Tests for gnulib module 'lock'.
authorBruno Haible <bruno@clisp.org>
Thu, 25 Aug 2005 12:36:58 +0000 (12:36 +0000)
committerBruno Haible <bruno@clisp.org>
Thu, 25 Aug 2005 12:36:58 +0000 (12:36 +0000)
ChangeLog
modules/lock-tests [new file with mode: 0644]
tests/test-lock.c [new file with mode: 0644]

index 2266564b262ab85a99259e5fa5a2a079223c12f1..2cb6d04719c6c10ee7d541d0c8ed74145734cab5 100644 (file)
--- a/ChangeLog
+++ b/ChangeLog
@@ -1,3 +1,8 @@
+2005-08-24  Bruno Haible  <bruno@clisp.org>
+
+       * modules/lock-tests: New file.
+       * tests/test-lock.c: New file, from GNU gettext.
+
 2005-08-24  Bruno Haible  <bruno@clisp.org>
 
        Support for unit test modules.
diff --git a/modules/lock-tests b/modules/lock-tests
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5680771
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,20 @@
+Files:
+tests/test-lock.c
+
+Depends-on:
+
+configure.ac:
+dnl Checks for special libraries for the tests/test-lock test.
+dnl On some systems, sched_yield is in librt, rather than in libpthread.
+LIBSCHED=
+if test $gl_threads_api = posix; then
+  AC_CHECK_LIB(rt, sched_yield, [LIBSCHED=-lrt])
+fi
+AC_SUBST([LIBSCHED])
+
+Makefile.am:
+TESTS += test-lock
+noinst_PROGRAMS += test-lock
+test_lock_SOURCES = test-lock.c
+test_lock_LDADD = @LIBMULTITHREAD@ @LIBSCHED@ $(LDADD)
+
diff --git a/tests/test-lock.c b/tests/test-lock.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e6895ec
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,691 @@
+/* Test of locking in multithreaded situations.
+   Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.
+
+   This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
+   under the terms of the GNU Library General Public License as published
+   by the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
+   any later version.
+
+   This program is distributed in the hope that it will be useful,
+   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+   Library General Public License for more details.
+
+   You should have received a copy of the GNU Library General Public
+   License along with this program; if not, write to the Free Software
+   Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301,
+   USA.  */
+
+/* Written by Bruno Haible <bruno@clisp.org>, 2005.  */
+
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+# include <config.h>
+#endif
+
+#if USE_POSIX_THREADS || USE_SOLARIS_THREADS || USE_PTH_THREADS || USE_WIN32_THREADS
+
+#if USE_POSIX_THREADS
+# define TEST_POSIX_THREADS 1
+#endif
+#if USE_SOLARIS_THREADS
+# define TEST_SOLARIS_THREADS 1
+#endif
+#if USE_PTH_THREADS
+# define TEST_PTH_THREADS 1
+#endif
+#if USE_WIN32_THREADS
+# define TEST_WIN32_THREADS 1
+#endif
+
+/* Whether to enable locking.
+   Uncomment this to get a test program without locking, to verify that
+   it crashes.  */
+#define ENABLE_LOCKING 1
+
+/* Which tests to perform.
+   Uncomment some of these, to verify that all tests crash if no locking
+   is enabled.  */
+#define DO_TEST_LOCK 1
+#define DO_TEST_RWLOCK 1
+#define DO_TEST_RECURSIVE_LOCK 1
+#define DO_TEST_ONCE 1
+
+/* Whether to help the scheduler through explicit yield().
+   Uncomment this to see if the operating system has a fair scheduler.  */
+#define EXPLICIT_YIELD 1
+
+/* Whether to print debugging messages.  */
+#define ENABLE_DEBUGGING 0
+
+/* Number of simultaneous threads.  */
+#define THREAD_COUNT 10
+
+/* Number of operations performed in each thread.
+   This is quite high, because with a smaller count, say 5000, we often get
+   an "OK" result even without ENABLE_LOCKING (on Linux/x86).  */
+#define REPEAT_COUNT 50000
+
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <string.h>
+
+#if !ENABLE_LOCKING
+# undef USE_POSIX_THREADS
+# undef USE_SOLARIS_THREADS
+# undef USE_PTH_THREADS
+# undef USE_WIN32_THREADS
+#endif
+#include "lock.h"
+
+#if ENABLE_DEBUGGING
+# define dbgprintf printf
+#else
+# define dbgprintf if (0) printf
+#endif
+
+#if TEST_POSIX_THREADS
+# include <pthread.h>
+# include <sched.h>
+typedef pthread_t gl_thread_t;
+static inline gl_thread_t gl_thread_create (void * (*func) (void *), void *arg)
+{
+  pthread_t thread;
+  if (pthread_create (&thread, NULL, func, arg) != 0)
+    abort ();
+  return thread;
+}
+static inline void gl_thread_join (gl_thread_t thread)
+{
+  void *retval;
+  if (pthread_join (thread, &retval) != 0)
+    abort ();
+}
+static inline void gl_thread_yield (void)
+{
+  sched_yield ();
+}
+static inline void * gl_thread_self (void)
+{
+  return (void *) pthread_self ();
+}
+#endif
+#if TEST_PTH_THREADS
+# include <pth.h>
+typedef pth_t gl_thread_t;
+static inline gl_thread_t gl_thread_create (void * (*func) (void *), void *arg)
+{
+  pth_t thread = pth_spawn (NULL, func, arg);
+  if (thread == NULL)
+    abort ();
+  return thread;
+}
+static inline void gl_thread_join (gl_thread_t thread)
+{
+  if (!pth_join (thread, NULL))
+    abort ();
+}
+static inline void gl_thread_yield (void)
+{
+  pth_yield (NULL);
+}
+static inline void * gl_thread_self (void)
+{
+  return pth_self ();
+}
+#endif
+#if TEST_SOLARIS_THREADS
+# include <thread.h>
+typedef thread_t gl_thread_t;
+static inline gl_thread_t gl_thread_create (void * (*func) (void *), void *arg)
+{
+  thread_t thread;
+  if (thr_create (NULL, 0, func, arg, 0, &thread) != 0)
+    abort ();
+  return thread;
+}
+static inline void gl_thread_join (gl_thread_t thread)
+{
+  void *retval;
+  if (thr_join (thread, NULL, &retval) != 0)
+    abort ();
+}
+static inline void gl_thread_yield (void)
+{
+  thr_yield ();
+}
+static inline void * gl_thread_self (void)
+{
+  return (void *) thr_self ();
+}
+#endif
+#if TEST_WIN32_THREADS
+# include <windows.h>
+typedef HANDLE gl_thread_t;
+/* Use a wrapper function, instead of adding WINAPI through a cast.  */
+struct wrapper_args { void * (*func) (void *); void *arg; };
+static DWORD WINAPI wrapper_func (void *varg)
+{
+  struct wrapper_args *warg = (struct wrapper_args *)varg;
+  void * (*func) (void *) = warg->func;
+  void *arg = warg->arg;
+  free (warg);
+  func (arg);
+  return 0;
+}
+static inline gl_thread_t gl_thread_create (void * (*func) (void *), void *arg)
+{
+  struct wrapper_args *warg =
+    (struct wrapper_args *) malloc (sizeof (struct wrapper_args));
+  if (warg == NULL)
+    abort ();
+  warg->func = func;
+  warg->arg = arg;
+  {
+    DWORD thread_id;
+    HANDLE thread =
+      CreateThread (NULL, 100000, wrapper_func, warg, 0, &thread_id);
+    if (thread == NULL)
+      abort ();
+    return thread;
+  }
+}
+static inline void gl_thread_join (gl_thread_t thread)
+{
+  if (WaitForSingleObject (thread, INFINITE) == WAIT_FAILED)
+    abort ();
+  if (!CloseHandle (thread))
+    abort ();
+}
+static inline void gl_thread_yield (void)
+{
+  Sleep (0);
+}
+static inline void * gl_thread_self (void)
+{
+  return (void *) GetCurrentThreadId ();
+}
+#endif
+#if EXPLICIT_YIELD
+# define yield() gl_thread_yield ()
+#else
+# define yield()
+#endif
+
+#define ACCOUNT_COUNT 4
+
+static int account[ACCOUNT_COUNT];
+
+static int
+random_account (void)
+{
+  return ((unsigned int) rand() >> 3) % ACCOUNT_COUNT;
+}
+
+static void
+check_accounts (void)
+{
+  int i, sum;
+
+  sum = 0;
+  for (i = 0; i < ACCOUNT_COUNT; i++)
+    sum += account[i];
+  if (sum != ACCOUNT_COUNT * 1000)
+    abort ();
+}
+
+/* Test normal locks by having several bank accounts and several threads
+   which shuffle around money between the accounts and another thread
+   checking that all the money is still there.  */
+
+gl_lock_define_initialized(static, my_lock)
+
+static void *
+lock_mutator_thread (void *arg)
+{
+  int repeat;
+
+  for (repeat = REPEAT_COUNT; repeat > 0; repeat--)
+    {
+      int i1, i2, value;
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before lock\n", gl_thread_self ());
+      gl_lock_lock (my_lock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  lock\n", gl_thread_self ());
+
+      i1 = random_account ();
+      i2 = random_account ();
+      value = ((unsigned int) rand() >> 3) % 10;
+      account[i1] += value;
+      account[i2] -= value;
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before unlock\n", gl_thread_self ());
+      gl_lock_unlock (my_lock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before check lock\n", gl_thread_self ());
+      gl_lock_lock (my_lock);
+      check_accounts ();
+      gl_lock_unlock (my_lock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  check unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Mutator %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+static volatile int lock_checker_done;
+
+static void *
+lock_checker_thread (void *arg)
+{
+  while (!lock_checker_done)
+    {
+      dbgprintf ("Checker %p before check lock\n", gl_thread_self ());
+      gl_lock_lock (my_lock);
+      check_accounts ();
+      gl_lock_unlock (my_lock);
+      dbgprintf ("Checker %p after  check unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Checker %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+void
+test_lock (void)
+{
+  int i;
+  gl_thread_t checkerthread;
+  gl_thread_t threads[THREAD_COUNT];
+
+  /* Initialization.  */
+  for (i = 0; i < ACCOUNT_COUNT; i++)
+    account[i] = 1000;
+  lock_checker_done = 0;
+
+  /* Spawn the threads.  */
+  checkerthread = gl_thread_create (lock_checker_thread, NULL);
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    threads[i] = gl_thread_create (lock_mutator_thread, NULL);
+
+  /* Wait for the threads to terminate.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    gl_thread_join (threads[i]);
+  lock_checker_done = 1;
+  gl_thread_join (checkerthread);
+  check_accounts ();
+}
+
+/* Test read-write locks by having several bank accounts and several threads
+   which shuffle around money between the accounts and several other threads
+   that check that all the money is still there.  */
+
+gl_rwlock_define_initialized(static, my_rwlock)
+
+static void *
+rwlock_mutator_thread (void *arg)
+{
+  int repeat;
+
+  for (repeat = REPEAT_COUNT; repeat > 0; repeat--)
+    {
+      int i1, i2, value;
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before wrlock\n", gl_thread_self ());
+      gl_rwlock_wrlock (my_rwlock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  wrlock\n", gl_thread_self ());
+
+      i1 = random_account ();
+      i2 = random_account ();
+      value = ((unsigned int) rand() >> 3) % 10;
+      account[i1] += value;
+      account[i2] -= value;
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before unlock\n", gl_thread_self ());
+      gl_rwlock_unlock (my_rwlock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Mutator %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+static volatile int rwlock_checker_done;
+
+static void *
+rwlock_checker_thread (void *arg)
+{
+  while (!rwlock_checker_done)
+    {
+      dbgprintf ("Checker %p before check rdlock\n", gl_thread_self ());
+      gl_rwlock_rdlock (my_rwlock);
+      check_accounts ();
+      gl_rwlock_unlock (my_rwlock);
+      dbgprintf ("Checker %p after  check unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Checker %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+void
+test_rwlock (void)
+{
+  int i;
+  gl_thread_t checkerthreads[THREAD_COUNT];
+  gl_thread_t threads[THREAD_COUNT];
+
+  /* Initialization.  */
+  for (i = 0; i < ACCOUNT_COUNT; i++)
+    account[i] = 1000;
+  rwlock_checker_done = 0;
+
+  /* Spawn the threads.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    checkerthreads[i] = gl_thread_create (rwlock_checker_thread, NULL);
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    threads[i] = gl_thread_create (rwlock_mutator_thread, NULL);
+
+  /* Wait for the threads to terminate.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    gl_thread_join (threads[i]);
+  rwlock_checker_done = 1;
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    gl_thread_join (checkerthreads[i]);
+  check_accounts ();
+}
+
+/* Test recursive locks by having several bank accounts and several threads
+   which shuffle around money between the accounts (recursively) and another
+   thread checking that all the money is still there.  */
+
+gl_recursive_lock_define_initialized(static, my_reclock)
+
+static void
+recshuffle (void)
+{
+  int i1, i2, value;
+
+  dbgprintf ("Mutator %p before lock\n", gl_thread_self ());
+  gl_recursive_lock_lock (my_reclock);
+  dbgprintf ("Mutator %p after  lock\n", gl_thread_self ());
+
+  i1 = random_account ();
+  i2 = random_account ();
+  value = ((unsigned int) rand() >> 3) % 10;
+  account[i1] += value;
+  account[i2] -= value;
+
+  /* Recursive with probability 0.5.  */
+  if (((unsigned int) rand() >> 3) % 2)
+    recshuffle ();
+
+  dbgprintf ("Mutator %p before unlock\n", gl_thread_self ());
+  gl_recursive_lock_unlock (my_reclock);
+  dbgprintf ("Mutator %p after  unlock\n", gl_thread_self ());
+}
+
+static void *
+reclock_mutator_thread (void *arg)
+{
+  int repeat;
+
+  for (repeat = REPEAT_COUNT; repeat > 0; repeat--)
+    {
+      recshuffle ();
+
+      dbgprintf ("Mutator %p before check lock\n", gl_thread_self ());
+      gl_recursive_lock_lock (my_reclock);
+      check_accounts ();
+      gl_recursive_lock_unlock (my_reclock);
+      dbgprintf ("Mutator %p after  check unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Mutator %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+static volatile int reclock_checker_done;
+
+static void *
+reclock_checker_thread (void *arg)
+{
+  while (!reclock_checker_done)
+    {
+      dbgprintf ("Checker %p before check lock\n", gl_thread_self ());
+      gl_recursive_lock_lock (my_reclock);
+      check_accounts ();
+      gl_recursive_lock_unlock (my_reclock);
+      dbgprintf ("Checker %p after  check unlock\n", gl_thread_self ());
+
+      yield ();
+    }
+
+  dbgprintf ("Checker %p dying.\n", gl_thread_self ());
+  return NULL;
+}
+
+void
+test_recursive_lock (void)
+{
+  int i;
+  gl_thread_t checkerthread;
+  gl_thread_t threads[THREAD_COUNT];
+
+  /* Initialization.  */
+  for (i = 0; i < ACCOUNT_COUNT; i++)
+    account[i] = 1000;
+  reclock_checker_done = 0;
+
+  /* Spawn the threads.  */
+  checkerthread = gl_thread_create (reclock_checker_thread, NULL);
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    threads[i] = gl_thread_create (reclock_mutator_thread, NULL);
+
+  /* Wait for the threads to terminate.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    gl_thread_join (threads[i]);
+  reclock_checker_done = 1;
+  gl_thread_join (checkerthread);
+  check_accounts ();
+}
+
+/* Test once-only execution by having several threads attempt to grab a
+   once-only task simultaneously (triggered by releasing a read-write lock).  */
+
+gl_once_define(static, fresh_once)
+static int ready[THREAD_COUNT];
+static gl_lock_t ready_lock[THREAD_COUNT];
+#if ENABLE_LOCKING
+static gl_rwlock_t fire_signal[REPEAT_COUNT];
+#else
+static volatile int fire_signal_state;
+#endif
+static gl_once_t once_control;
+static int performed;
+gl_lock_define_initialized(static, performed_lock)
+
+static void
+once_execute (void)
+{
+  gl_lock_lock (performed_lock);
+  performed++;
+  gl_lock_unlock (performed_lock);
+}
+
+static void *
+once_contender_thread (void *arg)
+{
+  int id = (int) (long) arg;
+  int repeat;
+
+  for (repeat = 0; repeat <= REPEAT_COUNT; repeat++)
+    {
+      /* Tell the main thread that we're ready.  */
+      gl_lock_lock (ready_lock[id]);
+      ready[id] = 1;
+      gl_lock_unlock (ready_lock[id]);
+
+      if (repeat == REPEAT_COUNT)
+       break;
+
+      dbgprintf ("Contender %p waiting for signal for round %d\n",
+                gl_thread_self (), repeat);
+#if ENABLE_LOCKING
+      /* Wait for the signal to go.  */
+      gl_rwlock_rdlock (fire_signal[repeat]);
+      /* And don't hinder the others (if the scheduler is unfair).  */
+      gl_rwlock_unlock (fire_signal[repeat]);
+#else
+      /* Wait for the signal to go.  */
+      while (fire_signal_state <= repeat)
+       yield ();
+#endif
+      dbgprintf ("Contender %p got the     signal for round %d\n",
+                gl_thread_self (), repeat);
+
+      /* Contend for execution.  */
+      gl_once (once_control, once_execute);
+    }
+
+  return NULL;
+}
+
+void
+test_once (void)
+{
+  int i, repeat;
+  gl_thread_t threads[THREAD_COUNT];
+
+  /* Initialize all variables.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    {
+      ready[i] = 0;
+      gl_lock_init (ready_lock[i]);
+    }
+#if ENABLE_LOCKING
+  for (i = 0; i < REPEAT_COUNT; i++)
+    gl_rwlock_init (fire_signal[i]);
+#else
+  fire_signal_state = 0;
+#endif
+
+  /* Block all fire_signals.  */
+  for (i = REPEAT_COUNT-1; i >= 0; i--)
+    gl_rwlock_wrlock (fire_signal[i]);
+
+  /* Spawn the threads.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    threads[i] = gl_thread_create (once_contender_thread, (void *) (long) i);
+
+  for (repeat = 0; repeat <= REPEAT_COUNT; repeat++)
+    {
+      /* Wait until every thread is ready.  */
+      dbgprintf ("Main thread before synchonizing for round %d\n", repeat);
+      for (;;)
+       {
+         int ready_count = 0;
+         for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+           {
+             gl_lock_lock (ready_lock[i]);
+             ready_count += ready[i];
+             gl_lock_unlock (ready_lock[i]);
+           }
+         if (ready_count == THREAD_COUNT)
+           break;
+         yield ();
+       }
+      dbgprintf ("Main thread after  synchonizing for round %d\n", repeat);
+
+      if (repeat > 0)
+       {
+         /* Check that exactly one thread executed the once_execute()
+            function.  */
+         if (performed != 1)
+           abort ();
+       }
+
+      if (repeat == REPEAT_COUNT)
+       break;
+
+      /* Preparation for the next round: Initialize once_control.  */
+      memcpy (&once_control, &fresh_once, sizeof (gl_once_t));
+
+      /* Preparation for the next round: Reset the performed counter.  */
+      performed = 0;
+
+      /* Preparation for the next round: Reset the ready flags.  */
+      for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+       {
+         gl_lock_lock (ready_lock[i]);
+         ready[i] = 0;
+         gl_lock_unlock (ready_lock[i]);
+       }
+
+      /* Signal all threads simultaneously.  */
+      dbgprintf ("Main thread giving signal for round %d\n", repeat);
+#if ENABLE_LOCKING
+      gl_rwlock_unlock (fire_signal[repeat]);
+#else
+      fire_signal_state = repeat + 1;
+#endif
+    }
+
+  /* Wait for the threads to terminate.  */
+  for (i = 0; i < THREAD_COUNT; i++)
+    gl_thread_join (threads[i]);
+}
+
+int
+main ()
+{
+#if TEST_PTH_THREADS
+  if (!pth_init ())
+    abort ();
+#endif
+
+#if DO_TEST_LOCK
+  printf ("Starting test_lock ..."); fflush (stdout);
+  test_lock ();
+  printf (" OK\n"); fflush (stdout);
+#endif
+#if DO_TEST_RWLOCK
+  printf ("Starting test_rwlock ..."); fflush (stdout);
+  test_rwlock ();
+  printf (" OK\n"); fflush (stdout);
+#endif
+#if DO_TEST_RECURSIVE_LOCK
+  printf ("Starting test_recursive_lock ..."); fflush (stdout);
+  test_recursive_lock ();
+  printf (" OK\n"); fflush (stdout);
+#endif
+#if DO_TEST_ONCE
+  printf ("Starting test_once ..."); fflush (stdout);
+  test_once ();
+  printf (" OK\n"); fflush (stdout);
+#endif
+
+  return 0;
+}
+
+#else
+
+/* No multithreading available.  */
+
+int
+main ()
+{
+  return 77;
+}
+
+#endif