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