Fixed rare memory-use-after-free
[libcds.git] / cds / intrusive / michael_set_rcu.h
index 69695a6ad19d4a7c60b6176596cf3fcef8ed20fb..177cfb6204bd2273bd490741b91cb658354ca7b7 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 //$$CDS-header$$
 
-#ifndef __CDS_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_RCU_H
-#define __CDS_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_RCU_H
+#ifndef CDSLIB_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_RCU_H
+#define CDSLIB_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_RCU_H
 
 #include <cds/intrusive/details/michael_set_base.h>
 #include <cds/details/allocator.h>
@@ -89,8 +89,9 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         /// Bucket table allocator
         typedef cds::details::Allocator< bucket_type, typename traits::allocator >  bucket_table_allocator;
 
-        typedef typename bucket_type::rcu_lock         rcu_lock;   ///< RCU scoped lock
-        typedef typename bucket_type::exempt_ptr       exempt_ptr; ///< pointer to extracted node
+        typedef typename bucket_type::rcu_lock    rcu_lock;   ///< RCU scoped lock
+        typedef typename bucket_type::exempt_ptr  exempt_ptr; ///< pointer to extracted node
+        typedef typename bucket_type::raw_ptr     raw_ptr;    ///< Return type of \p get() member function and its derivatives
         /// Group of \p extract_xxx functions require external locking if underlying ordered list requires that
         static CDS_CONSTEXPR const bool c_bExtractLockExternal = bucket_type::c_bExtractLockExternal;
 
@@ -165,11 +166,11 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         //@{
         const_iterator begin() const
         {
-            return get_const_begin();
+            return cbegin();
         }
-        const_iterator cbegin()
+        const_iterator cbegin() const
         {
-            return get_const_begin();
+            return const_iterator( m_Buckets[0].cbegin(), m_Buckets, m_Buckets + bucket_count() );
         }
         //@}
 
@@ -177,26 +178,14 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         //@{
         const_iterator end() const
         {
-            return get_const_end();
+            return cend();
         }
-        const_iterator cend()
+        const_iterator cend() const
         {
-            return get_const_end();
+            return const_iterator( m_Buckets[bucket_count() - 1].cend(), m_Buckets + bucket_count() - 1, m_Buckets + bucket_count() );
         }
         //@}
 
-    private:
-        //@cond
-        const_iterator get_const_begin() const
-        {
-            return const_iterator( m_Buckets[0].begin(), m_Buckets, m_Buckets + bucket_count() );
-        }
-        const_iterator get_const_end() const
-        {
-            return const_iterator( m_Buckets[bucket_count() - 1].end(), m_Buckets + bucket_count() - 1, m_Buckets + bucket_count() );
-        }
-        //@endcond
-
     public:
         /// Initialize hash set
         /**
@@ -215,7 +204,7 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             static_assert( std::is_same<gc, typename bucket_type::gc>::value, "GC and OrderedList::gc must be the same");
 
             // atomicity::empty_item_counter is not allowed as a item counter
-            static_assert( !std::is_same<item_counter, atomicity::empty_item_counter>::value, 
+            static_assert( !std::is_same<item_counter, atomicity::empty_item_counter>::value,
                 "atomicity::empty_item_counter is not allowed as a item counter");
 
             m_Buckets = bucket_table_allocator().NewArray( bucket_count() );
@@ -272,41 +261,51 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             return bRet;
         }
 
-        /// Ensures that the \p item exists in the set
+        /// Updates the element
         /**
             The operation performs inserting or changing data with lock-free manner.
 
-            If the item \p val not found in the set, then \p val is inserted into the set.
+            If the item \p val not found in the set, then \p val is inserted iff \p bAllowInsert is \p true.
             Otherwise, the functor \p func is called with item found.
             The functor signature is:
             \code
-                void func( bool bNew, value_type& item, value_type& val );
+                struct functor {
+                    void operator()( bool bNew, value_type& item, value_type& val );
+                };
             \endcode
             with arguments:
             - \p bNew - \p true if the item has been inserted, \p false otherwise
             - \p item - item of the set
-            - \p val - argument \p val passed into the \p ensure function
+            - \p val - argument \p val passed into the \p %update() function
             If new item has been inserted (i.e. \p bNew is \p true) then \p item and \p val arguments
             refers to the same thing.
 
-            The functor can change non-key fields of the \p item.
+            The functor may change non-key fields of the \p item.
 
-            Returns std::pair<bool, bool> where \p first is \p true if operation is successfull,
+            Returns <tt> std::pair<bool, bool> </tt> where \p first is \p true if operation is successfull,
             \p second is \p true if new item has been added or \p false if the item with \p key
             already is in the set.
 
-            @warning For \ref cds_intrusive_MichaelList_rcu "MichaelList" as the bucket see \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting".
-            \ref cds_intrusive_LazyList_rcu "LazyList" provides exclusive access to inserted item and does not require any node-level
+            @warning For \ref cds_intrusive_MichaelList_hp "MichaelList" as the bucket see \ref cds_intrusive_item_creating "insert item troubleshooting".
+            \ref cds_intrusive_LazyList_hp "LazyList" provides exclusive access to inserted item and does not require any node-level
             synchronization.
-            */
+        */
         template <typename Func>
-        std::pair<bool, bool> ensure( value_type& val, Func func )
+        std::pair<bool, bool> update( value_type& val, Func func, bool bAllowInsert = true )
         {
-            std::pair<bool, bool> bRet = bucket( val ).ensure( val, func );
-            if ( bRet.first && bRet.second )
+            std::pair<bool, bool> bRet = bucket( val ).update( val, func, bAllowInsert );
+            if ( bRet.second )
                 ++m_ItemCounter;
             return bRet;
         }
+        //@cond
+        template <typename Func>
+        CDS_DEPRECATED("ensure() is deprecated, use update()")
+        std::pair<bool, bool> ensure( value_type& val, Func func )
+        {
+            return update( val, func, true );
+        }
+        //@endcond
 
         /// Unlinks the item \p val from the set
         /**
@@ -371,7 +370,6 @@ namespace cds { namespace intrusive {
                 void operator()( value_type const& item );
             };
             \endcode
-            The functor may be passed by reference with <tt>boost:ref</tt>
 
             If the item with key equal to \p key is not found the function return \p false.
 
@@ -407,14 +405,13 @@ namespace cds { namespace intrusive {
         /// Extracts an item from the set
         /** \anchor cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_extract
             The function searches an item with key equal to \p key in the set,
-            unlinks it from the set, places item pointer into \p dest argument, and returns \p true.
-            If the item with the key equal to \p key is not found the function return \p false.
+            unlinks it from the set, and returns \ref cds::urcu::exempt_ptr "exempt_ptr" pointer to the item found.
+            If the item with the key equal to \p key is not found the function returns an empty \p exempt_ptr.
 
-            @note The function does NOT call RCU read-side lock or synchronization,
-            and does NOT dispose the item found. It just excludes the item from the set
-            and returns a pointer to item found.
-            You should lock RCU before calling of the function, and you should synchronize RCU
-            outside the RCU lock before reusing returned pointer.
+            Depends on \p bucket_type you should or should not lock RCU before calling of this function:
+            - for the set based on \ref cds_intrusive_MichaelList_rcu "MichaelList" RCU should not be locked
+            - for the set based on \ref cds_intrusive_LazyList_rcu "LazyList" RCU should be locked
+            See ordered list implementation for details.
 
             \code
             #include <cds/urcu/general_buffered.h>
@@ -428,17 +425,16 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             rcu_michael_set theSet;
             // ...
 
-            rcu_michael_set::exempt_ptr p;
-            {
-                // first, we should lock RCU
-                rcu_michael_set::rcu_lock lock;
-
-                // Now, you can apply extract function
-                // Note that you must not delete the item found inside the RCU lock
-                if ( theSet.extract( p, 10 )) {
-                    // do something with p
-                    ...
-                }
+            typename rcu_michael_set::exempt_ptr p;
+
+            // For MichaelList we should not lock RCU
+
+            // Now, you can apply extract function
+            // Note that you must not delete the item found inside the RCU lock
+            p = theSet.extract( 10 )
+            if ( p ) {
+                // do something with p
+                ...
             }
 
             // We may safely release p here
@@ -448,55 +444,71 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             \endcode
         */
         template <typename Q>
-        bool extract( exempt_ptr& dest, Q const& key )
+        exempt_ptr extract( Q const& key )
         {
-            if ( bucket( key ).extract( dest, key )) {
+            exempt_ptr p( bucket( key ).extract( key ) );
+            if ( p )
                 --m_ItemCounter;
-                return true;
-            }
-            return false;
+            return p;
         }
 
         /// Extracts an item from the set using \p pred predicate for searching
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_extract "extract(exempt_ptr&, Q const&)"
-            but \p pred is used for key comparing.
+            The function is an analog of \p extract(Q const&) but \p pred is used for key comparing.
             \p Less functor has the interface like \p std::less.
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the set.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        bool extract_with( exempt_ptr& dest, Q const& key, Less pred )
+        exempt_ptr extract_with( Q const& key, Less pred )
         {
-            if ( bucket( key ).extract_with( dest, key, pred )) {
+            exempt_ptr p( bucket( key ).extract_with( key, pred ) );
+            if ( p )
                 --m_ItemCounter;
-                return true;
-            }
-            return false;
+            return p;
         }
 
-        /// Finds the key \p key
-        /** \anchor cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_find_val
+        /// Checks whether the set contains \p key
+        /**
+
             The function searches the item with key equal to \p key
-            and returns \p true if \p key found or \p false otherwise.
+            and returns \p true if the key is found, and \p false otherwise.
+
+            Note the hash functor specified for class \p Traits template parameter
+            should accept a parameter of type \p Q that can be not the same as \p value_type.
         */
         template <typename Q>
-        bool find( Q const& key ) const
+        bool contains( Q const& key )
+        {
+            return bucket( key ).contains( key );
+        }
+        //@cond
+        template <typename Q>
+        CDS_DEPRECATED("use contains()")
+        bool find( Q const& key )
         {
-            return bucket( key ).find( key );
+            return contains( key );
         }
+        //@endcond
 
-        /// Finds the key \p key using \p pred predicate for searching
+        /// Checks whether the set contains \p key using \p pred predicate for searching
         /**
-            The function is an analog of \ref cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_find_val "find(Q const&)"
-            but \p pred is used for key comparing.
+            The function is an analog of <tt>contains( key )</tt> but \p pred is used for key comparing.
             \p Less functor has the interface like \p std::less.
-            \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the set.
+            \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the set.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        bool find_with( Q const& key, Less pred ) const
+        bool contains( Q const& key, Less pred )
         {
-            return bucket( key ).find_with( key, pred );
+            return bucket( key ).contains( key, pred );
         }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Less>
+        CDS_DEPRECATED("use contains()")
+        bool find_with( Q const& key, Less pred )
+        {
+            return contains( key, pred );
+        }
+        //@endcond
 
         /// Find the key \p key
         /** \anchor cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_find_func
@@ -522,10 +534,17 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             The function returns \p true if \p key is found, \p false otherwise.
         */
         template <typename Q, typename Func>
-        bool find( Q& key, Func f ) const
+        bool find( Q& key, Func f )
+        {
+            return bucket( key ).find( key, f );
+        }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Func>
+        bool find( Q const& key, Func f )
         {
             return bucket( key ).find( key, f );
         }
+        //@endcond
 
         /// Finds the key \p key using \p pred predicate for searching
         /**
@@ -535,15 +554,24 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the set.
         */
         template <typename Q, typename Less, typename Func>
-        bool find_with( Q& key, Less pred, Func f ) const
+        bool find_with( Q& key, Less pred, Func f )
         {
             return bucket( key ).find_with( key, pred, f );
         }
+        //@cond
+        template <typename Q, typename Less, typename Func>
+        bool find_with( Q const& key, Less pred, Func f )
+        {
+            return bucket( key ).find_with( key, pred, f );
+        }
+        //@endcond
 
         /// Finds the key \p key and return the item found
         /** \anchor cds_intrusive_MichaelHashSet_rcu_get
             The function searches the item with key equal to \p key and returns the pointer to item found.
             If \p key is not found it returns \p nullptr.
+            Note the type of returned value depends on underlying \p bucket_type.
+            For details, see documentation of ordered list you use.
 
             Note the compare functor should accept a parameter of type \p Q that can be not the same as \p value_type.
 
@@ -553,22 +581,24 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             typedef cds::intrusive::MichaelHashSet< your_template_parameters > hash_set;
             hash_set theSet;
             // ...
+            // Result of get() call
+            typename hash_set::raw_ptr ptr;
             {
                 // Lock RCU
                 hash_set::rcu_lock lock;
 
-                foo * pVal = theSet.get( 5 );
-                if ( pVal ) {
-                    // Deal with pVal
+                ptr = theSet.get( 5 );
+                if ( ptr ) {
+                    // Deal with ptr
                     //...
                 }
                 // Unlock RCU by rcu_lock destructor
-                // pVal can be retired by disposer at any time after RCU has been unlocked
+                // ptr can be reclaimed by disposer at any time after RCU has been unlocked
             }
             \endcode
         */
         template <typename Q>
-        value_type * get( Q const& key ) const
+        raw_ptr get( Q const& key )
         {
             return bucket( key ).get( key );
         }
@@ -583,7 +613,7 @@ namespace cds { namespace intrusive {
             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the set.
         */
         template <typename Q, typename Less>
-        value_type * get_with( Q const& key, Less pred ) const
+        raw_ptr get_with( Q const& key, Less pred )
         {
             return bucket( key ).get_with( key, pred );
         }
@@ -637,5 +667,5 @@ namespace cds { namespace intrusive {
 
 }} // namespace cds::intrusive
 
-#endif // #ifndef __CDS_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_NOGC_H
+#endif // #ifndef CDSLIB_INTRUSIVE_MICHAEL_SET_NOGC_H