2016q3 Homework3（mergesort-concurrent)

typedef struct _task { 			//task 的資料結構
    void (*func)(void *);
    void *arg;
    struct _task *next, *last;
} task_t;

typedef struct { 				//task queue 的資料結構
    task_t *head, *tail;
    pthread_mutex_t mutex;
    pthread_cond_t cond;
    uint32_t size; 				//宣告一個 8 byte 的非負整數
} tqueue_t;

typedef struct { 				//thread pool 的資料結構
    pthread_t *threads; 			//宣告 thread id
    uint32_t count;
    tqueue_t *queue; 				//宣告 task queue
} tpool_t;

int tqueue_init(tqueue_t *the_queue)		//初始化 task queue
{
    the_queue->head = NULL;
    the_queue->tail = NULL;
    pthread_mutex_init(&(the_queue->mutex), NULL); 	//初始化互斥鎖
    pthread_cond_init(&(the_queue->cond), NULL);	//初始化條件變量
    the_queue->size = 0;
    return 0;
}

task_t *tqueue_pop(tqueue_t *the_queue) 	//把 thread 從 task queue pop 到 thread pool
{
    task_t *ret;
    pthread_mutex_lock(&(the_queue->mutex));  //占有互斥鎖（阻塞操作）
    ret = the_queue->tail;
    if (ret) {
        the_queue->tail = ret->last;	//ret 被 pop 掉了 ， 所以 queue 的尾端 是ret 的上一筆資料 
        if (the_queue->tail) {
            the_queue->tail->next = NULL;
        } else {			//queue 的尾端沒東西 ， 代表整個 queue 都是空的
            the_queue->head = NULL;
        }
        the_queue->size--; 
    }
    pthread_mutex_unlock(&(the_queue->mutex));//解鎖
    return ret;
}

int tqueue_push(tqueue_t *the_queue, task_t *task)
{
    pthread_mutex_lock(&(the_queue->mutex));
    task->last = NULL; 		//要 push 進 queue 的 task 後面沒有東西
    task->next = the_queue->head;	//要 push 進 queue 的 task 的下一筆資料 目前在 queue 的頭
    if (the_queue->head)
        the_queue->head->last = task; // 要 push 進 queue 的 task排在目前最後一筆資料(在 queue 的頭)的後面
    the_queue->head = task;		// 要 push 進 queue 的 task 設為 queue 的頭
    if (the_queue->size++ == 0) 	//假如 queue 為空  
        the_queue->tail = task;       //要 push 進 queue 的 task 設為 queue 的尾
    pthread_mutex_unlock(&(the_queue->mutex));
    return 0;
}

int tpool_init(tpool_t *the_pool, uint32_t tcount, void *(*func)(void *))
{
    the_pool->threads = (pthread_t *) malloc(sizeof(pthread_t) * tcount);
    the_pool->count = tcount;
    the_pool->queue = (tqueue_t *) malloc(sizeof(tqueue_t));
    tqueue_init(the_pool->queue);
    pthread_attr_t attr; 		//宣告 thread 屬性
    pthread_attr_init(&attr);		//初始化 threa 屬性變數
    pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);//設定 thread  的 detachstate 屬性為 joinable

    for (uint32_t i = 0; i < tcount; ++i)
        pthread_create(&(the_pool->threads[i]), &attr, func, NULL);
    pthread_attr_destroy(&attr);//刪除執行緒的屬性，用無效值覆蓋

    return 0;
}