| [33e62f1b] | 1 | #pragma once
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|---|
 | 2 | 
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|---|
 | 3 | #include "utils.hpp"
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|---|
 | 4 | 
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|---|
 | 5 | 
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|---|
 | 6 | class snzi_t {
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|---|
 | 7 |         class node;
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|---|
 | 8 | public:
 | 
|---|
 | 9 |         const unsigned mask;
 | 
|---|
 | 10 |         const int root;
 | 
|---|
 | 11 |         std::unique_ptr<snzi_t::node[]> nodes;
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|---|
 | 12 | 
 | 
|---|
| [3bf812b] | 13 |         snzi_t(unsigned depth, unsigned base = 2);
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 14 | 
 | 
|---|
 | 15 |         void arrive(int idx) {
 | 
|---|
| [9304ca2] | 16 |                 idx >>= 2;
 | 
|---|
| [3bf812b] | 17 |                 idx %= mask;
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 18 |                 nodes[idx].arrive();
 | 
|---|
 | 19 |         }
 | 
|---|
 | 20 | 
 | 
|---|
 | 21 |         void depart(int idx) {
 | 
|---|
| [9304ca2] | 22 |                 idx >>= 2;
 | 
|---|
| [3bf812b] | 23 |                 idx %= mask;
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 24 |                 nodes[idx].depart();
 | 
|---|
 | 25 |         }
 | 
|---|
 | 26 | 
 | 
|---|
 | 27 |         bool query() const {
 | 
|---|
 | 28 |                 return nodes[root].query();
 | 
|---|
 | 29 |         }
 | 
|---|
 | 30 | 
 | 
|---|
 | 31 | 
 | 
|---|
 | 32 | private:
 | 
|---|
| [591f084] | 33 |         class __attribute__((aligned(128))) node {
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 34 |                 friend class snzi_t;
 | 
|---|
 | 35 |         private:
 | 
|---|
 | 36 | 
 | 
|---|
 | 37 |                 union val_t {
 | 
|---|
 | 38 |                         static constexpr char Half = -1;
 | 
|---|
 | 39 | 
 | 
|---|
 | 40 |                         uint64_t _all;
 | 
|---|
 | 41 |                         struct __attribute__((packed)) {
 | 
|---|
 | 42 |                                 char cnt;
 | 
|---|
 | 43 |                                 uint64_t ver:56;
 | 
|---|
 | 44 |                         };
 | 
|---|
 | 45 | 
 | 
|---|
 | 46 |                         bool cas(val_t & exp, char _cnt, uint64_t _ver) volatile {
 | 
|---|
 | 47 |                                 val_t t;
 | 
|---|
 | 48 |                                 t.ver = _ver;
 | 
|---|
 | 49 |                                 t.cnt = _cnt;
 | 
|---|
 | 50 |                                 /* paranoid */ assert(t._all == ((_ver << 8) | ((unsigned char)_cnt)));
 | 
|---|
 | 51 |                                 return __atomic_compare_exchange_n(&this->_all, &exp._all, t._all, false, __ATOMIC_SEQ_CST, __ATOMIC_SEQ_CST);
 | 
|---|
 | 52 |                         }
 | 
|---|
 | 53 | 
 | 
|---|
 | 54 |                         bool cas(val_t & exp, const val_t & tar) volatile {
 | 
|---|
 | 55 |                                 return __atomic_compare_exchange_n(&this->_all, &exp._all, tar._all, false, __ATOMIC_SEQ_CST, __ATOMIC_SEQ_CST);
 | 
|---|
 | 56 |                         }
 | 
|---|
 | 57 | 
 | 
|---|
 | 58 |                         val_t() : _all(0) {}
 | 
|---|
 | 59 |                         val_t(const volatile val_t & o) : _all(o._all) {}
 | 
|---|
 | 60 |                 };
 | 
|---|
 | 61 | 
 | 
|---|
 | 62 |                 //--------------------------------------------------
 | 
|---|
 | 63 |                 // Hierarchical node
 | 
|---|
 | 64 |                 void arrive_h() {
 | 
|---|
 | 65 |                         int undoArr = 0;
 | 
|---|
 | 66 |                         bool success = false;
 | 
|---|
 | 67 |                         while(!success) {
 | 
|---|
 | 68 |                                 auto x{ value };
 | 
|---|
 | 69 |                                 /* paranoid */ assert(x.cnt <= 120);
 | 
|---|
 | 70 |                                 if( x.cnt >= 1 ) {
 | 
|---|
 | 71 |                                         if( value.cas(x, x.cnt + 1, x.ver ) ) {
 | 
|---|
 | 72 |                                                 success = true;
 | 
|---|
 | 73 |                                         }
 | 
|---|
 | 74 |                                 }
 | 
|---|
 | 75 |                                 /* paranoid */ assert(x.cnt <= 120);
 | 
|---|
 | 76 |                                 if( x.cnt == 0 ) {
 | 
|---|
 | 77 |                                         if( value.cas(x, val_t::Half, x.ver + 1) ) {
 | 
|---|
 | 78 |                                                 success = true;
 | 
|---|
 | 79 |                                                 x.cnt = val_t::Half;
 | 
|---|
 | 80 |                                                 x.ver = x.ver + 1;
 | 
|---|
 | 81 |                                         }
 | 
|---|
 | 82 |                                 }
 | 
|---|
 | 83 |                                 /* paranoid */ assert(x.cnt <= 120);
 | 
|---|
 | 84 |                                 if( x.cnt == val_t::Half ) {
 | 
|---|
 | 85 |                                         /* paranoid */ assert(parent);
 | 
|---|
| [9304ca2] | 86 |                                         if(undoArr == 2) {
 | 
|---|
 | 87 |                                                 undoArr--;
 | 
|---|
 | 88 |                                         } else {
 | 
|---|
 | 89 |                                                 parent->arrive();
 | 
|---|
 | 90 |                                         }
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 91 |                                         if( !value.cas(x, 1, x.ver) ) {
 | 
|---|
 | 92 |                                                 undoArr = undoArr + 1;
 | 
|---|
 | 93 |                                         }
 | 
|---|
 | 94 |                                 }
 | 
|---|
 | 95 |                         }
 | 
|---|
 | 96 | 
 | 
|---|
 | 97 |                         for(int i = 0; i < undoArr; i++) {
 | 
|---|
 | 98 |                                 /* paranoid */ assert(parent);
 | 
|---|
 | 99 |                                 parent->depart();
 | 
|---|
 | 100 |                         }
 | 
|---|
 | 101 |                 }
 | 
|---|
 | 102 | 
 | 
|---|
 | 103 |                 void depart_h() {
 | 
|---|
 | 104 |                         while(true) {
 | 
|---|
 | 105 |                                 auto x = (const val_t)value;
 | 
|---|
 | 106 |                                 /* paranoid */ assertf(x.cnt >= 1, "%d", x.cnt);
 | 
|---|
 | 107 |                                 if( value.cas( x, x.cnt - 1, x.ver ) ) {
 | 
|---|
 | 108 |                                         if( x.cnt == 1 ) {
 | 
|---|
 | 109 |                                                 /* paranoid */ assert(parent);
 | 
|---|
 | 110 |                                                 parent->depart();
 | 
|---|
 | 111 |                                         }
 | 
|---|
 | 112 |                                         return;
 | 
|---|
 | 113 |                                 }
 | 
|---|
 | 114 |                         }
 | 
|---|
 | 115 |                 }
 | 
|---|
 | 116 | 
 | 
|---|
 | 117 |                 //--------------------------------------------------
 | 
|---|
 | 118 |                 // Root node
 | 
|---|
 | 119 |                 void arrive_r() {
 | 
|---|
 | 120 |                         __atomic_fetch_add(&value._all, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
 | 
|---|
 | 121 |                 }
 | 
|---|
 | 122 | 
 | 
|---|
 | 123 |                 void depart_r() {
 | 
|---|
 | 124 |                         __atomic_fetch_sub(&value._all, 1, __ATOMIC_SEQ_CST);
 | 
|---|
 | 125 |                 }
 | 
|---|
 | 126 | 
 | 
|---|
 | 127 |         private:
 | 
|---|
 | 128 |                 volatile val_t value;
 | 
|---|
 | 129 |                 class node * parent = nullptr;
 | 
|---|
 | 130 | 
 | 
|---|
 | 131 |                 bool is_root() {
 | 
|---|
 | 132 |                         return parent == nullptr;
 | 
|---|
 | 133 |                 }
 | 
|---|
 | 134 | 
 | 
|---|
 | 135 |         public:
 | 
|---|
 | 136 |                 void arrive() {
 | 
|---|
 | 137 |                         if(is_root()) arrive_r();
 | 
|---|
 | 138 |                         else arrive_h();
 | 
|---|
 | 139 |                 }
 | 
|---|
 | 140 | 
 | 
|---|
 | 141 |                 void depart() {
 | 
|---|
 | 142 |                         if(is_root()) depart_r();
 | 
|---|
 | 143 |                         else depart_h();
 | 
|---|
 | 144 |                 }
 | 
|---|
 | 145 | 
 | 
|---|
 | 146 |                 bool query() {
 | 
|---|
 | 147 |                         /* paranoid */ assert(is_root());
 | 
|---|
 | 148 |                         return value._all > 0;
 | 
|---|
 | 149 |                 }
 | 
|---|
 | 150 |         };
 | 
|---|
 | 151 | };
 | 
|---|
 | 152 | 
 | 
|---|
| [3bf812b] | 153 | snzi_t::snzi_t(unsigned depth, unsigned base)
 | 
|---|
 | 154 |         : mask( std::pow(base, depth) )
 | 
|---|
 | 155 |         , root( ((std::pow(base, depth + 1) - 1) / (base -1)) - 1 )
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 156 |         , nodes(new node[ root + 1 ]())
 | 
|---|
 | 157 | {
 | 
|---|
| [3bf812b] | 158 |         int width = std::pow(base, depth);
 | 
|---|
| [f0c3120] | 159 |         std::cout << "SNZI: " << depth << "x" << width << "(" << mask - 1 << ") " << (sizeof(snzi_t::node) * (root + 1)) << " bytes" << std::endl;
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 160 |         for(int i = 0; i < root; i++) {
 | 
|---|
| [f0c3120] | 161 |                 std::cout << i << " -> " << (i / base) + width << std::endl;
 | 
|---|
 | 162 |                 nodes[i].parent = &nodes[(i / base) + width];
 | 
|---|
| [33e62f1b] | 163 |         }
 | 
|---|
 | 164 | }
 | 
|---|