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