Cleanup: Re-organise source dir
[urcu.git] / include / urcu / lfstack.h
diff --git a/include/urcu/lfstack.h b/include/urcu/lfstack.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..5a9bca3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,260 @@
+#ifndef _URCU_LFSTACK_H
+#define _URCU_LFSTACK_H
+
+/*
+ * lfstack.h
+ *
+ * Userspace RCU library - Lock-Free Stack
+ *
+ * Copyright 2010-2012 - Mathieu Desnoyers <mathieu.desnoyers@efficios.com>
+ *
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This library 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
+ * Lesser General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ */
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+#include <stdbool.h>
+#include <pthread.h>
+
+/*
+ * Lock-free stack.
+ *
+ * Stack implementing push, pop, pop_all operations, as well as iterator
+ * on the stack head returned by pop_all.
+ *
+ * Synchronization table:
+ *
+ * External synchronization techniques described in the API below is
+ * required between pairs marked with "X". No external synchronization
+ * required between pairs marked with "-".
+ *
+ *                      cds_lfs_push  __cds_lfs_pop  __cds_lfs_pop_all
+ * cds_lfs_push               -              -                  -
+ * __cds_lfs_pop              -              X                  X
+ * __cds_lfs_pop_all          -              X                  -
+ *
+ * cds_lfs_pop_blocking and cds_lfs_pop_all_blocking use an internal
+ * mutex to provide synchronization.
+ */
+
+/*
+ * struct cds_lfs_node is returned by cds_lfs_pop, and also used as
+ * iterator on stack. It is not safe to dereference the node next
+ * pointer when returned by cds_lfs_pop.
+ */
+struct cds_lfs_node {
+       struct cds_lfs_node *next;
+};
+
+/*
+ * struct cds_lfs_head is returned by __cds_lfs_pop_all, and can be used
+ * to begin iteration on the stack. "node" needs to be the first field
+ * of cds_lfs_head, so the end-of-stack pointer value can be used for
+ * both types.
+ */
+struct cds_lfs_head {
+       struct cds_lfs_node node;
+};
+
+struct __cds_lfs_stack {
+       struct cds_lfs_head *head;
+};
+
+struct cds_lfs_stack {
+       struct cds_lfs_head *head;
+       pthread_mutex_t lock;
+};
+
+/*
+ * The transparent union allows calling functions that work on both
+ * struct cds_lfs_stack and struct __cds_lfs_stack on any of those two
+ * types.
+ */
+typedef union {
+       struct __cds_lfs_stack *_s;
+       struct cds_lfs_stack *s;
+} __attribute__((__transparent_union__)) cds_lfs_stack_ptr_t;
+
+#ifdef _LGPL_SOURCE
+
+#include <urcu/static/lfstack.h>
+
+#define cds_lfs_node_init              _cds_lfs_node_init
+#define cds_lfs_init                   _cds_lfs_init
+#define cds_lfs_destroy                        _cds_lfs_destroy
+#define __cds_lfs_init                 ___cds_lfs_init
+#define cds_lfs_empty                  _cds_lfs_empty
+#define cds_lfs_push                   _cds_lfs_push
+
+/* Locking performed internally */
+#define cds_lfs_pop_blocking           _cds_lfs_pop_blocking
+#define cds_lfs_pop_all_blocking       _cds_lfs_pop_all_blocking
+
+/* Synchronize pop with internal mutex */
+#define cds_lfs_pop_lock               _cds_lfs_pop_lock
+#define cds_lfs_pop_unlock             _cds_lfs_pop_unlock
+
+/* Synchronization ensured by the caller. See synchronization table. */
+#define __cds_lfs_pop                  ___cds_lfs_pop
+#define __cds_lfs_pop_all              ___cds_lfs_pop_all
+
+#else /* !_LGPL_SOURCE */
+
+/*
+ * cds_lfs_node_init: initialize lock-free stack node.
+ */
+extern void cds_lfs_node_init(struct cds_lfs_node *node);
+
+/*
+ * cds_lfs_init: initialize lock-free stack (with locking). Pair with
+ * cds_lfs_destroy().
+ */
+extern void cds_lfs_init(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * cds_lfs_destroy: destroy lock-free stack (with lock). Pair with
+ * cds_lfs_init().
+ */
+extern void cds_lfs_destroy(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * __cds_lfs_init: initialize lock-free stack (without lock).
+ * Don't pair with any destroy function.
+ */
+extern void __cds_lfs_init(struct __cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * cds_lfs_empty: return whether lock-free stack is empty.
+ *
+ * No memory barrier is issued. No mutual exclusion is required.
+ */
+extern bool cds_lfs_empty(cds_lfs_stack_ptr_t s);
+
+/*
+ * cds_lfs_push: push a node into the stack.
+ *
+ * Does not require any synchronization with other push nor pop.
+ *
+ * Returns 0 if the stack was empty prior to adding the node.
+ * Returns non-zero otherwise.
+ */
+extern bool cds_lfs_push(cds_lfs_stack_ptr_t s,
+                       struct cds_lfs_node *node);
+
+/*
+ * cds_lfs_pop_blocking: pop a node from the stack.
+ *
+ * Calls __cds_lfs_pop with an internal pop mutex held.
+ */
+extern struct cds_lfs_node *cds_lfs_pop_blocking(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * cds_lfs_pop_all_blocking: pop all nodes from a stack.
+ *
+ * Calls __cds_lfs_pop_all with an internal pop mutex held.
+ */
+extern struct cds_lfs_head *cds_lfs_pop_all_blocking(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * cds_lfs_pop_lock: lock stack pop-protection mutex.
+ */
+extern void cds_lfs_pop_lock(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * cds_lfs_pop_unlock: unlock stack pop-protection mutex.
+ */
+extern void cds_lfs_pop_unlock(struct cds_lfs_stack *s);
+
+/*
+ * __cds_lfs_pop: pop a node from the stack.
+ *
+ * Returns NULL if stack is empty.
+ *
+ * __cds_lfs_pop needs to be synchronized using one of the following
+ * techniques:
+ *
+ * 1) Calling __cds_lfs_pop under rcu read lock critical section.
+ *    Both __cds_lfs_pop and __cds_lfs_pop_all callers must wait for a
+ *    grace period to pass before freeing the returned node or pushing
+ *    the node back into the stack. It is valid to overwrite the content
+ *    of cds_lfs_node immediately after __cds_lfs_pop and
+ *    __cds_lfs_pop_all.
+ * 2) Using mutual exclusion (e.g. mutexes) to protect __cds_lfs_pop
+ *    and __cds_lfs_pop_all callers.
+ * 3) Ensuring that only ONE thread can call __cds_lfs_pop() and
+ *    __cds_lfs_pop_all(). (multi-provider/single-consumer scheme).
+ */
+extern struct cds_lfs_node *__cds_lfs_pop(cds_lfs_stack_ptr_t s);
+
+/*
+ * __cds_lfs_pop_all: pop all nodes from a stack.
+ *
+ * __cds_lfs_pop_all does not require any synchronization with other
+ * push, nor with other __cds_lfs_pop_all, but requires synchronization
+ * matching the technique used to synchronize __cds_lfs_pop:
+ *
+ * 1) If __cds_lfs_pop is called under rcu read lock critical section,
+ *    both __cds_lfs_pop and __cds_lfs_pop_all callers must wait for a
+ *    grace period to pass before freeing the returned node or pushing
+ *    the node back into the stack. It is valid to overwrite the content
+ *    of cds_lfs_node immediately after __cds_lfs_pop and
+ *    __cds_lfs_pop_all. No RCU read-side critical section is needed
+ *    around __cds_lfs_pop_all.
+ * 2) Using mutual exclusion (e.g. mutexes) to protect __cds_lfs_pop and
+ *    __cds_lfs_pop_all callers.
+ * 3) Ensuring that only ONE thread can call __cds_lfs_pop() and
+ *    __cds_lfs_pop_all(). (multi-provider/single-consumer scheme).
+ */
+extern struct cds_lfs_head *__cds_lfs_pop_all(cds_lfs_stack_ptr_t s);
+
+#endif /* !_LGPL_SOURCE */
+
+/*
+ * cds_lfs_for_each: Iterate over all nodes returned by
+ *                   __cds_lfs_pop_all.
+ * @__head: node returned by __cds_lfs_pop_all (struct cds_lfs_head pointer).
+ * @__node: node to use as iterator (struct cds_lfs_node pointer).
+ *
+ * Content written into each node before push is guaranteed to be
+ * consistent, but no other memory ordering is ensured.
+ */
+#define cds_lfs_for_each(__head, __node)       \
+       for (__node = &__head->node;            \
+               __node != NULL;                 \
+               __node = __node->next)
+
+/*
+ * cds_lfs_for_each_safe: Iterate over all nodes returned by
+ *                        __cds_lfs_pop_all, safe against node deletion.
+ * @__head: node returned by __cds_lfs_pop_all (struct cds_lfs_head pointer).
+ * @__node: node to use as iterator (struct cds_lfs_node pointer).
+ * @__n: struct cds_lfs_node pointer holding the next pointer (used
+ *       internally).
+ *
+ * Content written into each node before push is guaranteed to be
+ * consistent, but no other memory ordering is ensured.
+ */
+#define cds_lfs_for_each_safe(__head, __node, __n)                        \
+       for (__node = &__head->node, __n = (__node ? __node->next : NULL); \
+               __node != NULL;                                            \
+               __node = __n, __n = (__node ? __node->next : NULL))
+
+#ifdef __cplusplus
+}
+#endif
+
+#endif /* _URCU_LFSTACK_H */
This page took 0.025045 seconds and 4 git commands to generate.