rculfhash: factor out add_replace and replace
authorMathieu Desnoyers <mathieu.desnoyers@efficios.com>
Thu, 22 Sep 2011 09:03:36 +0000 (05:03 -0400)
committerMathieu Desnoyers <mathieu.desnoyers@efficios.com>
Thu, 22 Sep 2011 09:03:36 +0000 (05:03 -0400)
Signed-off-by: Mathieu Desnoyers <mathieu.desnoyers@efficios.com>
rculfhash.c
tests/test_urcu_hash.c
urcu/rculfhash.h

index 8ed9c10b2386c710c2791ed8db3565d4ea13bce5..ae7229273740485367ac9a279e4de5ed17b08aa0 100644 (file)
@@ -768,6 +768,80 @@ void _cds_lfht_gc_bucket(struct cds_lfht_node *dummy, struct cds_lfht_node *node
        return;
 }
 
+static
+int _cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht, unsigned long size,
+               struct cds_lfht_node *old_node,
+               struct cds_lfht_node *ret_next,
+               struct cds_lfht_node *new_node)
+{
+       struct cds_lfht_node *dummy, *old_next;
+       struct _cds_lfht_node *lookup;
+       int flagged = 0;
+       unsigned long hash, index, order;
+
+       if (!old_node)  /* Return -ENOENT if asked to replace NULL node */
+               goto end;
+
+       assert(!is_removed(old_node));
+       assert(!is_dummy(old_node));
+       assert(!is_removed(new_node));
+       assert(!is_dummy(new_node));
+       assert(new_node != old_node);
+       do {
+               /* Insert after node to be replaced */
+               old_next = ret_next;
+               if (is_removed(old_next)) {
+                       /*
+                        * Too late, the old node has been removed under us
+                        * between lookup and replace. Fail.
+                        */
+                       goto end;
+               }
+               assert(!is_dummy(old_next));
+               assert(new_node != clear_flag(old_next));
+               new_node->p.next = clear_flag(old_next);
+               /*
+                * Here is the whole trick for lock-free replace: we add
+                * the replacement node _after_ the node we want to
+                * replace by atomically setting its next pointer at the
+                * same time we set its removal flag. Given that
+                * the lookups/get next use an iterator aware of the
+                * next pointer, they will either skip the old node due
+                * to the removal flag and see the new node, or use
+                * the old node, but will not see the new one.
+                */
+               ret_next = uatomic_cmpxchg(&old_node->p.next,
+                             old_next, flag_removed(new_node));
+       } while (ret_next != old_next);
+
+       /* We performed the replacement. */
+       flagged = 1;
+
+       /*
+        * Ensure that the old node is not visible to readers anymore:
+        * lookup for the node, and remove it (along with any other
+        * logically removed node) if found.
+        */
+       hash = bit_reverse_ulong(old_node->p.reverse_hash);
+       assert(size > 0);
+       index = hash & (size - 1);
+       order = get_count_order_ulong(index + 1);
+       lookup = &ht->t.tbl[order]->nodes[index & (!order ? 0 : ((1UL << (order - 1)) - 1))];
+       dummy = (struct cds_lfht_node *) lookup;
+       _cds_lfht_gc_bucket(dummy, new_node);
+end:
+       /*
+        * Only the flagging action indicated that we (and no other)
+        * replaced the node from the hash table.
+        */
+       if (flagged) {
+               assert(is_removed(rcu_dereference(old_node->p.next)));
+               return 0;
+       } else {
+               return -ENOENT;
+       }
+}
+
 static
 struct cds_lfht_node *_cds_lfht_add(struct cds_lfht *ht,
                                unsigned long size,
@@ -852,36 +926,13 @@ struct cds_lfht_node *_cds_lfht_add(struct cds_lfht *ht,
                }
 
        replace:
-               /* Insert after node to be replaced */
-               iter_prev = clear_flag(iter);
-               iter = next;
-               assert(node != clear_flag(iter));
-               assert(!is_removed(iter_prev));
-               assert(!is_removed(iter));
-               assert(iter_prev != node);
-               assert(!dummy);
-               node->p.next = clear_flag(iter);
-               if (is_dummy(iter))
-                       new_node = flag_dummy(node);
-               else
-                       new_node = node;
-               /*
-                * Here is the whole trick for lock-free replace: we add
-                * the replacement node _after_ the node we want to
-                * replace by atomically setting its next pointer at the
-                * same time we set its removal flag. Given that
-                * the lookups/get next use an iterator aware of the
-                * next pointer, they will either skip the old node due
-                * to the removal flag and see the new node, or use
-                * the old node, but will not see the new one.
-                */
-               new_node = flag_removed(new_node);
-               if (uatomic_cmpxchg(&iter_prev->p.next,
-                             iter, new_node) != iter) {
-                       continue;       /* retry */
+
+               if (!_cds_lfht_replace(ht, size, clear_flag(iter), next,
+                                   node)) {
+                       return_node = clear_flag(iter);
+                       goto end;       /* gc already done */
                } else {
-                       return_node = iter_prev;
-                       goto gc_end;
+                       continue;       /* retry */
                }
 
        gc_node:
@@ -900,6 +951,7 @@ gc_end:
        lookup = &ht->t.tbl[order]->nodes[index & (!order ? 0 : ((1UL << (order - 1)) - 1))];
        dummy_node = (struct cds_lfht_node *) lookup;
        _cds_lfht_gc_bucket(dummy_node, node);
+end:
        return return_node;
 }
 
@@ -913,6 +965,9 @@ int _cds_lfht_del(struct cds_lfht *ht, unsigned long size,
        int flagged = 0;
        unsigned long hash, index, order;
 
+       if (!node)      /* Return -ENOENT if asked to delete NULL node */
+               goto end;
+
        /* logically delete the node */
        assert(!is_dummy(node));
        assert(!is_removed(node));
@@ -954,8 +1009,9 @@ end:
        if (flagged) {
                assert(is_removed(rcu_dereference(node->p.next)));
                return 0;
-       } else
+       } else {
                return -ENOENT;
+       }
 }
 
 static
@@ -1364,7 +1420,7 @@ struct cds_lfht_node *cds_lfht_add_unique(struct cds_lfht *ht,
        return ret;
 }
 
-struct cds_lfht_node *cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht,
+struct cds_lfht_node *cds_lfht_add_replace(struct cds_lfht *ht,
                                struct cds_lfht_node *node)
 {
        unsigned long hash, size;
@@ -1380,13 +1436,23 @@ struct cds_lfht_node *cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht,
        return ret;
 }
 
-int cds_lfht_del(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_node *node)
+int cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_iter *old_iter,
+               struct cds_lfht_node *new_node)
+{
+       unsigned long size;
+
+       size = rcu_dereference(ht->t.size);
+       return _cds_lfht_replace(ht, size, old_iter->node, old_iter->next,
+                       new_node);
+}
+
+int cds_lfht_del(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_iter *iter)
 {
        unsigned long size;
        int ret;
 
        size = rcu_dereference(ht->t.size);
-       ret = _cds_lfht_del(ht, size, node, 0);
+       ret = _cds_lfht_del(ht, size, iter->node, 0);
        if (!ret)
                ht_count_del(ht, size);
        return ret;
index a6139c1a2d3c9894e39051ab1b2a08f8d09b0208..c796b6faa7741ca7697ca0cb73f737dc7a8e1e64 100644 (file)
@@ -523,7 +523,7 @@ void *thr_writer(void *_count)
                                ret_node = cds_lfht_add_unique(test_ht, node);
                        } else {
                                if (add_replace)
-                                       ret_node = cds_lfht_replace(test_ht, node);
+                                       ret_node = cds_lfht_add_replace(test_ht, node);
                                else
                                        cds_lfht_add(test_ht, node);
                        }
@@ -545,13 +545,10 @@ void *thr_writer(void *_count)
                        cds_lfht_lookup(test_ht,
                                (void *)(((unsigned long) rand_r(&rand_lookup) % write_pool_size) + write_pool_offset),
                                sizeof(void *), &iter);
-                       node = cds_lfht_iter_get_node(&iter);
-                       if (node)
-                               ret = cds_lfht_del(test_ht, node);
-                       else
-                               ret = -ENOENT;
+                       ret = cds_lfht_del(test_ht, &iter);
                        rcu_read_unlock();
                        if (ret == 0) {
+                               node = cds_lfht_iter_get_node(&iter);
                                call_rcu(&node->head, free_node_cb);
                                nr_del++;
                        } else
@@ -615,7 +612,7 @@ static int populate_hash(void)
                        ret_node = cds_lfht_add_unique(test_ht, node);
                } else {
                        if (add_replace)
-                               ret_node = cds_lfht_replace(test_ht, node);
+                               ret_node = cds_lfht_add_replace(test_ht, node);
                        else
                                cds_lfht_add(test_ht, node);
                }
index 4a897faea7c8f52092d4e4aeded78f1c65511ffa..860ef3d1c2d05e3516ec4a8849c9d47b39f1371f 100644 (file)
@@ -212,13 +212,13 @@ void cds_lfht_add(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_node *node);
  * The semantic of this function is that if only this function is used
  * to add keys into the table, no duplicated keys should ever be
  * observable in the table. The same guarantee apply for combination of
- * add_unique and replace (see below).
+ * add_unique and add_replace (see below).
  */
 struct cds_lfht_node *cds_lfht_add_unique(struct cds_lfht *ht,
                struct cds_lfht_node *node);
 
 /*
- * cds_lfht_replace - replace a node within hash table.
+ * cds_lfht_add_replace - replace or add a node within hash table.
  *
  * Return the node replaced upon success. If no node matching the key
  * was present, return NULL, which also means the operation succeeded.
@@ -228,29 +228,60 @@ struct cds_lfht_node *cds_lfht_add_unique(struct cds_lfht *ht,
  * freeing the memory reserved for the returned node.
  *
  * The semantic of replacement vs lookups is the following: if lookups
- * are performed between a key insertion and its removal, we guarantee
- * that the lookups will always find the key if it is replaced
- * concurrently with the lookups.
+ * are performed between a key unique insertion and its removal, we
+ * guarantee that the lookups and get next will always find exactly one
+ * instance of the key if it is replaced concurrently with the lookups.
  *
  * Providing this semantic allows us to ensure that replacement-only
  * schemes will never generate duplicated keys. It also allows us to
- * guarantee that a combination of replacement and add_unique updates
+ * guarantee that a combination of add_replace and add_unique updates
  * will never generate duplicated keys.
  */
-struct cds_lfht_node *cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht,
+struct cds_lfht_node *cds_lfht_add_replace(struct cds_lfht *ht,
                struct cds_lfht_node *node);
 
 /*
- * cds_lfht_del - remove node from hash table.
+ * cds_lfht_replace - replace a node pointer to by iter within hash table.
  *
- * Return 0 if the node is successfully removed.
- * Node can be looked up with cds_lfht_lookup. RCU read-side lock must
- * be held between lookup and removal.
+ * Return 0 if replacement is successful, negative value otherwise.
+ * Replacing a NULL old node or an already removed node will fail with a
+ * negative value.
+ * Old node can be looked up with cds_lfht_lookup and cds_lfht_next.
+ * RCU read-side lock must be held between lookup and replacement.
+ * Call with rcu_read_lock held.
+ * After successful replacement, a grace period must be waited for before
+ * freeing the memory reserved for the old node (which can be accessed
+ * with cds_lfht_iter_get_node).
+ *
+ * The semantic of replacement vs lookups is the following: if lookups
+ * are performed between a key unique insertion and its removal, we
+ * guarantee that the lookups and get next will always find exactly one
+ * instance of the key if it is replaced concurrently with the lookups.
+ *
+ * Providing this semantic allows us to ensure that replacement-only
+ * schemes will never generate duplicated keys. It also allows us to
+ * guarantee that a combination of add_replace and add_unique updates
+ * will never generate duplicated keys.
+ */
+int cds_lfht_replace(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_iter *old_iter,
+               struct cds_lfht_node *new_node);
+
+/*
+ * cds_lfht_del - remove node pointed to by iterator from hash table.
+ *
+ * Return 0 if the node is successfully removed, negative value
+ * otherwise.
+ * Replacing a NULL node or an already removed node will fail with a
+ * negative value.
+ * Node can be looked up with cds_lfht_lookup and cds_lfht_next.
+ * cds_lfht_iter_get_node.
+ * RCU read-side lock must be held between lookup and removal.
  * Call with rcu_read_lock held.
  * After successful removal, a grace period must be waited for before
- * freeing the memory reserved for node.
+ * freeing the memory reserved for old node (which can be accessed with
+ * cds_lfht_iter_get_node).
  */
-int cds_lfht_del(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_node *node);
+int cds_lfht_del(struct cds_lfht *ht, struct cds_lfht_iter *iter);
 
 /*
  * cds_lfht_resize - Force a hash table resize
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