          0xffll * add1bit),
  95                 (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0x80ll * add1bit));
  96
  97       /* Pull the arithmetic set back down to 0 - again this should cause a
  98          carry across the 32bit boundary in one thread.  */
  99
 100       for (tmp2 = 0; tmp2 < 64; tmp2++)
 101         {
 102           /* Subtract 2 using the two different subs.  */
 103           tmp1=__sync_sub_and_fetch (&workspace, add1bit);
 104           tmp3=__sync_fetch_and_sub (&workspace, add1bit);
 105
 106           /* The value should be the intermediate sub value in both cases.  */
 107           if ((tmp1 & (add1bit * 0xff)) != (tmp3 & (add1bit * 0xff)))
 108             DOABORT ("Mismatch of sub intermediates on thread %d "
 109                         "workspace=0x%llx tmp1=0x%llx "
 110                         "tmp2=0x%llx tmp3=0x%llx\n",
 111                         tw->thread, workspace, tmp1, tmp2, tmp3);
 112         }
 113
 114
 115       /* Clear the logic bits.  */
 116       __sync_fetch_and_xor (&workspace, 0x1fll * logic1bit);
 117       tmp3=__sync_and_and_fetch (&workspace, ~(0xffll * logic2bit));
 118
 119       /* The logic bits and the arithmetic bits should be zero again.  */
 120       if (tmp3 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit))
 121         DOABORT ("End of worker loop; bits none 0 on thread %d "
 122                         "workspace=0x%llx tmp3=0x%llx "
 123                         "mask=0x%llx maskedtmp3=0x%llx\n",
 124                 tw->thread, workspace, tmp3, (0x1fll * logic1bit |
 125                         0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit),
 126                 tmp3 & (0x1fll * logic1bit | 0xffll * logic2bit | 0xffll * add1bit));
 127
 128       __sync_add_and_fetch (&tw->count, 1);
 129     }
 130   while (!__sync_bool_compare_and_swap (&doquit, 1, 1));
 131
 132   pthread_exit (0);
 133 }
 134
 135 int
 136 main ()
 137 {
 138   /* We have 3 threads doing three sets of operations, an 8 bit
 139      arithmetic field, a 5 bit logic field and an 8 bit logic
 140      field (just to pack them all in).
 141
 142   6      5       4       4       3       2       1
 143   3      6       8       0       2       4       6       8       0
 144   |...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...|...,...
 145   - T0   --  T1  -- T2   --T2 --  T0  -*- T2-- T1-- T1   -***- T0-
 146    logic2  logic2  arith   log2  arith  log1 log1  arith     log1
 147
 148   */
 149   unsigned int t;
 150   long long tmp;
 151   int err;
 152
 153   struct threadwork tw[3]={
 154     { 0ll, 0, 27, 0, 56 },
 155     { 0ll, 1,  8,16, 48 },
 156     { 0ll, 2, 40,21, 35 }
 157   };
 158
 159   pthread_t threads[3];
 160
 161   __sync_lock_release (&doquit);
 162
 163   /* Get the work space into a known value - All 1's.  */
 164   __sync_lock_release (&workspace); /* Now all 0.  */
 165   tmp = __sync_val_compare_and_swap (&workspace, 0, -1ll);
 166   if (tmp!=0)
 167     DOABORT ("Initial __sync_val_compare_and_swap wasn't 0 workspace=0x%llx "
 168                 "tmp=0x%llx\n", workspace,tmp);
 169
 170   for (t = 0; t < 3; t++)
 171   {
 172     err=pthread_create (&threads[t], NULL , worker, &tw[t]);
 173     if (err) DOABORT ("pthread_create failed on thread %d with error %d\n",
 174         t, err);
 175   };
 176
 177   sleep (5);
 178
 179   /* Stop please.  */
 180   __sync_lock_test_and_set (&doquit, 1ll);
 181
 182   for (t = 0; t < 3; t++)
 183     {
 184       err=pthread_join (threads[t], NULL);
 185       if (err)
 186         DOABORT ("pthread_join failed on thread %d with error %d\n", t, err);
 187     };
 188
 189   __sync_synchronize ();
 190
 191   /* OK, so all the workers have finished -
 192      the workers should have zero'd their workspace, the unused areas
 193      should still be 1.  */
 194   if (!__sync_bool_compare_and_swap (&workspace, 0x040000e0ll, 0))
 195     DOABORT ("End of run workspace mismatch, got %llx\n", workspace);
 196
 197   /* All the workers should have done some work.  */
 198   for (t = 0; t < 3; t++)
 199     {
 200       if (tw[t].count == 0) DOABORT ("Worker %d gave 0 count\n", t);
 201     };
 202
 203   return 0;
 204 }
 205