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: |
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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 %= 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(128))) 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))); |
---|
49 | return __atomic_compare_exchange_n(&this->_all, &exp._all, t._all, false, __ATOMIC_SEQ_CST, __ATOMIC_SEQ_CST); |
---|
50 | } |
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51 | |
---|
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); |
---|
54 | } |
---|
55 | |
---|
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); |
---|
68 | if( x.cnt >= 1 ) { |
---|
69 | if( value.cas(x, x.cnt + 1, x.ver ) ) { |
---|
70 | success = true; |
---|
71 | } |
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72 | } |
---|
73 | /* paranoid */ assert(x.cnt <= 120); |
---|
74 | if( x.cnt == 0 ) { |
---|
75 | if( value.cas(x, val_t::Half, x.ver + 1) ) { |
---|
76 | success = true; |
---|
77 | x.cnt = val_t::Half; |
---|
78 | x.ver = x.ver + 1; |
---|
79 | } |
---|
80 | } |
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81 | /* paranoid */ assert(x.cnt <= 120); |
---|
82 | if( x.cnt == val_t::Half ) { |
---|
83 | /* paranoid */ assert(parent); |
---|
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); |
---|
104 | parent->depart(); |
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105 | } |
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106 | return; |
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107 | } |
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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); |
---|
115 | } |
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116 | |
---|
117 | void depart_r() { |
---|
118 | __atomic_fetch_sub(&value._all, 1, __ATOMIC_SEQ_CST); |
---|
119 | } |
---|
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() { |
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136 | if(is_root()) depart_r(); |
---|
137 | else depart_h(); |
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138 | } |
---|
139 | |
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140 | bool query() { |
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141 | /* paranoid */ assert(is_root()); |
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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, unsigned base) |
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148 | : mask( std::pow(base, depth) ) |
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149 | , root( ((std::pow(base, depth + 1) - 1) / (base -1)) - 1 ) |
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150 | , nodes(new node[ root + 1 ]()) |
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151 | { |
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152 | int width = std::pow(base, depth); |
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153 | std::cout << "SNZI: " << depth << "x" << width << "(" << mask - 1 << ")" << std::endl; |
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154 | for(int i = 0; i < root; i++) { |
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155 | nodes[i].parent = &nodes[(i / base) + width ]; |
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156 | } |
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157 | } |
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