initial code commit in data structures
[archipelago] / xseg / xtypes / xq_test.c
diff --git a/xseg/xtypes/xq_test.c b/xseg/xtypes/xq_test.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e074782
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,326 @@
+#define _GNU_SOURCE
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <math.h>
+#include <pthread.h>
+#include <sys/time.h>
+#include <assert.h>
+
+#include "xq.h"
+
+struct item {
+    long   seed;
+    double seed_sin;
+    long   seed_times_sin;
+    long   seed_xor_times;
+};
+
+void item_calculate(struct item *item) {
+    item->seed_sin = sin(item->seed | 1);
+    item->seed_times_sin = (double)(item->seed | 1) * item->seed_sin;
+    item->seed_xor_times = item->seed ^ item->seed_times_sin;
+}
+
+int item_verify(struct item *item) {
+    struct item t;
+
+    t.seed = item->seed;
+    item_calculate(&t);
+
+    /*
+    printf("seed %ld, sin: %lf, times: %ld, xor: %ld\n",
+           item->seed, item->seed_sin, item->seed_times_sin, item->seed_xor_times);
+    */
+
+    if (t.seed_sin       != item->seed_sin       ||
+        t.seed_times_sin != item->seed_times_sin ||
+        t.seed_xor_times != item->seed_xor_times) {
+        printf("seed %ld, sin: %lf, times: %ld, xor: %ld\n",
+               item->seed, item->seed_sin, item->seed_times_sin, item->seed_xor_times);
+        return 0;
+    }
+
+    return 1;
+}
+
+int basic_sanity_test(struct xq *q) {
+    xqindex t, r;
+
+    //printf("append_tail 9183\n");
+    r = xq_append_tail(q, 9183, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r != Noneidx);
+
+    //printf("pop_head 9183\n");
+    r = xq_pop_head(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 9183);
+
+    //printf("append_head 1834\n");
+    r = xq_append_head(q, 1834, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r != Noneidx);
+
+    //printf("pop_tail 1834\n");
+    r = xq_pop_tail(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 1834);
+
+    //printf("append_tail 3814\n");
+    xq_append_tail(q, 3814, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+
+    //printf("append_head 5294\n");
+    xq_append_head(q, 5294, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+
+    //printf("append_tail 1983\n");
+    r = xq_append_tail(q, 1983, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r != Noneidx);
+
+    //printf("pop_tail 1983\n");
+    r = xq_pop_tail(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 1983);
+
+    //printf("append_head 8134\n");
+    r = xq_append_head(q, 8134, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r != Noneidx);
+
+    //printf("pop_head 8134\n");
+    r = xq_pop_head(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 8134);
+
+    //printf("pop_tail 3814\n");
+    r = xq_pop_tail(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 3814);
+
+    //printf("pop_head 5294\n");
+    r = xq_pop_head(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == 5294);
+
+    //printf("pop_tail Noneidx\n");
+    r = xq_pop_tail(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == Noneidx);
+
+    //printf("pop_head Noneidx\n");
+    r = xq_pop_head(q, 0);
+    //xq_print(q);
+    //printf("\n");
+    assert(r == Noneidx);
+
+    xqindex qsize = q->size;
+    for (t = 0; t < qsize; t += 1) {
+         r = xq_append_tail(q, t, 0);
+         //if (r == Noneidx) printf("Noneidx: %lu\n", (unsigned long)t);
+         //xq_print(q);
+         assert(r != Noneidx);
+    }
+
+    //xq_print(q);
+
+    for (t = qsize-1; t != Noneidx; t -= 1) {
+         r = xq_pop_tail(q, 0);
+         assert(t == r);
+         //printf("%lu vs %lu\n", t, (unsigned long)xq_pop_tail(q));
+    }
+
+    return 0;
+}
+
+struct thread_data {
+    long loops;
+    struct xq *q;
+    struct item *items;
+    struct random_data *rdata;
+    long size;
+    int id;
+};
+
+pthread_mutex_t mutex = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
+
+void *random_test_thread(void *arg) {
+    struct thread_data *th = arg;
+    long loops = th->loops;
+    struct xq *q = th->q;
+    struct item *items = th->items;
+    //struct random_data *rdata = th->rdata;
+    int id = th->id;
+    long i;
+
+
+    /*
+    pthread_mutex_lock(&mutex);
+    printf("---->\n");
+    xq_print(&q[0]);
+    xq_print(&q[1]);
+    printf("<----\n");
+    pthread_mutex_unlock(&mutex);
+    */
+
+    for (i = 0; i < loops; i++) {
+         int32_t rand;
+         xqindex xqi;
+
+         if ((i & (1024*1024 -1)) == 0) {
+             printf("%d %ld\n", id, i);
+         }
+
+         //random_r(rdata, &rand);
+         rand = random();
+
+         switch (rand & 3) {
+         case 0:
+             xqi = xq_pop_tail(&q[0], arg);
+             if (xqi == Noneidx) goto unlock;
+             items[xqi].seed = rand;
+             item_calculate(&items[xqi]);
+             xq_append_head(&q[1], xqi, arg);
+             break;
+         case 1:
+             xqi = xq_pop_head(&q[0], arg);
+             if (xqi == Noneidx) goto unlock;
+             items[xqi].seed = rand;
+             item_calculate(&items[xqi]);
+             xq_append_tail(&q[1], xqi, arg);
+             break;
+         case 2:
+             xqi = xq_pop_tail(&q[1], arg);
+             if (xqi == Noneidx) goto unlock;
+             items[xqi].seed = rand;
+             item_calculate(&items[xqi]);
+             xq_append_head(&q[0], xqi, arg);
+             break;
+         case 3:
+             xqi = xq_pop_head(&q[1], arg);
+             if (xqi == Noneidx) goto unlock;
+             items[xqi].seed = rand;
+             item_calculate(&items[xqi]);
+             xq_append_tail(&q[0], xqi, arg);
+             break;
+         }
+    unlock:
+         ;
+    }
+
+    return NULL;
+}
+
+int error(const char *msg) {
+    perror(msg);
+    return 1;
+}
+
+int random_test(long seed, long nr_threads, long loops, xqindex qsize, struct xq *q) {
+    srandom(seed);
+
+    struct thread_data *th = malloc(nr_threads * sizeof(struct thread_data));
+    if (!th) return error("malloc");
+
+    long t, r;
+
+    struct item *items = malloc(qsize * sizeof(struct item));
+    if (!items) return error("malloc");
+
+    for (t = 0; t < qsize; t += 1) item_calculate(&items[t]);
+
+    for (t = 0; t < qsize; t += 4) {
+         xq_append_tail(&q[0], t+0, 0);
+         xq_append_head(&q[0], t+1, 0);
+         xq_append_tail(&q[1], t+2, 0);
+         xq_append_head(&q[1], t+3, 0);
+    }
+
+    pthread_t *threads = malloc(nr_threads * sizeof(pthread_t));
+    if (!threads) return error("malloc");
+
+    //struct random_data *rdata = malloc(nr_threads * sizeof(struct random_data));
+    //if (!rdata) return error("malloc");
+
+    for (t = 0; t < nr_threads; t++) {
+         th[t].id = t;
+         th[t].loops = loops;
+         th[t].size = qsize;
+         th[t].q = q;
+         //th[t].rdata = &rdata[t];
+         th[t].items = items;
+         //srandom_r(random(), th[t].rdata);
+    }
+
+    for (t = 0; t < nr_threads; t++) {
+         r = pthread_create(&threads[t], NULL, random_test_thread, &th[t]);
+         if (r) return error("pthread_create");
+    }
+
+    for (t = 0; t < nr_threads; t++) {
+         pthread_join(threads[t], NULL);
+    }
+
+    int errors = 0;
+    for (t = 0; t < qsize; t++) {
+         if (!item_verify(&items[t])) {
+             errors ++;
+             printf("error: item %ld\n", t);
+         };
+    }
+
+    return errors;
+}
+
+struct xq q[2];
+
+int main(int argc, char **argv) {
+    int r;
+
+    if (argc < 5) {
+        printf("Usage: struct xqest <seed> <nr_threads> <nr_loops> <qsize>\n");
+        return 1;
+    }
+
+    long seed = atol(argv[1]);
+    int nr_threads = atoi(argv[2]);
+    long loops = atol(argv[3]);
+    long qsize = atol(argv[4]);
+
+    if (nr_threads < 0) nr_threads = 2;
+    if (loops < 0) loops = 1000;
+    if (qsize < 0) qsize = 1000;
+
+    xq_alloc_empty(&q[0], qsize);
+    xq_alloc_empty(&q[1], qsize);
+    qsize = q[0].size;
+    assert(q[1].size == qsize);
+
+    r = basic_sanity_test(&q[0]);
+    if (r) return r;
+    printf("basic sanity test complete.\n");
+
+    struct timeval tv0, tv1;
+    gettimeofday(&tv0, NULL);
+    r = random_test(seed, nr_threads, loops, qsize, q);
+    gettimeofday(&tv1, NULL);
+    double seconds = tv1.tv_sec + tv1.tv_usec/1000000.0 - tv0.tv_sec - tv0.tv_usec / 1000000.0;
+    printf("random multi-thread test complete with %d errors in %lf seconds\n", r, seconds);
+    if (r) return r;
+
+    return 0;
+}