xref: /netbsd-src/external/bsd/jemalloc.old/dist/test/unit/prng.c (revision 8e33eff89e26cf71871ead62f0d5063e1313c33a)
1*8e33eff8Schristos #include "test/jemalloc_test.h"
2*8e33eff8Schristos 
3*8e33eff8Schristos static void
4*8e33eff8Schristos test_prng_lg_range_u32(bool atomic) {
5*8e33eff8Schristos 	atomic_u32_t sa, sb;
6*8e33eff8Schristos 	uint32_t ra, rb;
7*8e33eff8Schristos 	unsigned lg_range;
8*8e33eff8Schristos 
9*8e33eff8Schristos 	atomic_store_u32(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
10*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u32(&sa, 32, atomic);
11*8e33eff8Schristos 	atomic_store_u32(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
12*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u32(&sa, 32, atomic);
13*8e33eff8Schristos 	assert_u32_eq(ra, rb,
14*8e33eff8Schristos 	    "Repeated generation should produce repeated results");
15*8e33eff8Schristos 
16*8e33eff8Schristos 	atomic_store_u32(&sb, 42, ATOMIC_RELAXED);
17*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u32(&sb, 32, atomic);
18*8e33eff8Schristos 	assert_u32_eq(ra, rb,
19*8e33eff8Schristos 	    "Equivalent generation should produce equivalent results");
20*8e33eff8Schristos 
21*8e33eff8Schristos 	atomic_store_u32(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
22*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u32(&sa, 32, atomic);
23*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u32(&sa, 32, atomic);
24*8e33eff8Schristos 	assert_u32_ne(ra, rb,
25*8e33eff8Schristos 	    "Full-width results must not immediately repeat");
26*8e33eff8Schristos 
27*8e33eff8Schristos 	atomic_store_u32(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
28*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u32(&sa, 32, atomic);
29*8e33eff8Schristos 	for (lg_range = 31; lg_range > 0; lg_range--) {
30*8e33eff8Schristos 		atomic_store_u32(&sb, 42, ATOMIC_RELAXED);
31*8e33eff8Schristos 		rb = prng_lg_range_u32(&sb, lg_range, atomic);
32*8e33eff8Schristos 		assert_u32_eq((rb & (UINT32_C(0xffffffff) << lg_range)),
33*8e33eff8Schristos 		    0, "High order bits should be 0, lg_range=%u", lg_range);
34*8e33eff8Schristos 		assert_u32_eq(rb, (ra >> (32 - lg_range)),
35*8e33eff8Schristos 		    "Expected high order bits of full-width result, "
36*8e33eff8Schristos 		    "lg_range=%u", lg_range);
37*8e33eff8Schristos 	}
38*8e33eff8Schristos }
39*8e33eff8Schristos 
40*8e33eff8Schristos static void
41*8e33eff8Schristos test_prng_lg_range_u64(void) {
42*8e33eff8Schristos 	uint64_t sa, sb, ra, rb;
43*8e33eff8Schristos 	unsigned lg_range;
44*8e33eff8Schristos 
45*8e33eff8Schristos 	sa = 42;
46*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u64(&sa, 64);
47*8e33eff8Schristos 	sa = 42;
48*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u64(&sa, 64);
49*8e33eff8Schristos 	assert_u64_eq(ra, rb,
50*8e33eff8Schristos 	    "Repeated generation should produce repeated results");
51*8e33eff8Schristos 
52*8e33eff8Schristos 	sb = 42;
53*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u64(&sb, 64);
54*8e33eff8Schristos 	assert_u64_eq(ra, rb,
55*8e33eff8Schristos 	    "Equivalent generation should produce equivalent results");
56*8e33eff8Schristos 
57*8e33eff8Schristos 	sa = 42;
58*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u64(&sa, 64);
59*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_u64(&sa, 64);
60*8e33eff8Schristos 	assert_u64_ne(ra, rb,
61*8e33eff8Schristos 	    "Full-width results must not immediately repeat");
62*8e33eff8Schristos 
63*8e33eff8Schristos 	sa = 42;
64*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_u64(&sa, 64);
65*8e33eff8Schristos 	for (lg_range = 63; lg_range > 0; lg_range--) {
66*8e33eff8Schristos 		sb = 42;
67*8e33eff8Schristos 		rb = prng_lg_range_u64(&sb, lg_range);
68*8e33eff8Schristos 		assert_u64_eq((rb & (UINT64_C(0xffffffffffffffff) << lg_range)),
69*8e33eff8Schristos 		    0, "High order bits should be 0, lg_range=%u", lg_range);
70*8e33eff8Schristos 		assert_u64_eq(rb, (ra >> (64 - lg_range)),
71*8e33eff8Schristos 		    "Expected high order bits of full-width result, "
72*8e33eff8Schristos 		    "lg_range=%u", lg_range);
73*8e33eff8Schristos 	}
74*8e33eff8Schristos }
75*8e33eff8Schristos 
76*8e33eff8Schristos static void
77*8e33eff8Schristos test_prng_lg_range_zu(bool atomic) {
78*8e33eff8Schristos 	atomic_zu_t sa, sb;
79*8e33eff8Schristos 	size_t ra, rb;
80*8e33eff8Schristos 	unsigned lg_range;
81*8e33eff8Schristos 
82*8e33eff8Schristos 	atomic_store_zu(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
83*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_zu(&sa, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
84*8e33eff8Schristos 	atomic_store_zu(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
85*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_zu(&sa, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
86*8e33eff8Schristos 	assert_zu_eq(ra, rb,
87*8e33eff8Schristos 	    "Repeated generation should produce repeated results");
88*8e33eff8Schristos 
89*8e33eff8Schristos 	atomic_store_zu(&sb, 42, ATOMIC_RELAXED);
90*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_zu(&sb, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
91*8e33eff8Schristos 	assert_zu_eq(ra, rb,
92*8e33eff8Schristos 	    "Equivalent generation should produce equivalent results");
93*8e33eff8Schristos 
94*8e33eff8Schristos 	atomic_store_zu(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
95*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_zu(&sa, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
96*8e33eff8Schristos 	rb = prng_lg_range_zu(&sa, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
97*8e33eff8Schristos 	assert_zu_ne(ra, rb,
98*8e33eff8Schristos 	    "Full-width results must not immediately repeat");
99*8e33eff8Schristos 
100*8e33eff8Schristos 	atomic_store_zu(&sa, 42, ATOMIC_RELAXED);
101*8e33eff8Schristos 	ra = prng_lg_range_zu(&sa, ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR), atomic);
102*8e33eff8Schristos 	for (lg_range = (ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR)) - 1; lg_range > 0;
103*8e33eff8Schristos 	    lg_range--) {
104*8e33eff8Schristos 		atomic_store_zu(&sb, 42, ATOMIC_RELAXED);
105*8e33eff8Schristos 		rb = prng_lg_range_zu(&sb, lg_range, atomic);
106*8e33eff8Schristos 		assert_zu_eq((rb & (SIZE_T_MAX << lg_range)),
107*8e33eff8Schristos 		    0, "High order bits should be 0, lg_range=%u", lg_range);
108*8e33eff8Schristos 		assert_zu_eq(rb, (ra >> ((ZU(1) << (3 + LG_SIZEOF_PTR)) -
109*8e33eff8Schristos 		    lg_range)), "Expected high order bits of full-width "
110*8e33eff8Schristos 		    "result, lg_range=%u", lg_range);
111*8e33eff8Schristos 	}
112*8e33eff8Schristos }
113*8e33eff8Schristos 
114*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_lg_range_u32_nonatomic) {
115*8e33eff8Schristos 	test_prng_lg_range_u32(false);
116*8e33eff8Schristos }
117*8e33eff8Schristos TEST_END
118*8e33eff8Schristos 
119*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_lg_range_u32_atomic) {
120*8e33eff8Schristos 	test_prng_lg_range_u32(true);
121*8e33eff8Schristos }
122*8e33eff8Schristos TEST_END
123*8e33eff8Schristos 
124*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_lg_range_u64_nonatomic) {
125*8e33eff8Schristos 	test_prng_lg_range_u64();
126*8e33eff8Schristos }
127*8e33eff8Schristos TEST_END
128*8e33eff8Schristos 
129*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_lg_range_zu_nonatomic) {
130*8e33eff8Schristos 	test_prng_lg_range_zu(false);
131*8e33eff8Schristos }
132*8e33eff8Schristos TEST_END
133*8e33eff8Schristos 
134*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_lg_range_zu_atomic) {
135*8e33eff8Schristos 	test_prng_lg_range_zu(true);
136*8e33eff8Schristos }
137*8e33eff8Schristos TEST_END
138*8e33eff8Schristos 
139*8e33eff8Schristos static void
140*8e33eff8Schristos test_prng_range_u32(bool atomic) {
141*8e33eff8Schristos 	uint32_t range;
142*8e33eff8Schristos #define MAX_RANGE	10000000
143*8e33eff8Schristos #define RANGE_STEP	97
144*8e33eff8Schristos #define NREPS		10
145*8e33eff8Schristos 
146*8e33eff8Schristos 	for (range = 2; range < MAX_RANGE; range += RANGE_STEP) {
147*8e33eff8Schristos 		atomic_u32_t s;
148*8e33eff8Schristos 		unsigned rep;
149*8e33eff8Schristos 
150*8e33eff8Schristos 		atomic_store_u32(&s, range, ATOMIC_RELAXED);
151*8e33eff8Schristos 		for (rep = 0; rep < NREPS; rep++) {
152*8e33eff8Schristos 			uint32_t r = prng_range_u32(&s, range, atomic);
153*8e33eff8Schristos 
154*8e33eff8Schristos 			assert_u32_lt(r, range, "Out of range");
155*8e33eff8Schristos 		}
156*8e33eff8Schristos 	}
157*8e33eff8Schristos }
158*8e33eff8Schristos 
159*8e33eff8Schristos static void
160*8e33eff8Schristos test_prng_range_u64(void) {
161*8e33eff8Schristos 	uint64_t range;
162*8e33eff8Schristos #define MAX_RANGE	10000000
163*8e33eff8Schristos #define RANGE_STEP	97
164*8e33eff8Schristos #define NREPS		10
165*8e33eff8Schristos 
166*8e33eff8Schristos 	for (range = 2; range < MAX_RANGE; range += RANGE_STEP) {
167*8e33eff8Schristos 		uint64_t s;
168*8e33eff8Schristos 		unsigned rep;
169*8e33eff8Schristos 
170*8e33eff8Schristos 		s = range;
171*8e33eff8Schristos 		for (rep = 0; rep < NREPS; rep++) {
172*8e33eff8Schristos 			uint64_t r = prng_range_u64(&s, range);
173*8e33eff8Schristos 
174*8e33eff8Schristos 			assert_u64_lt(r, range, "Out of range");
175*8e33eff8Schristos 		}
176*8e33eff8Schristos 	}
177*8e33eff8Schristos }
178*8e33eff8Schristos 
179*8e33eff8Schristos static void
180*8e33eff8Schristos test_prng_range_zu(bool atomic) {
181*8e33eff8Schristos 	size_t range;
182*8e33eff8Schristos #define MAX_RANGE	10000000
183*8e33eff8Schristos #define RANGE_STEP	97
184*8e33eff8Schristos #define NREPS		10
185*8e33eff8Schristos 
186*8e33eff8Schristos 	for (range = 2; range < MAX_RANGE; range += RANGE_STEP) {
187*8e33eff8Schristos 		atomic_zu_t s;
188*8e33eff8Schristos 		unsigned rep;
189*8e33eff8Schristos 
190*8e33eff8Schristos 		atomic_store_zu(&s, range, ATOMIC_RELAXED);
191*8e33eff8Schristos 		for (rep = 0; rep < NREPS; rep++) {
192*8e33eff8Schristos 			size_t r = prng_range_zu(&s, range, atomic);
193*8e33eff8Schristos 
194*8e33eff8Schristos 			assert_zu_lt(r, range, "Out of range");
195*8e33eff8Schristos 		}
196*8e33eff8Schristos 	}
197*8e33eff8Schristos }
198*8e33eff8Schristos 
199*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_range_u32_nonatomic) {
200*8e33eff8Schristos 	test_prng_range_u32(false);
201*8e33eff8Schristos }
202*8e33eff8Schristos TEST_END
203*8e33eff8Schristos 
204*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_range_u32_atomic) {
205*8e33eff8Schristos 	test_prng_range_u32(true);
206*8e33eff8Schristos }
207*8e33eff8Schristos TEST_END
208*8e33eff8Schristos 
209*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_range_u64_nonatomic) {
210*8e33eff8Schristos 	test_prng_range_u64();
211*8e33eff8Schristos }
212*8e33eff8Schristos TEST_END
213*8e33eff8Schristos 
214*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_range_zu_nonatomic) {
215*8e33eff8Schristos 	test_prng_range_zu(false);
216*8e33eff8Schristos }
217*8e33eff8Schristos TEST_END
218*8e33eff8Schristos 
219*8e33eff8Schristos TEST_BEGIN(test_prng_range_zu_atomic) {
220*8e33eff8Schristos 	test_prng_range_zu(true);
221*8e33eff8Schristos }
222*8e33eff8Schristos TEST_END
223*8e33eff8Schristos 
224*8e33eff8Schristos int
225*8e33eff8Schristos main(void) {
226*8e33eff8Schristos 	return test(
227*8e33eff8Schristos 	    test_prng_lg_range_u32_nonatomic,
228*8e33eff8Schristos 	    test_prng_lg_range_u32_atomic,
229*8e33eff8Schristos 	    test_prng_lg_range_u64_nonatomic,
230*8e33eff8Schristos 	    test_prng_lg_range_zu_nonatomic,
231*8e33eff8Schristos 	    test_prng_lg_range_zu_atomic,
232*8e33eff8Schristos 	    test_prng_range_u32_nonatomic,
233*8e33eff8Schristos 	    test_prng_range_u32_atomic,
234*8e33eff8Schristos 	    test_prng_range_u64_nonatomic,
235*8e33eff8Schristos 	    test_prng_range_zu_nonatomic,
236*8e33eff8Schristos 	    test_prng_range_zu_atomic);
237*8e33eff8Schristos }
238