/* threadtest.c
 *  by: john stultz (johnstul@us.ibm.com)
 *  (C) Copyright IBM 2004, 2005, 2006, 2012
 *  Licensed under the GPLv2
 *
 *  To build:
 * $ gcc threadtest.c -o threadtest -lrt
 *
 *   This program is free software: you can redistribute it and/or modify
 *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *   the Free Software Foundation, either version 2 of the License, 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 General Public License for more details.
 */
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/time.h>
#include <pthread.h>
#include "../kselftest.h"

/* serializes shared list access */
pthread_mutex_t list_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;
/* serializes console output */
pthread_mutex_t print_lock = PTHREAD_MUTEX_INITIALIZER;


#define MAX_THREADS 128
#define LISTSIZE 128

int done = 0;

struct timespec global_list[LISTSIZE];
int listcount = 0;


void checklist(const struct timespec *list, int size)
{
 int i, j;
 const struct timespec *a, *b;

 /* scan the list */
 for (i = 0; i < size-1; i++) {
  a = &list[i];
  b = &list[i+1];

  /* look for any time inconsistencies */
  if ((b->tv_sec <= a->tv_sec) &&
   (b->tv_nsec < a->tv_nsec)) {

   /* flag other threads */
   done = 1;

   /*serialize printing to avoid junky output*/
   pthread_mutex_lock(&print_lock);

   /* dump the list */
   printf("\n");
   for (j = 0; j < size; j++) {
    if (j == i)
     printf("---------------\n");
    printf("%lu:%lu\n", list[j].tv_sec, list[j].tv_nsec);
    if (j == i+1)
     printf("---------------\n");
   }
   printf("[FAILED]\n");

   pthread_mutex_unlock(&print_lock);
  }
 }
}

/* The shared thread shares a global list
 * that each thread fills while holding the lock.
 * This stresses clock synchronization across cpus.
 */
void *shared_thread(void *arg)
{
 while (!done) {
  /* protect the list */
  pthread_mutex_lock(&list_lock);

  /* see if we're ready to check the list */
  if (listcount >= LISTSIZE) {
   checklist(global_list, LISTSIZE);
   listcount = 0;
  }
  clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &global_list[listcount++]);

  pthread_mutex_unlock(&list_lock);
 }
 return NULL;
}


/* Each independent thread fills in its own
 * list. This stresses clock_gettime() lock contention.
 */
void *independent_thread(void *arg)
{
 struct timespec my_list[LISTSIZE];
 int count;

 while (!done) {
  /* fill the list */
  for (count = 0; count < LISTSIZE; count++)
   clock_gettime(CLOCK_MONOTONIC, &my_list[count]);
  checklist(my_list, LISTSIZE);
 }
 return NULL;
}

#define DEFAULT_THREAD_COUNT 8
#define DEFAULT_RUNTIME 30

int main(int argc, char **argv)
{
 int thread_count, i;
 time_t start, now, runtime;
 char buf[255];
 pthread_t pth[MAX_THREADS];
 int opt;
 void *tret;
 int ret = 0;
 void *(*thread)(void *) = shared_thread;

 thread_count = DEFAULT_THREAD_COUNT;
 runtime = DEFAULT_RUNTIME;

 /* Process arguments */
 while ((opt = getopt(argc, argv, "t:n:i")) != -1) {
  switch (opt) {
  case 't':
   runtime = atoi(optarg);
   break;
  case 'n':
   thread_count = atoi(optarg);
   break;
  case 'i':
   thread = independent_thread;
   printf("using independent threads\n");
   break;
  default:
   printf("Usage: %s [-t <secs>] [-n <numthreads>] [-i]\n", argv[0]);
   printf(" -t: time to run\n");
   printf(" -n: number of threads\n");
   printf(" -i: use independent threads\n");
   return -1;
  }
 }

 if (thread_count > MAX_THREADS)
  thread_count = MAX_THREADS;


 setbuf(stdout, NULL);

 start = time(0);
 strftime(buf, 255, "%a, %d %b %Y %T %z", localtime(&start));
 printf("%s\n", buf);
 printf("Testing consistency with %i threads for %ld seconds: ", thread_count, runtime);
 fflush(stdout);

 /* spawn */
 for (i = 0; i < thread_count; i++)
  pthread_create(&pth[i], 0, thread, 0);

 while (time(&now) < start + runtime) {
  sleep(1);
  if (done) {
   ret = 1;
   strftime(buf, 255, "%a, %d %b %Y %T %z", localtime(&now));
   printf("%s\n", buf);
   goto out;
  }
 }
 printf("[OK]\n");
 done = 1;

out:
 /* wait */
 for (i = 0; i < thread_count; i++)
  pthread_join(pth[i], &tret);

 /* die */
 if (ret)
  ksft_exit_fail();
 ksft_exit_pass();
}