/*      $NetBSD: select.c,v 1.3 2011/11/02 16:49:12 yamt Exp $  */

/*-
* Copyright (c)2008 YAMAMOTO Takashi,
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*/

#define FD_SETSIZE      65536
#include <sys/select.h>
#include <sys/atomic.h>
#include <sys/time.h>

#include <assert.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define NPIPE   128
#define NTHREAD 64
#define NBALLS  5
#define VERBOSE 0

#if !defined(RANDOM_MAX)
#define RANDOM_MAX      ((1UL << 31) - 1)
#endif

int fds[NPIPE][2];

volatile unsigned count;

pthread_barrier_t barrier;

static void
dowrite(void)
{
       char buf[1];
       int fd;
       int i;

       i = random() % NPIPE;
       fd = fds[i][1];
#if VERBOSE
       printf("[%p] write %d\n", (void *)pthread_self(), fd);
#endif
       if (write(fd, buf, sizeof(buf)) == -1) {
               perror("write");
               abort();
       }
}

static void *
f(void *dummy)
{

       pthread_barrier_wait(&barrier);

       for (;;) {
               struct timeval to;
               fd_set oset;
               fd_set set;
               int maxfd = -1;
               int nfd = 0;
               int ret;
               int fd;
               int i;

               FD_ZERO(&set);
               do {
                       for (i = 0; i < NPIPE; i++) {
                               fd = fds[i][0];
                               if (fd > FD_SETSIZE) {
                                       fprintf(stderr,
                                           "fd(%d) > FD_SETSIZE(%d)\n",
                                           fd, FD_SETSIZE);
                                       abort();
                               }
                               if (random() & 1) {
                                       assert(!FD_ISSET(fd, &set));
                                       FD_SET(fd, &set);
                                       nfd++;
                                       if (fd > maxfd) {
                                               maxfd = fd;
                                       }
                               }
                       }
               } while (nfd == 0);
               memcpy(&oset, &set, sizeof(oset));
               memset(&to, 0, sizeof(to));
               to.tv_sec = random() % 10;
               to.tv_usec = random() % 1000000;
#if VERBOSE
               printf("[%p] select start to=%lu\n", (void *)pthread_self(),
                   (unsigned long)to.tv_sec);
#endif
               ret = select(maxfd + 1, &set, NULL, NULL, &to);
#if VERBOSE
               printf("[%p] select done ret=%d\n",
                   (void *)pthread_self(), ret);
#endif
               if (ret == -1) {
                       perror("select");
                       abort();
               }
               if (ret > nfd) {
                       fprintf(stderr, "[%p] unexpected return value %d\n",
                           (void *)pthread_self(), ret);
                       abort();
               }
               if (ret > NBALLS) {
                       fprintf(stderr, "[%p] unexpected return value %d"
                           " > NBALLS\n",
                           (void *)pthread_self(), ret);
                       abort();
               }
               nfd = 0;
               for (fd = 0; fd <= maxfd; fd++) {
                       if (FD_ISSET(fd, &set)) {
                               char buf[1];

#if VERBOSE
                               printf("[%p] read %d\n",
                                   (void *)pthread_self(), fd);
#endif
                               if (!FD_ISSET(fd, &oset)) {
                                       fprintf(stderr, "[%p] unexpected\n",
                                           (void *)pthread_self());
                                       abort();
                               }
                               if (read(fd, buf, sizeof(buf)) == -1) {
                                       if (errno != EAGAIN) {
                                               perror("read");
                                               abort();
                                       }
                               } else {
                                       dowrite();
                                       atomic_inc_uint(&count);
                               }
                               nfd++;
                       }
               }
               if (ret != nfd) {
                       fprintf(stderr, "[%p] ret(%d) != nfd(%d)\n",
                           (void *)pthread_self(), ret, nfd);
                       abort();
               }
       }
}

int
main(int argc, char *argv[])
{
       pthread_t pt[NTHREAD];
       int i;
       unsigned int secs;
       struct timeval start_tv;
       struct timeval end_tv;
       uint64_t usecs;
       unsigned int result;

       secs = atoi(argv[1]);

       for (i = 0; i < NPIPE; i++) {
               if (pipe(fds[i])) {
                       perror("pipe");
                       abort();
               }
               if (fcntl(fds[i][0], F_SETFL, O_NONBLOCK) == -1) {
                       perror("fcntl");
                       abort();
               }
       }
       pthread_barrier_init(&barrier, NULL, NTHREAD + 1);
       for (i = 0; i < NTHREAD; i++) {
               int error = pthread_create(&pt[i], NULL, f, NULL);
               if (error) {
                       errno = error;
                       perror("pthread_create");
                       abort();
               }
       }
       pthread_barrier_wait(&barrier);
       gettimeofday(&start_tv, NULL);
       assert(count == 0);
       for (i = 0; i < NBALLS; i++) {
               dowrite();
       }
       sleep(secs);
       gettimeofday(&end_tv, NULL);
       result = count;
       usecs = (end_tv.tv_sec - start_tv.tv_sec) * 1000000
           + end_tv.tv_usec - start_tv.tv_usec;
       printf("%u / %f = %f\n", result, (double)usecs / 1000000,
           (double)result / usecs * 1000000);
       exit(EXIT_SUCCESS);
}