mirror of https://github.com/pvnis/srsRAN_4G.git
implemented circular buffer-based queue
parent
fb278a8b21
commit
822e26b63f
@ -0,0 +1,329 @@
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/**
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* \section COPYRIGHT
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* Copyright 2013-2020 Software Radio Systems Limited
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* By using this file, you agree to the terms and conditions set
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* forth in the LICENSE file which can be found at the top level of
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* the distribution.
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*
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*/
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#ifndef SRSLTE_CIRCULAR_BUFFER_H
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#define SRSLTE_CIRCULAR_BUFFER_H
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#include "srslte/adt/expected.h"
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#include <array>
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#include <cassert>
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#include <condition_variable>
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#include <mutex>
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#include <thread>
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#include <type_traits>
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#include <vector>
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namespace srslte {
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namespace detail {
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template <typename T, size_t N>
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size_t get_max_size(const std::array<T, N>& a)
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{
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return a.max_size();
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}
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template <typename T>
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size_t get_max_size(const std::vector<T>& a)
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{
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return a.capacity();
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}
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template <typename Container>
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class base_circular_buffer
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{
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using T = typename Container::value_type;
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public:
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using value_type = T;
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using difference_type = ptrdiff_t;
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struct iterator {
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iterator(base_circular_buffer<Container>& parent_, size_t i) : parent(&parent_), idx(i) {}
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iterator& operator++()
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{
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idx = (idx + 1) % parent->max_size();
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return *this;
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}
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iterator operator++(int)
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{
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iterator tmp(*this);
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++(*this);
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return tmp;
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}
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iterator operator+(difference_type n)
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{
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|
iterator tmp(*this);
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tmp += n;
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return tmp;
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}
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||||||
|
iterator& operator+=(difference_type n)
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{
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idx = (idx + n) % parent->max_size();
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||||||
|
return *this;
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|
}
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value_type* operator->() { return &parent->buffer[idx]; }
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const value_type* operator->() const { return &parent->buffer[idx]; }
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value_type& operator*() { return parent->buffer[idx]; }
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const value_type& operator*() const { return parent->buffer[idx]; }
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bool operator==(const iterator& it) const { return it.parent == parent and it.idx == idx; }
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bool operator!=(const iterator& it) const { return not(*this == it); }
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private:
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base_circular_buffer<Container>* parent;
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|
size_t idx;
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};
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||||||
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||||||
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template <typename... Args>
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||||||
|
base_circular_buffer(Args&&... args) : buffer(std::forward<Args>(args)...)
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{}
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||||||
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void push(T&& t)
|
||||||
|
{
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|
assert(not full());
|
||||||
|
size_t wpos = (rpos + count) % max_size();
|
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|
buffer[wpos] = std::move(t);
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||||||
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count++;
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||||||
|
}
|
||||||
|
void push(const T& t)
|
||||||
|
{
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||||||
|
assert(not full());
|
||||||
|
size_t wpos = (rpos + count) % max_size();
|
||||||
|
buffer[wpos] = t;
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||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
void pop()
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|
{
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||||||
|
assert(not empty());
|
||||||
|
rpos = (rpos + 1) % max_size();
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||||||
|
count--;
|
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|
}
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||||||
|
T& top()
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||||||
|
{
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||||||
|
assert(not empty());
|
||||||
|
return buffer[rpos];
|
||||||
|
}
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||||||
|
const T& top() const
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||||||
|
{
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||||||
|
assert(not empty());
|
||||||
|
return buffer[rpos];
|
||||||
|
}
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|
void clear() { count = 0; }
|
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||||||
|
bool full() const { return count == max_size(); }
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|
bool empty() const { return count == 0; }
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|
size_t size() const { return count; }
|
||||||
|
size_t max_size() const { return detail::get_max_size(buffer); }
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||||||
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||||||
|
iterator begin() { return iterator(*this, rpos); }
|
||||||
|
iterator end() { return iterator(*this, (rpos + count) % max_size()); }
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||||||
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||||||
|
private:
|
||||||
|
Container buffer;
|
||||||
|
size_t rpos = 0;
|
||||||
|
size_t count = 0;
|
||||||
|
};
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||||||
|
|
||||||
|
template <typename CircBuffer>
|
||||||
|
class base_block_queue
|
||||||
|
{
|
||||||
|
using T = typename CircBuffer::value_type;
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
template <typename... Args>
|
||||||
|
base_block_queue(Args&&... args) : circ_buffer(std::forward<Args>(args)...)
|
||||||
|
{}
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||||||
|
~base_block_queue() { stop(); }
|
||||||
|
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||||||
|
void stop()
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|
{
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||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
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||||||
|
if (active) {
|
||||||
|
active = false;
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||||||
|
if (nof_waiting == 0) {
|
||||||
|
return;
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|
}
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|
do {
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|
lock.unlock();
|
||||||
|
cvar_empty.notify_all();
|
||||||
|
cvar_full.notify_all();
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||||||
|
std::this_thread::yield();
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|
lock.lock();
|
||||||
|
} while (nof_waiting > 0);
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}
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|
}
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|
bool try_push(const T& t) { return push_(t, false); }
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||||||
|
srslte::error_type<T> try_push(T&& t) { return push_(std::move(t), false); }
|
||||||
|
bool push(const T& t) { return push_(t, true); }
|
||||||
|
srslte::error_type<T> push(T&& t) { return push_(std::move(t), true); }
|
||||||
|
bool try_pop(T& obj) { return pop_(obj, false); }
|
||||||
|
T pop()
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|
{
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|
T obj{};
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||||||
|
pop_(obj, true);
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|
return obj;
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||||||
|
}
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||||||
|
void clear()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
T obj;
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||||||
|
while (pop_(obj, false)) {
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
size_t size() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
return circ_buffer.size();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
size_t empty() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
return circ_buffer.empty();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
size_t max_size() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
return circ_buffer.max_size();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
bool is_stopped() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::lock_guard<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
return not active;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
private:
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||||||
|
bool active = true;
|
||||||
|
uint8_t nof_waiting = 0;
|
||||||
|
mutable std::mutex mutex;
|
||||||
|
std::condition_variable cvar_empty, cvar_full;
|
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|
CircBuffer circ_buffer;
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||||||
|
|
||||||
|
bool push_(const T& t, bool block_mode)
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||||||
|
{
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||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (circ_buffer.full()) {
|
||||||
|
if (not block_mode) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting++;
|
||||||
|
while (circ_buffer.full() and active) {
|
||||||
|
cvar_full.wait(lock);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting--;
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
circ_buffer.push(t);
|
||||||
|
lock.unlock();
|
||||||
|
cvar_empty.notify_one();
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
srslte::error_type<T> push_(T&& t, bool block_mode)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return std::move(t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (circ_buffer.full()) {
|
||||||
|
if (not block_mode) {
|
||||||
|
return std::move(t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting++;
|
||||||
|
while (circ_buffer.full() and active) {
|
||||||
|
cvar_full.wait(lock);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting--;
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return std::move(t);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
circ_buffer.push(t);
|
||||||
|
lock.unlock();
|
||||||
|
cvar_empty.notify_one();
|
||||||
|
return {};
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
bool pop_(T& obj, bool block)
|
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|
{
|
||||||
|
std::unique_lock<std::mutex> lock(mutex);
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (circ_buffer.empty()) {
|
||||||
|
if (not block) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting++;
|
||||||
|
while (circ_buffer.empty() and active) {
|
||||||
|
cvar_empty.wait(lock);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
nof_waiting--;
|
||||||
|
if (not active) {
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
obj = std::move(circ_buffer.top());
|
||||||
|
circ_buffer.pop();
|
||||||
|
lock.unlock();
|
||||||
|
cvar_full.notify_one();
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace detail
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T, size_t N>
|
||||||
|
class static_circular_buffer : public detail::base_circular_buffer<std::array<T, N> >
|
||||||
|
{};
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
class dyn_circular_buffer : public detail::base_circular_buffer<std::vector<T> >
|
||||||
|
{
|
||||||
|
using base_t = detail::base_circular_buffer<std::vector<T> >;
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
dyn_circular_buffer() = default;
|
||||||
|
explicit dyn_circular_buffer(size_t size) : base_t(size) {}
|
||||||
|
|
||||||
|
void set_size(size_t size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// Note: dynamic resizes not supported.
|
||||||
|
assert(base_t::empty());
|
||||||
|
base_t::buffer.resize(size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T, size_t N>
|
||||||
|
class static_block_queue : public detail::base_block_queue<static_circular_buffer<T, N> >
|
||||||
|
{};
|
||||||
|
|
||||||
|
template <typename T>
|
||||||
|
class dyn_block_queue : public detail::base_block_queue<dyn_circular_buffer<T> >
|
||||||
|
{
|
||||||
|
using base_t = detail::base_block_queue<dyn_circular_buffer<T> >;
|
||||||
|
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
dyn_block_queue() = default;
|
||||||
|
explicit dyn_block_queue(size_t size) : base_t(size) {}
|
||||||
|
void set_size(size_t size) { base_t::circ_buffer.set_size(size); }
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace srslte
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif // SRSLTE_CIRCULAR_BUFFER_H
|
@ -0,0 +1,125 @@
|
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|
/**
|
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|
*
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|
* \section COPYRIGHT
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|
*
|
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|
* Copyright 2013-2020 Software Radio Systems Limited
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|
*
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||||||
|
* By using this file, you agree to the terms and conditions set
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|
* forth in the LICENSE file which can be found at the top level of
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||||||
|
* the distribution.
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*
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|
*/
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||||||
|
|
||||||
|
#include "srslte/adt/circular_buffer.h"
|
||||||
|
#include "srslte/common/test_common.h"
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||||||
|
|
||||||
|
namespace srslte {
|
||||||
|
|
||||||
|
int test_static_circular_buffer()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
static_circular_buffer<int, 10> circ_buffer;
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.max_size() == 10);
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.empty() and not circ_buffer.full() and circ_buffer.size() == 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// push until full
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < circ_buffer.max_size(); ++i) {
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.size() == i and not circ_buffer.full());
|
||||||
|
circ_buffer.push(i);
|
||||||
|
TESTASSERT(not circ_buffer.empty());
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.size() == 10 and circ_buffer.full());
|
||||||
|
|
||||||
|
// test iterator
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
for (int& it : circ_buffer) {
|
||||||
|
TESTASSERT(it == count);
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TESTASSERT(*circ_buffer.begin() == circ_buffer.top());
|
||||||
|
|
||||||
|
// pop until empty
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < circ_buffer.max_size(); ++i) {
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.size() == circ_buffer.max_size() - i and not circ_buffer.empty());
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.top() == (int)i);
|
||||||
|
circ_buffer.pop();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.empty() and circ_buffer.size() == 0);
|
||||||
|
|
||||||
|
// test iteration with wrap-around in memory
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < circ_buffer.max_size(); ++i) {
|
||||||
|
circ_buffer.push(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for (size_t i = 0; i < circ_buffer.max_size() / 2; ++i) {
|
||||||
|
circ_buffer.pop();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
circ_buffer.push(circ_buffer.max_size());
|
||||||
|
circ_buffer.push(circ_buffer.max_size() + 1);
|
||||||
|
TESTASSERT(circ_buffer.size() == circ_buffer.max_size() / 2 + 2);
|
||||||
|
count = circ_buffer.max_size() / 2;
|
||||||
|
for (int& it : circ_buffer) {
|
||||||
|
TESTASSERT(it == count);
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return SRSLTE_SUCCESS;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int test_queue_block_api()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
dyn_block_queue<int> queue(100);
|
||||||
|
|
||||||
|
std::thread t([&queue]() {
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
while (true) {
|
||||||
|
int val = queue.pop();
|
||||||
|
if (queue.is_stopped()) {
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
assert(val == count);
|
||||||
|
count++;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
|
||||||
|
queue.push(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
queue.stop();
|
||||||
|
t.join();
|
||||||
|
return SRSLTE_SUCCESS;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int test_queue_block_api_2()
|
||||||
|
{
|
||||||
|
std::thread t;
|
||||||
|
|
||||||
|
{
|
||||||
|
dyn_block_queue<int> queue(100);
|
||||||
|
|
||||||
|
t = std::thread([&queue]() {
|
||||||
|
int count = 0;
|
||||||
|
while (queue.push(count++)) {
|
||||||
|
}
|
||||||
|
});
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < 10000; ++i) {
|
||||||
|
TESTASSERT(queue.pop() == i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// queue dtor called
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
t.join();
|
||||||
|
return SRSLTE_SUCCESS;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
} // namespace srslte
|
||||||
|
|
||||||
|
int main()
|
||||||
|
{
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TESTASSERT(srslte::test_static_circular_buffer() == SRSLTE_SUCCESS);
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TESTASSERT(srslte::test_queue_block_api() == SRSLTE_SUCCESS);
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TESTASSERT(srslte::test_queue_block_api_2() == SRSLTE_SUCCESS);
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srslte::console("Success\n");
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return SRSLTE_SUCCESS;
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}
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