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