cds/container/impl/bronson_avltree_map_rcu.h

   1 //$$CDS-header$$
   2
   3 #ifndef CDSLIB_CONTAINER_IMPL_BRONSON_AVLTREE_MAP_RCU_H
   4 #define CDSLIB_CONTAINER_IMPL_BRONSON_AVLTREE_MAP_RCU_H
   5
   6 #include <type_traits> // is_base_of
   7 #include <cds/container/details/bronson_avltree_base.h>
   8 #include <cds/urcu/details/check_deadlock.h>
   9 #include <cds/urcu/exempt_ptr.h>
  10
  11 namespace cds { namespace container {
  12
  13     /// Bronson et al AVL-tree (RCU specialization for storing pointer to values)
  14     /** @ingroup cds_nonintrusive_map
  15         @ingroup cds_nonintrusive_tree
  16         @headerfile cds/container/bronson_avltree_map_rcu.h
  17         @anchor cds_container_BronsonAVLTreeMap_rcu_ptr
  18
  19         This is the specialization of \ref cds_container_BronsonAVLTreeMap_rcu "RCU-based Bronson et al AVL-tree"
  20         for "key -> value pointer" map. This specialization stores the pointer to user-allocated values instead of the copy
  21         of the value. When a tree node is removed, the algorithm does not free the value pointer directly, instead, it call
  22         the disposer functor provided by \p Traits template parameter.
  23
  24         <b>Template arguments</b>:
  25         - \p RCU - one of \ref cds_urcu_gc "RCU type"
  26         - \p Key - key type
  27         - \p T - value type to be stored in tree's nodes. Note, the specialization stores the pointer to user-allocated
  28             value, not the copy.
  29         - \p Traits - tree traits, default is \p bronson_avltree::traits
  30             It is possible to declare option-based tree with \p bronson_avltree::make_traits metafunction
  31             instead of \p Traits template argument.
  32
  33         @note Before including <tt><cds/container/bronson_avltree_map_rcu.h></tt> you should include appropriate RCU header file,
  34         see \ref cds_urcu_gc "RCU type" for list of existing RCU class and corresponding header files.
  35     */
  36     template <
  37         typename RCU,
  38         typename Key,
  39         typename T,
  40 #   ifdef CDS_DOXYGEN_INVOKED
  41         typename Traits = bronson_avltree::traits
  42 #else
  43         typename Traits
  44 #endif
  45     >
  46     class BronsonAVLTreeMap< cds::urcu::gc<RCU>, Key, T*, Traits >
  47     {
  48     public:
  49         typedef cds::urcu::gc<RCU>  gc;   ///< RCU Garbage collector
  50         typedef Key     key_type;    ///< type of a key stored in the map
  51         typedef T *     mapped_type; ///< type of value stored in the map
  52         typedef Traits  traits;      ///< Traits template parameter
  53
  54 #   ifdef CDS_DOXYGEN_INVOKED
  55         typedef implementation_defined key_comparator;    ///< key compare functor based on \p Traits::compare and \p Traits::less
  56 #   else
  57         typedef typename opt::details::make_comparator< key_type, traits >::type key_comparator;
  58 #endif
  59         typedef typename traits::item_counter           item_counter;       ///< Item counting policy
  60         typedef typename traits::memory_model           memory_model;       ///< Memory ordering, see \p cds::opt::memory_model option
  61         typedef typename traits::node_allocator         node_allocator_type; ///< allocator for maintaining internal nodes
  62         typedef typename traits::stat                   stat;               ///< internal statistics
  63         typedef typename traits::rcu_check_deadlock     rcu_check_deadlock; ///< Deadlock checking policy
  64         typedef typename traits::back_off               back_off;           ///< Back-off strategy
  65         typedef typename traits::disposer               disposer;           ///< Value disposer
  66         typedef typename traits::sync_monitor           sync_monitor;       ///< @ref cds_sync_monitor "Synchronization monitor" type for node-level locking
  67
  68         /// Enabled or disabled @ref bronson_avltree::relaxed_insert "relaxed insertion"
  69         static CDS_CONSTEXPR bool const c_bRelaxedInsert = traits::relaxed_insert;
  70
  71         /// Group of \p extract_xxx functions does not require external locking
  72         static CDS_CONSTEXPR const bool c_bExtractLockExternal = false;
  73
  74 #   ifdef CDS_DOXYGEN_INVOKED
  75         /// Returned pointer to \p mapped_type of extracted node
  76         typedef cds::urcu::exempt_ptr< gc, T, T, disposer, void > exempt_ptr;
  77 #   else
  78         typedef cds::urcu::exempt_ptr< gc,
  79             typename std::remove_pointer<mapped_type>::type,
  80             typename std::remove_pointer<mapped_type>::type,
  81             disposer,
  82             void
  83         > exempt_ptr;
  84 #   endif
  85
  86         typedef typename gc::scoped_lock    rcu_lock;  ///< RCU scoped lock
  87
  88     protected:
  89         //@cond
  90         typedef bronson_avltree::node< key_type, mapped_type, sync_monitor > node_type;
  91         typedef typename node_type::version_type version_type;
  92
  93         typedef cds::details::Allocator< node_type, node_allocator_type > cxx_allocator;
  94         typedef cds::urcu::details::check_deadlock_policy< gc, rcu_check_deadlock >   check_deadlock_policy;
  95
  96         enum class find_result
  97         {
  98             not_found,
  99             found,
 100             retry
 101         };
 102
 103         struct update_flags
 104         {
 105             enum {
 106                 allow_insert = 1,
 107                 allow_update = 2,
 108                 //allow_remove = 4,
 109
 110                 retry = 1024,
 111
 112                 failed = 0,
 113                 result_inserted = allow_insert,
 114                 result_updated = allow_update,
 115                 result_removed = 4
 116             };
 117         };
 118
 119         enum node_condition
 120         {
 121             nothing_required = -3,
 122             rebalance_required = -2,
 123             unlink_required = -1
 124         };
 125
 126         enum direction {
 127             left_child = -1,
 128             right_child = 1
 129         };
 130
 131         typedef typename sync_monitor::template scoped_lock<node_type> node_scoped_lock;
 132         //@endcond
 133
 134     protected:
 135         //@cond
 136         template <typename K>
 137         static node_type * alloc_node( K&& key, int nHeight, version_type version, node_type * pParent, node_type * pLeft, node_type * pRight )
 138         {
 139             return cxx_allocator().New( std::forward<K>( key ), nHeight, version, pParent, pLeft, pRight );
 140         }
 141
 142         static void free_node( node_type * pNode )
 143         {
 144             // Free node without disposer
 145             assert( !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ));
 146             assert( pNode->m_SyncMonitorInjection.check_free());
 147             cxx_allocator().Delete( pNode );
 148         }
 149
 150         static void free_value( mapped_type pVal )
 151         {
 152             disposer()(pVal);
 153         }
 154
 155         static node_type * child( node_type * pNode, int nDir, atomics::memory_order order = memory_model::memory_order_relaxed )
 156         {
 157             return pNode->child( nDir ).load( order );
 158         }
 159
 160         static node_type * parent( node_type * pNode, atomics::memory_order order = memory_model::memory_order_relaxed )
 161         {
 162             return pNode->parent( order );
 163         }
 164
 165         // RCU safe disposer
 166         class rcu_disposer
 167         {
 168             node_type *     m_pRetiredList;     ///< head of retired node list
 169             mapped_type     m_pRetiredValue;    ///< value retired
 170
 171         public:
 172             rcu_disposer()
 173                 : m_pRetiredList( nullptr )
 174                 , m_pRetiredValue( nullptr )
 175             {}
 176
 177             ~rcu_disposer()
 178             {
 179                 clean();
 180             }
 181
 182             void dispose( node_type * pNode )
 183             {
 184                 assert( !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ));
 185                 pNode->m_pNextRemoved = m_pRetiredList;
 186                 m_pRetiredList = pNode;
 187             }
 188
 189             void dispose_value( mapped_type pVal )
 190             {
 191                 assert( m_pRetiredValue == nullptr );
 192                 m_pRetiredValue = pVal;
 193             }
 194
 195         private:
 196             struct internal_disposer
 197             {
 198                 void operator()( node_type * p ) const
 199                 {
 200                     free_node( p );
 201                 }
 202             };
 203
 204             void clean()
 205             {
 206                 assert( !gc::is_locked() );
 207
 208                 // TODO: use RCU::batch_retire
 209
 210                 // Dispose nodes
 211                 for ( node_type * p = m_pRetiredList; p; ) {
 212                     node_type * pNext = static_cast<node_type *>( p->m_pNextRemoved );
 213                     // Value already disposed
 214                     gc::template retire_ptr<internal_disposer>( p );
 215                     p = pNext;
 216                 }
 217
 218                 // Dispose value
 219                 if ( m_pRetiredValue  )
 220                     gc::template retire_ptr<disposer>( m_pRetiredValue );
 221             }
 222         };
 223
 224         //@endcond
 225
 226     protected:
 227         //@cond
 228         typename node_type::base_class m_Root;
 229         node_type *             m_pRoot;
 230         item_counter            m_ItemCounter;
 231         mutable sync_monitor    m_Monitor;
 232         mutable stat            m_stat;
 233         //@endcond
 234
 235     public:
 236         /// Creates empty map
 237         BronsonAVLTreeMap()
 238             : m_pRoot( static_cast<node_type *>( &m_Root ))
 239         {}
 240
 241         /// Destroys the map
 242         ~BronsonAVLTreeMap()
 243         {
 244             unsafe_clear();
 245         }
 246
 247         /// Inserts new node
 248         /**
 249             The \p key_type should be constructible from a value of type \p K.
 250
 251             RCU \p synchronize() can be called. RCU should not be locked.
 252
 253             Returns \p true if inserting successful, \p false otherwise.
 254         */
 255         template <typename K>
 256         bool insert( K const& key, mapped_type pVal )
 257         {
 258             return do_update(key, key_comparator(),
 259                 [pVal]( node_type * pNode ) -> mapped_type
 260                 {
 261                     assert( pNode->m_pValue.load( memory_model::memory_order_relaxed ) == nullptr );
 262                     CDS_UNUSED( pNode );
 263                     return pVal;
 264                 },
 265                 update_flags::allow_insert
 266             ) == update_flags::result_inserted;
 267         }
 268
 269         /// Updates the value for \p key
 270         /**
 271             The operation performs inserting or updating the value for \p key with lock-free manner.
 272             If \p bInsert is \p false, only updating of existing node is possible.
 273
 274             If \p key is not found and inserting is allowed (i.e. \p bInsert is \p true),
 275             then the new node created from \p key will be inserted into the map; note that in this case the \ref key_type should be
 276             constructible from type \p K.
 277             Otherwise, the value for \p key will be changed to \p pVal.
 278
 279             RCU \p synchronize() method can be called. RCU should not be locked.
 280
 281             Returns <tt> std::pair<bool, bool> </tt> where \p first is \p true if operation is successfull,
 282             \p second is \p true if new node has been added or \p false if the node with \p key
 283             already exists.
 284         */
 285         template <typename K>
 286         std::pair<bool, bool> update( K const& key, mapped_type pVal, bool bInsert = true )
 287         {
 288             int result = do_update( key, key_comparator(),
 289                 [pVal]( node_type * ) -> mapped_type
 290                 {
 291                     return pVal;
 292                 },
 293                 update_flags::allow_update | (bInsert ? update_flags::allow_insert : 0)
 294             );
 295             return std::make_pair( result != 0, (result & update_flags::result_inserted) != 0 );
 296         }
 297
 298         //@cond
 299         template <typename K>
 300         std::pair<bool, bool> ensure( K const& key, mapped_type pVal )
 301         {
 302             return update( key, pVal, true );
 303         }
 304
 305         //@endcond
 306
 307         /// Delete \p key from the map
 308         /**
 309             RCU \p synchronize() method can be called. RCU should not be locked.
 310
 311             Return \p true if \p key is found and deleted, \p false otherwise
 312         */
 313         template <typename K>
 314         bool erase( K const& key )
 315         {
 316             return do_remove(
 317                 key,
 318                 key_comparator(),
 319                 []( key_type const&, mapped_type pVal, rcu_disposer& disp ) -> bool { disp.dispose_value( pVal ); return true; }
 320             );
 321         }
 322
 323         /// Deletes the item from the map using \p pred predicate for searching
 324         /**
 325             The function is an analog of \p erase(K const&)
 326             but \p pred is used for key comparing.
 327             \p Less functor has the interface like \p std::less.
 328             \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the map.
 329         */
 330         template <typename K, typename Less>
 331         bool erase_with( K const& key, Less pred )
 332         {
 333             CDS_UNUSED( pred );
 334             return do_remove(
 335                 key,
 336                 cds::opt::details::make_comparator_from_less<Less>(),
 337                 []( key_type const&, mapped_type pVal, rcu_disposer& disp ) -> bool { disp.dispose_value( pVal ); return true;  }
 338             );
 339         }
 340
 341         /// Delete \p key from the map
 342         /**
 343             The function searches an item with key \p key, calls \p f functor
 344             and deletes the item. If \p key is not found, the functor is not called.
 345
 346             The functor \p Func interface:
 347             \code
 348             struct extractor {
 349                 void operator()( key_type const& key, std::remove_pointer<mapped_type>::type& val) { ... }
 350             };
 351             \endcode
 352
 353             RCU \p synchronize method can be called. RCU should not be locked.
 354
 355             Return \p true if key is found and deleted, \p false otherwise
 356         */
 357         template <typename K, typename Func>
 358         bool erase( K const& key, Func f )
 359         {
 360             return do_remove(
 361                 key,
 362                 key_comparator(),
 363                 [&f]( key_type const& key, mapped_type pVal, rcu_disposer& disp ) -> bool {
 364                     assert( pVal );
 365                     f( key, *pVal );
 366                     disp.dispose_value(pVal);
 367                     return true;
 368                 }
 369             );
 370         }
 371
 372         /// Deletes the item from the map using \p pred predicate for searching
 373         /**
 374             The function is an analog of \p erase(K const&, Func)
 375             but \p pred is used for key comparing.
 376             \p Less functor has the interface like \p std::less.
 377             \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the map.
 378         */
 379         template <typename K, typename Less, typename Func>
 380         bool erase_with( K const& key, Less pred, Func f )
 381         {
 382             CDS_UNUSED( pred );
 383             return do_remove(
 384                 key,
 385                 cds::opt::details::make_comparator_from_less<Less>(),
 386                 [&f]( key_type const& key, mapped_type pVal, rcu_disposer& disp ) -> bool {
 387                     assert( pVal );
 388                     f( key, *pVal );
 389                     disp.dispose_value(pVal);
 390                     return true;
 391                 }
 392             );
 393         }
 394
 395         /// Extracts a value with minimal key from the map
 396         /**
 397             Returns \p exempt_ptr to the leftmost item.
 398             If the tree is empty, returns empty \p exempt_ptr.
 399
 400             Note that the function returns only the value for minimal key.
 401             To retrieve its key use \p extract_min( Func ) member function.
 402
 403             @note Due the concurrent nature of the map, the function extracts <i>nearly</i> minimum key.
 404             It means that the function gets leftmost leaf of the tree and tries to unlink it.
 405             During unlinking, a concurrent thread may insert an item with key less than leftmost item's key.
 406             So, the function returns the item with minimum key at the moment of tree traversing.
 407
 408             RCU \p synchronize method can be called. RCU should NOT be locked.
 409             The function does not free the item.
 410             The deallocator will be implicitly invoked when the returned object is destroyed or when
 411             its \p release() member function is called.
 412         */
 413         exempt_ptr extract_min()
 414         {
 415             return exempt_ptr(do_extract_min( []( key_type const& ) {}));
 416         }
 417
 418         /// Extracts minimal key key and corresponding value
 419         /**
 420             Returns \p exempt_ptr to the leftmost item.
 421             If the tree is empty, returns empty \p exempt_ptr.
 422
 423             \p Func functor is used to store minimal key.
 424             \p Func has the following signature:
 425             \code
 426             struct functor {
 427                 void operator()( key_type const& key );
 428             };
 429             \endcode
 430             If the tree is empty, \p f is not called.
 431             Otherwise, is it called with minimal key, the pointer to corresponding value is returned
 432             as \p exempt_ptr.
 433
 434             @note Due the concurrent nature of the map, the function extracts <i>nearly</i> minimum key.
 435             It means that the function gets leftmost leaf of the tree and tries to unlink it.
 436             During unlinking, a concurrent thread may insert an item with key less than leftmost item's key.
 437             So, the function returns the item with minimum key at the moment of tree traversing.
 438
 439             RCU \p synchronize method can be called. RCU should NOT be locked.
 440             The function does not free the item.
 441             The deallocator will be implicitly invoked when the returned object is destroyed or when
 442             its \p release() member function is called.
 443         */
 444         template <typename Func>
 445         exempt_ptr extract_min( Func f )
 446         {
 447             return exempt_ptr(do_extract_min( [&f]( key_type const& key ) { f(key); }));
 448         }
 449
 450         /// Extracts minimal key key and corresponding value
 451         /**
 452             This function is a shortcut for the following call:
 453             \code
 454             key_type key;
 455             exempt_ptr xp = theTree.extract_min( [&key]( key_type const& k ) { key = k; } );
 456             \endode
 457             \p key_type should be copy-assignable. The copy of minimal key
 458             is returned in \p min_key argument.
 459         */
 460         typename std::enable_if< std::is_copy_assignable<key_type>::value, exempt_ptr >::type
 461         extract_min_key( key_type& min_key )
 462         {
 463             return exempt_ptr(do_extract_min( [&min_key]( key_type const& key ) { min_key = key; }));
 464         }
 465
 466         /// Extracts a value with maximal key from the tree
 467         /**
 468             Returns \p exempt_ptr pointer to the rightmost item.
 469             If the set is empty, returns empty \p exempt_ptr.
 470
 471             Note that the function returns only the value for maximal key.
 472             To retrieve its key use \p extract_max( Func ) member function.
 473
 474             @note Due the concurrent nature of the map, the function extracts <i>nearly</i> maximal key.
 475             It means that the function gets rightmost leaf of the tree and tries to unlink it.
 476             During unlinking, a concurrent thread may insert an item with key great than leftmost item's key.
 477             So, the function returns the item with maximum key at the moment of tree traversing.
 478
 479             RCU \p synchronize method can be called. RCU should NOT be locked.
 480             The function does not free the item.
 481             The deallocator will be implicitly invoked when the returned object is destroyed or when
 482             its \p release() is called.
 483         */
 484         exempt_ptr extract_max()
 485         {
 486             return exempt_ptr(do_extract_max( []( key_type const& ) {}));
 487         }
 488
 489         /// Extracts the maximal key and corresponding value
 490         /**
 491             Returns \p exempt_ptr pointer to the rightmost item.
 492             If the set is empty, returns empty \p exempt_ptr.
 493
 494             \p Func functor is used to store maximal key.
 495             \p Func has the following signature:
 496             \code
 497                 struct functor {
 498                     void operator()( key_type const& key );
 499                 };
 500             \endcode
 501             If the tree is empty, \p f is not called.
 502             Otherwise, is it called with maximal key, the pointer to corresponding value is returned
 503             as \p exempt_ptr.
 504
 505             @note Due the concurrent nature of the map, the function extracts <i>nearly</i> maximal key.
 506             It means that the function gets rightmost leaf of the tree and tries to unlink it.
 507             During unlinking, a concurrent thread may insert an item with key great than leftmost item's key.
 508             So, the function returns the item with maximum key at the moment of tree traversing.
 509
 510             RCU \p synchronize method can be called. RCU should NOT be locked.
 511             The function does not free the item.
 512             The deallocator will be implicitly invoked when the returned object is destroyed or when
 513             its \p release() is called.
 514         */
 515         template <typename Func>
 516         exempt_ptr extract_max( Func f )
 517         {
 518             return exempt_ptr(do_extract_max( [&f]( key_type const& key ) { f(key); }));
 519         }
 520
 521         /// Extracts the maximal key and corresponding value
 522         /**
 523             This function is a shortcut for the following call:
 524             \code
 525                 key_type key;
 526                 exempt_ptr xp = theTree.extract_max( [&key]( key_type const& k ) { key = k; } );
 527             \endode
 528             \p key_type should be copy-assignable. The copy of maximal key
 529             is returned in \p max_key argument.
 530         */
 531         typename std::enable_if< std::is_copy_assignable<key_type>::value, exempt_ptr >::type
 532         extract_max_key( key_type& max_key )
 533         {
 534             return exempt_ptr(do_extract_max( [&max_key]( key_type const& key ) { max_key = key; }));
 535         }
 536
 537         /// Extracts an item from the map
 538         /**
 539             The function searches an item with key equal to \p key in the tree,
 540             unlinks it, and returns \p exempt_ptr pointer to a value found.
 541             If \p key is not found the function returns an empty \p exempt_ptr.
 542
 543             RCU \p synchronize method can be called. RCU should NOT be locked.
 544             The function does not destroy the value found.
 545             The disposer will be implicitly invoked when the returned object is destroyed or when
 546             its \p release() member function is called.
 547         */
 548         template <typename Q>
 549         exempt_ptr extract( Q const& key )
 550         {
 551             return exempt_ptr(do_extract( key ));
 552         }
 553
 554
 555         /// Extracts an item from the map using \p pred for searching
 556         /**
 557             The function is an analog of \p extract(Q const&)
 558             but \p pred is used for key compare.
 559             \p Less has the interface like \p std::less.
 560             \p pred must imply the same element order as the comparator used for building the tree.
 561         */
 562         template <typename Q, typename Less>
 563         exempt_ptr extract_with( Q const& key, Less pred )
 564         {
 565             return exempt_ptr(do_extract_with( key, pred ));
 566         }
 567
 568         /// Find the key \p key
 569         /**
 570             The function searches the item with key equal to \p key and calls the functor \p f for item found.
 571             The interface of \p Func functor is:
 572             \code
 573             struct functor {
 574                 void operator()( key_type const& key, mapped_type& item );
 575             };
 576             \endcode
 577             where \p item is the item found.
 578             The functor is called under node-level lock.
 579
 580             The function applies RCU lock internally.
 581
 582             The function returns \p true if \p key is found, \p false otherwise.
 583         */
 584         template <typename K, typename Func>
 585         bool find( K const& key, Func f )
 586         {
 587             return do_find( key, key_comparator(),
 588                 [&f]( node_type * pNode ) -> bool {
 589                     assert( pNode != nullptr );
 590                     mapped_type pVal = pNode->m_pValue.load( memory_model::memory_order_relaxed );
 591                     if ( pVal ) {
 592                         f( pNode->m_key, *pVal );
 593                         return true;
 594                     }
 595                     return false;
 596                 }
 597             );
 598         }
 599
 600         /// Finds the key \p val using \p pred predicate for searching
 601         /**
 602             The function is an analog of \p find(K const&, Func)
 603             but \p pred is used for key comparing.
 604             \p Less functor has the interface like \p std::less.
 605             \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the map.
 606         */
 607         template <typename K, typename Less, typename Func>
 608         bool find_with( K const& key, Less pred, Func f )
 609         {
 610             CDS_UNUSED( pred );
 611             return do_find( key, cds::opt::details::make_comparator_from_less<Less>(),
 612                 [&f]( node_type * pNode ) -> bool {
 613                     assert( pNode != nullptr );
 614                     mapped_type pVal = pNode->m_pValue.load( memory_model::memory_order_relaxed );
 615                     if ( pVal ) {
 616                         f( pNode->m_key, *pVal );
 617                         return true;
 618                     }
 619                     return false;
 620                 }
 621             );
 622         }
 623
 624         /// Find the key \p key
 625         /**
 626             The function searches the item with key equal to \p key
 627             and returns \p true if it is found, and \p false otherwise.
 628
 629             The function applies RCU lock internally.
 630         */
 631         template <typename K>
 632         bool find( K const& key )
 633         {
 634             return do_find( key, key_comparator(), []( node_type * ) -> bool { return true; });
 635         }
 636
 637         /// Finds the key \p val using \p pred predicate for searching
 638         /**
 639             The function is an analog of \p find(K const&)
 640             but \p pred is used for key comparing.
 641             \p Less functor has the interface like \p std::less.
 642             \p Less must imply the same element order as the comparator used for building the map.
 643         */
 644         template <typename K, typename Less>
 645         bool find_with( K const& key, Less pred )
 646         {
 647             CDS_UNUSED( pred );
 648             return do_find( key, cds::opt::details::make_comparator_from_less<Less>(), []( node_type * ) -> bool { return true; } );
 649         }
 650
 651         /// Clears the tree (thread safe, not atomic)
 652         /**
 653             The function unlink all items from the tree.
 654             The function is thread safe but not atomic: in multi-threaded environment with parallel insertions
 655             this sequence
 656             \code
 657             set.clear();
 658             assert( set.empty() );
 659             \endcode
 660             the assertion could be raised.
 661
 662             For each node the \ref disposer will be called after unlinking.
 663
 664             RCU \p synchronize method can be called. RCU should not be locked.
 665         */
 666         void clear()
 667         {
 668             while ( extract_min() );
 669         }
 670
 671         /// Clears the tree (not thread safe)
 672         /**
 673             This function is not thread safe and may be called only when no other thread deals with the tree.
 674             The function is used in the tree destructor.
 675         */
 676         void unsafe_clear()
 677         {
 678             clear(); // temp solution
 679             //TODO
 680         }
 681
 682         /// Checks if the map is empty
 683         bool empty() const
 684         {
 685             return m_Root.m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) == nullptr;
 686         }
 687
 688         /// Returns item count in the map
 689         /**
 690             Only leaf nodes containing user data are counted.
 691
 692             The value returned depends on item counter type provided by \p Traits template parameter.
 693             If it is \p atomicity::empty_item_counter this function always returns 0.
 694
 695             The function is not suitable for checking the tree emptiness, use \p empty()
 696             member function for this purpose.
 697         */
 698         size_t size() const
 699         {
 700             return m_ItemCounter;
 701         }
 702
 703         /// Returns const reference to internal statistics
 704         stat const& statistics() const
 705         {
 706             return m_stat;
 707         }
 708
 709         /// Returns reference to \p sync_monitor object
 710         sync_monitor& monitor()
 711         {
 712             return m_Monitor;
 713         }
 714         //@cond
 715         sync_monitor const& monitor() const
 716         {
 717             return m_Monitor;
 718         }
 719         //@endcond
 720
 721         /// Checks internal consistency (not atomic, not thread-safe)
 722         /**
 723             The debugging function to check internal consistency of the tree.
 724         */
 725         bool check_consistency() const
 726         {
 727             return check_consistency([]( size_t /*nLevel*/, size_t /*hLeft*/, size_t /*hRight*/ ){} );
 728         }
 729
 730         /// Checks internal consistency (not atomic, not thread-safe)
 731         /**
 732             The debugging function to check internal consistency of the tree.
 733             The functor \p Func is called if a violation of internal tree structure
 734             is found:
 735             \code
 736             struct functor {
 737                 void operator()( size_t nLevel, size_t hLeft, size_t hRight );
 738             };
 739             \endcode
 740             where
 741             - \p nLevel - the level where the violation is found
 742             - \p hLeft - the height of left subtree
 743             - \p hRight - the height of right subtree
 744
 745             The functor is called for each violation found.
 746         */
 747         template <typename Func>
 748         bool check_consistency( Func f ) const
 749         {
 750             node_type * pChild = child( m_pRoot, right_child );
 751             if ( pChild ) {
 752                 size_t nErrors = 0;
 753                 do_check_consistency( pChild, 1, f, nErrors );
 754                 return nErrors == 0;
 755             }
 756             return true;
 757         }
 758
 759     protected:
 760         //@cond
 761         template <typename Func>
 762         size_t do_check_consistency( node_type * pNode, size_t nLevel, Func f, size_t& nErrors ) const
 763         {
 764             if ( pNode ) {
 765                 key_comparator cmp;
 766                 node_type * pLeft = child( pNode, left_child );
 767                 node_type * pRight = child( pNode, right_child );
 768                 if ( pLeft && cmp( pLeft->m_key, pNode->m_key ) > 0 )
 769                     ++nErrors;
 770                 if (  pRight && cmp( pNode->m_key, pRight->m_key ) > 0 )
 771                     ++nErrors;
 772
 773                 size_t hLeft = do_check_consistency( pLeft, nLevel + 1, f, nErrors );
 774                 size_t hRight = do_check_consistency( pRight, nLevel + 1, f, nErrors );
 775
 776                 if ( hLeft >= hRight ) {
 777                     if ( hLeft - hRight > 1 ) {
 778                         f( nLevel, hLeft, hRight );
 779                         ++nErrors;
 780                     }
 781                     return hLeft;
 782                 }
 783                 else {
 784                     if ( hRight - hLeft > 1 ) {
 785                         f( nLevel, hLeft, hRight );
 786                         ++nErrors;
 787                     }
 788                     return hRight;
 789                 }
 790             }
 791             return 0;
 792         }
 793
 794         template <typename Q, typename Compare, typename Func>
 795         bool do_find( Q& key, Compare cmp, Func f ) const
 796         {
 797             find_result result;
 798             {
 799                 rcu_lock l;
 800                 result = try_find( key, cmp, f, m_pRoot, right_child, 0 );
 801             }
 802             assert( result != find_result::retry );
 803             return result == find_result::found;
 804         }
 805
 806         template <typename K, typename Compare, typename Func>
 807         int do_update( K const& key, Compare cmp, Func funcUpdate, int nFlags )
 808         {
 809             check_deadlock_policy::check();
 810
 811             rcu_disposer removed_list;
 812             {
 813                 rcu_lock l;
 814                 return try_update_root( key, cmp, nFlags, funcUpdate, removed_list );
 815             }
 816         }
 817
 818         template <typename K, typename Compare, typename Func>
 819         bool do_remove( K const& key, Compare cmp, Func func )
 820         {
 821             // Func must return true if the value was disposed
 822             //              or false if the value was extracted
 823
 824             check_deadlock_policy::check();
 825
 826             rcu_disposer removed_list;
 827             {
 828                 rcu_lock l;
 829                 return try_remove_root( key, cmp, func, removed_list );
 830             }
 831         }
 832
 833         template <typename Func>
 834         mapped_type do_extract_min( Func f )
 835         {
 836             mapped_type pExtracted = nullptr;
 837             do_extract_minmax(
 838                 left_child,
 839                 [&pExtracted, &f]( key_type const& key, mapped_type pVal, rcu_disposer& ) -> bool { f( key ); pExtracted = pVal; return false; }
 840             );
 841             return pExtracted;
 842         }
 843
 844         template <typename Func>
 845         mapped_type do_extract_max( Func f )
 846         {
 847             mapped_type pExtracted = nullptr;
 848             do_extract_minmax(
 849                 right_child,
 850                 [&pExtracted, &f]( key_type const& key, mapped_type pVal, rcu_disposer& ) -> bool { f( key ); pExtracted = pVal; return false; }
 851             );
 852             return pExtracted;
 853         }
 854
 855         template <typename Func>
 856         void do_extract_minmax( int nDir, Func func )
 857         {
 858             check_deadlock_policy::check();
 859
 860             rcu_disposer removed_list;
 861             {
 862                 rcu_lock l;
 863
 864                 while ( true ) {
 865                     int result;
 866
 867                     // get right child of root
 868                     node_type * pChild = child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire );
 869                     if ( pChild ) {
 870                         version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
 871                         if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
 872                             m_stat.onRemoveRootWaitShrinking();
 873                             pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
 874                             result = update_flags::retry;
 875                         }
 876                         else if ( pChild == child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire )) {
 877                             result = try_extract_minmax( nDir, func, m_pRoot, pChild, nChildVersion, removed_list );
 878                         }
 879                         else
 880                             result = update_flags::retry;
 881                     }
 882                     else
 883                         return;
 884
 885                     if ( result == update_flags::retry )
 886                         m_stat.onRemoveRetry();
 887                     else {
 888                         m_stat.onExtract( result == update_flags::result_removed );
 889                         return;
 890                     }
 891                 }
 892             }
 893         }
 894
 895         template <typename Q>
 896         mapped_type do_extract( Q const& key )
 897         {
 898             mapped_type pExtracted = nullptr;
 899             do_remove(
 900                 key,
 901                 key_comparator(),
 902                 [&pExtracted]( key_type const&, mapped_type pVal, rcu_disposer& ) -> bool { pExtracted = pVal; return false; }
 903             );
 904             m_stat.onExtract( pExtracted != nullptr );
 905             return pExtracted;
 906         }
 907
 908         template <typename Q, typename Less>
 909         mapped_type do_extract_with( Q const& key, Less pred )
 910         {
 911             CDS_UNUSED( pred );
 912             mapped_type pExtracted = nullptr;
 913             do_remove(
 914                 key,
 915                 cds::opt::details::make_comparator_from_less<Less>(),
 916                 [&pExtracted]( key_type const&, mapped_type pVal, rcu_disposer& ) -> bool { pExtracted = pVal; return false; }
 917             );
 918             m_stat.onExtract( pExtracted != nullptr );
 919             return pExtracted;
 920         }
 921         //@endcond
 922
 923     private:
 924         //@cond
 925         static int height( node_type * pNode, atomics::memory_order order = memory_model::memory_order_relaxed )
 926         {
 927             assert( pNode );
 928             return pNode->m_nHeight.load( order );
 929         }
 930         static void set_height( node_type * pNode, int h, atomics::memory_order order = memory_model::memory_order_relaxed )
 931         {
 932             assert( pNode );
 933             pNode->m_nHeight.store( h, order );
 934         }
 935         static int height_null( node_type * pNode, atomics::memory_order order = memory_model::memory_order_relaxed )
 936         {
 937             return pNode ? height( pNode, order ) : 0;
 938         }
 939
 940         static CDS_CONSTEXPR int const c_stackSize = 64;
 941
 942         template <typename Q, typename Compare, typename Func>
 943         find_result try_find( Q const& key, Compare cmp, Func f, node_type * pNode, int nDir, version_type nVersion ) const
 944         {
 945             assert( gc::is_locked() );
 946             assert( pNode );
 947
 948             struct stack_record
 949             {
 950                 node_type * pNode;
 951                 version_type nVersion;
 952                 int nDir;
 953             };
 954
 955             stack_record stack[c_stackSize];
 956             int pos = 0;
 957             stack[0].pNode = pNode;
 958             stack[0].nVersion = nVersion;
 959             stack[0].nDir = nDir;
 960
 961             while ( pos >= 0 ) {
 962                 pNode = stack[pos].pNode;
 963                 nVersion = stack[pos].nVersion;
 964                 nDir = stack[pos].nDir;
 965
 966                 while ( true ) {
 967                     node_type * pChild = child( pNode, nDir );
 968                     if ( !pChild ) {
 969                         if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
 970                             --pos;
 971                             m_stat.onFindRetry();
 972                             break; // retry
 973                         }
 974                         m_stat.onFindFailed();
 975                         return find_result::not_found;
 976                     }
 977
 978                     int nCmp = cmp( key, pChild->m_key );
 979                     if ( nCmp == 0 ) {
 980                         if ( pChild->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ) ) {
 981                             // key found
 982                             node_scoped_lock l( m_Monitor, *pChild );
 983                             if ( child(pNode, nDir) == pChild ) {
 984                                 if ( pChild->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed )) {
 985                                     if ( f( pChild ) ) {
 986                                         m_stat.onFindSuccess();
 987                                         return find_result::found;
 988                                     }
 989                                 }
 990                             }
 991                             else {
 992                                 m_stat.onFindRetry();
 993                                 continue;
 994                             }
 995                         }
 996                         m_stat.onFindFailed();
 997                         return find_result::not_found;
 998                     }
 999                     else {
1000                         version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1001                         if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1002                             m_stat.onFindWaitShrinking();
1003                             pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1004
1005                             if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1006                                 --pos;
1007                                 m_stat.onFindRetry();
1008                                 break; // retry
1009                             }
1010                         }
1011                         else if ( nChildVersion != node_type::unlinked && child( pNode, nDir ) == pChild )
1012                         {
1013                             if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1014                                 --pos;
1015                                 m_stat.onFindRetry();
1016                                 break; // retry
1017                             }
1018
1019                             ++pos;
1020                             assert(pos < c_stackSize);
1021                             stack[pos].pNode = pChild;
1022                             stack[pos].nVersion = nChildVersion;
1023                             stack[pos].nDir = nCmp;
1024                             break; // child iteration
1025                         }
1026
1027                         if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1028                             --pos;
1029                             m_stat.onFindRetry();
1030                             break; // retry
1031                         }
1032                     }
1033                     m_stat.onFindRetry();
1034                 }
1035             }
1036             return find_result::retry;
1037         }
1038
1039         template <typename K, typename Compare, typename Func>
1040         int try_update_root( K const& key, Compare cmp, int nFlags, Func funcUpdate, rcu_disposer& disp )
1041         {
1042             assert( gc::is_locked() );
1043
1044             while ( true ) {
1045                 int result;
1046
1047                 // get right child of root
1048                 node_type * pChild = child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire );
1049                 if ( pChild ) {
1050                     version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1051                     if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1052                         m_stat.onUpdateRootWaitShrinking();
1053                         pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1054                         result = update_flags::retry;
1055                     }
1056                     else if ( pChild == child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire ))
1057                         result = try_update( key, cmp, nFlags, funcUpdate, pChild, nChildVersion, disp );
1058                     else
1059                         result = update_flags::retry;
1060                 }
1061                 else {
1062                     // the tree is empty
1063                     if ( nFlags & update_flags::allow_insert ) {
1064                         // insert into tree as right child of the root
1065                         {
1066                             node_scoped_lock l( m_Monitor, *m_pRoot );
1067                             if ( child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire ) != nullptr ) {
1068                                 result = update_flags::retry;
1069                                 continue;
1070                             }
1071
1072                             node_type * pNew = alloc_node( key, 1, 0, m_pRoot, nullptr, nullptr );
1073                             mapped_type pVal = funcUpdate( pNew );
1074                             assert( pVal != nullptr );
1075                             pNew->m_pValue.store( pVal, memory_model::memory_order_release );
1076
1077                             m_pRoot->child( pNew, right_child, memory_model::memory_order_relaxed );
1078                             set_height( m_pRoot, 2 );
1079                         }
1080
1081                         ++m_ItemCounter;
1082                         m_stat.onInsertSuccess();
1083                         return update_flags::result_inserted;
1084                     }
1085
1086                     return update_flags::failed;
1087                 }
1088
1089                 if ( result != update_flags::retry )
1090                     return result;
1091             }
1092         }
1093
1094         template <typename K, typename Compare, typename Func>
1095         bool try_remove_root( K const& key, Compare cmp, Func func, rcu_disposer& disp )
1096         {
1097             assert( gc::is_locked() );
1098
1099             while ( true ) {
1100                 int result;
1101
1102                 // get right child of root
1103                 node_type * pChild = child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire );
1104                 if ( pChild ) {
1105                     version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1106                     if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1107                         m_stat.onRemoveRootWaitShrinking();
1108                         pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1109                         result = update_flags::retry;
1110                     }
1111                     else if ( pChild == child( m_pRoot, right_child, memory_model::memory_order_acquire )) {
1112                         result = try_remove( key, cmp, func, m_pRoot, pChild, nChildVersion, disp );
1113                     }
1114                     else
1115                         result = update_flags::retry;
1116                 }
1117                 else
1118                     return false;
1119
1120                 if ( result == update_flags::retry )
1121                     m_stat.onRemoveRetry();
1122                 else {
1123                     m_stat.onRemove( result == update_flags::result_removed );
1124                     return result == update_flags::result_removed;
1125                 }
1126             }
1127         }
1128
1129         template <typename K, typename Compare, typename Func>
1130         int try_update( K const& key, Compare cmp, int nFlags, Func funcUpdate, node_type * pNode, version_type nVersion, rcu_disposer& disp )
1131         {
1132             assert( gc::is_locked() );
1133             assert( nVersion != node_type::unlinked );
1134
1135             struct stack_record
1136             {
1137                 node_type * pNode;
1138                 version_type nVersion;
1139             };
1140
1141             stack_record stack[c_stackSize];
1142             int pos = 0;
1143             stack[0].pNode = pNode;
1144             stack[0].nVersion = nVersion;
1145
1146             while ( pos >= 0 ) {
1147                 pNode = stack[pos].pNode;
1148                 nVersion = stack[pos].nVersion;
1149
1150                 int nCmp = cmp( key, pNode->m_key );
1151                 if ( nCmp == 0 ) {
1152                     int result = try_update_node( nFlags, funcUpdate, pNode, nVersion, disp );
1153                     if ( result != update_flags::retry )
1154                         return result;
1155                     --pos;
1156                     m_stat.onUpdateRetry();
1157                     continue;
1158                 }
1159
1160                 while ( true ) {
1161                     node_type * pChild = child( pNode, nCmp );
1162                     if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1163                         --pos;
1164                         m_stat.onUpdateRetry();
1165                         break;
1166                     }
1167
1168                     if ( pChild == nullptr ) {
1169                         // insert new node
1170                         if ( nFlags & update_flags::allow_insert ) {
1171                             int result = try_insert_node( key, funcUpdate, pNode, nCmp, nVersion, disp );
1172                             if ( result != update_flags::retry )
1173                                 return result;
1174                             --pos;
1175                             m_stat.onUpdateRetry();
1176                             break;
1177                         }
1178                         else
1179                             return update_flags::failed;
1180                     }
1181                     else {
1182                         // update child
1183                         version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1184                         if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1185                             m_stat.onUpdateWaitShrinking();
1186                             pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1187                             // retry
1188                         }
1189                         else if ( pChild == child( pNode, nCmp )) {
1190                             // this second read is important, because it is protected by nChildVersion
1191
1192                             // validate the read that our caller took to get to node
1193                             if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion ) {
1194                                 --pos;
1195                                 m_stat.onUpdateRetry();
1196                                 break; // retry
1197                             }
1198                             // At this point we know that the traversal our parent took to get to node is still valid.
1199                             // The recursive implementation will validate the traversal from node to
1200                             // child, so just prior to the node nVersion validation both traversals were definitely okay.
1201                             // This means that we are no longer vulnerable to node shrinks, and we don't need
1202                             // to validate node version any more.
1203                             ++pos;
1204                             assert( pos < c_stackSize );
1205                             stack[pos].pNode = pChild;
1206                             stack[pos].nVersion = nChildVersion;
1207                             assert( nChildVersion != node_type::unlinked );
1208                             break; // child iteration
1209                         }
1210                         m_stat.onUpdateRetry();
1211                     }
1212                 }
1213             }
1214             return update_flags::retry;
1215         }
1216
1217         template <typename K, typename Compare, typename Func>
1218         int try_remove( K const& key, Compare cmp, Func func, node_type * pParent, node_type * pNode, version_type nVersion, rcu_disposer& disp )
1219         {
1220             assert( gc::is_locked() );
1221             assert( nVersion != node_type::unlinked );
1222
1223             struct stack_record
1224             {
1225                 node_type * pParent;
1226                 node_type * pNode;
1227                 version_type nVersion;
1228             };
1229
1230             stack_record stack[c_stackSize];
1231             int pos = 0;
1232             stack[0].pParent = pParent;
1233             stack[0].pNode = pNode;
1234             stack[0].nVersion = nVersion;
1235
1236             while ( pos >= 0 ) {
1237                 pParent = stack[pos].pParent;
1238                 pNode = stack[pos].pNode;
1239                 nVersion = stack[pos].nVersion;
1240
1241                 int nCmp = cmp( key, pNode->m_key );
1242                 if ( nCmp == 0 ) {
1243                     int result = try_remove_node( pParent, pNode, nVersion, func, disp );
1244                     if ( result != update_flags::retry )
1245                         return result;
1246                     --pos;
1247                     m_stat.onRemoveRetry();
1248                     continue;
1249                 }
1250
1251                 while ( true ) {
1252                     node_type * pChild = child( pNode, nCmp );
1253                     if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1254                         --pos;
1255                         m_stat.onRemoveRetry();
1256                         break;
1257                     }
1258
1259                     if ( pChild == nullptr )
1260                         return update_flags::failed;
1261
1262                     // update child
1263                     version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1264                     if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1265                         m_stat.onRemoveWaitShrinking();
1266                         pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1267                         // retry
1268                     }
1269                     else if ( pChild == child( pNode, nCmp )) {
1270                         // this second read is important, because it is protected by nChildVersion
1271
1272                         // validate the read that our caller took to get to node
1273                         if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1274                             --pos;
1275                             m_stat.onRemoveRetry();
1276                             break;
1277                         }
1278
1279                         // At this point we know that the traversal our parent took to get to node is still valid.
1280                         // The recursive implementation will validate the traversal from node to
1281                         // child, so just prior to the node nVersion validation both traversals were definitely okay.
1282                         // This means that we are no longer vulnerable to node shrinks, and we don't need
1283                         // to validate node version any more.
1284                         ++pos;
1285                         assert( pos < c_stackSize );
1286                         stack[pos].pParent = pNode;
1287                         stack[pos].pNode = pChild;
1288                         stack[pos].nVersion = nChildVersion;
1289                         break; // child iteration
1290                     }
1291                     m_stat.onRemoveRetry();
1292                 }
1293             }
1294             return update_flags::retry;
1295         }
1296
1297         template <typename Func>
1298         int try_extract_minmax( int nDir, Func func, node_type * pParent, node_type * pNode, version_type nVersion, rcu_disposer& disp )
1299         {
1300             assert( gc::is_locked() );
1301             assert( nVersion != node_type::unlinked );
1302
1303             struct stack_record
1304             {
1305                 node_type * pParent;
1306                 node_type * pNode;
1307                 version_type nVersion;
1308             };
1309
1310             stack_record stack[c_stackSize];
1311             int pos = 0;
1312             stack[0].pParent = pParent;
1313             stack[0].pNode = pNode;
1314             stack[0].nVersion = nVersion;
1315
1316             while ( pos >= 0 ) {
1317                 pParent = stack[pos].pParent;
1318                 pNode = stack[pos].pNode;
1319                 nVersion = stack[pos].nVersion;
1320
1321                 while ( true ) {
1322                     node_type * pChild = child( pNode, nDir );
1323                     if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion ) {
1324                         --pos;
1325                         m_stat.onRemoveRetry();
1326                         break;
1327                     }
1328
1329                     if ( pChild == nullptr ) {
1330                         // Found min/max
1331                         assert(pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ));
1332                         int result = try_remove_node( pParent, pNode, nVersion, func, disp );
1333                         if ( result != update_flags::retry )
1334                             return result;
1335                         --pos;
1336                         m_stat.onRemoveRetry();
1337                         break;
1338                     }
1339
1340                     version_type nChildVersion = pChild->version( memory_model::memory_order_acquire );
1341                     if ( nChildVersion & node_type::shrinking ) {
1342                         m_stat.onRemoveWaitShrinking();
1343                         pChild->template wait_until_shrink_completed<back_off>( memory_model::memory_order_relaxed );
1344                         // retry
1345                     }
1346                     else if ( pChild == child( pNode, nDir )) {
1347                         // this second read is important, because it is protected by nChildVersion
1348
1349                         // validate the read that our caller took to get to node
1350                         if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion ) {
1351                             --pos;
1352                             m_stat.onRemoveRetry();
1353                             break;
1354                         }
1355
1356                         // At this point we know that the traversal our parent took to get to node is still valid.
1357                         // The recursive implementation will validate the traversal from node to
1358                         // child, so just prior to the node nVersion validation both traversals were definitely okay.
1359                         // This means that we are no longer vulnerable to node shrinks, and we don't need
1360                         // to validate node version any more.
1361                         ++pos;
1362                         assert( pos < c_stackSize );
1363                         stack[pos].pParent = pNode;
1364                         stack[pos].pNode = pChild;
1365                         stack[pos].nVersion = nChildVersion;
1366                         break; // child iteration
1367                     }
1368                     m_stat.onRemoveRetry();
1369                 }
1370             }
1371             return update_flags::retry;
1372         }
1373
1374         template <typename K, typename Func>
1375         int try_insert_node( K const& key, Func funcUpdate, node_type * pNode, int nDir, version_type nVersion, rcu_disposer& disp )
1376         {
1377             node_type * pNew;
1378
1379             auto fnCreateNode = [&funcUpdate]( node_type * pNew ) {
1380                 mapped_type pVal = funcUpdate( pNew );
1381                 assert( pVal != nullptr );
1382                 pNew->m_pValue.store( pVal, memory_model::memory_order_relaxed );
1383             };
1384
1385             if ( c_bRelaxedInsert ) {
1386                 if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion
1387                      || child( pNode, nDir ) != nullptr )
1388                 {
1389                     m_stat.onInsertRetry();
1390                     return update_flags::retry;
1391                 }
1392
1393                 fnCreateNode( pNew = alloc_node( key, 1, 0, pNode, nullptr, nullptr ));
1394             }
1395
1396             node_type * pDamaged;
1397             {
1398                 assert( pNode != nullptr );
1399                 node_scoped_lock l( m_Monitor, *pNode );
1400
1401                 if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion
1402                      || child( pNode, nDir ) != nullptr )
1403                 {
1404                     if ( c_bRelaxedInsert ) {
1405                         mapped_type pVal = pNew->m_pValue.load( memory_model::memory_order_relaxed );
1406                         pNew->m_pValue.store( nullptr, memory_model::memory_order_relaxed );
1407                         free_value( pVal );
1408                         free_node( pNew );
1409                         m_stat.onRelaxedInsertFailed();
1410                     }
1411
1412                     m_stat.onInsertRetry();
1413                     return update_flags::retry;
1414                 }
1415
1416                 if ( !c_bRelaxedInsert )
1417                     fnCreateNode( pNew = alloc_node( key, 1, 0, pNode, nullptr, nullptr ));
1418
1419                 pNode->child( pNew, nDir, memory_model::memory_order_relaxed );
1420                 pDamaged = fix_height_locked( pNode );
1421             }
1422
1423             ++m_ItemCounter;
1424             m_stat.onInsertSuccess();
1425
1426             if ( pDamaged ) {
1427                 fix_height_and_rebalance( pDamaged, disp );
1428                 m_stat.onInsertRebalanceRequired();
1429             }
1430
1431             return update_flags::result_inserted;
1432         }
1433
1434         template <typename Func>
1435         int try_update_node( int nFlags, Func funcUpdate, node_type * pNode, version_type nVersion, rcu_disposer& disp )
1436         {
1437             mapped_type pOld;
1438             bool bInserted;
1439             assert( pNode != nullptr );
1440             {
1441                 node_scoped_lock l( m_Monitor, *pNode );
1442
1443                 if ( pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) != nVersion )
1444                     return update_flags::retry;
1445
1446                 if ( pNode->is_unlinked( memory_model::memory_order_relaxed )) {
1447                     m_stat.onUpdateUnlinked();
1448                     return update_flags::retry;
1449                 }
1450
1451                 if ( pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ) && !(nFlags & update_flags::allow_update) ) {
1452                     m_stat.onInsertFailed();
1453                     return update_flags::failed;
1454                 }
1455
1456                 pOld = pNode->value( memory_model::memory_order_relaxed );
1457                 bInserted = pOld == nullptr;
1458                 mapped_type pVal = funcUpdate( pNode );
1459                 if ( pVal == pOld )
1460                     pOld = nullptr;
1461                 else {
1462                     assert( pVal != nullptr );
1463                     pNode->m_pValue.store( pVal, memory_model::memory_order_relaxed );
1464                 }
1465             }
1466
1467             if ( pOld ) {
1468                 disp.dispose_value(pOld);
1469                 m_stat.onDisposeValue();
1470             }
1471
1472             if ( bInserted ) {
1473                 m_stat.onInsertSuccess();
1474                 return update_flags::result_inserted;
1475             }
1476
1477             m_stat.onUpdateSuccess();
1478             return update_flags::result_updated;
1479         }
1480
1481         template <typename Func>
1482         int try_remove_node( node_type * pParent, node_type * pNode, version_type nVersion, Func func, rcu_disposer& disp )
1483         {
1484             assert( pParent != nullptr );
1485             assert( pNode != nullptr );
1486
1487             if ( !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ) )
1488                 return update_flags::failed;
1489
1490             if ( child( pNode, left_child ) == nullptr || child( pNode, right_child ) == nullptr ) {
1491                 // pNode can be replaced with its child
1492
1493                 node_type * pDamaged;
1494                 mapped_type pOld;
1495                 {
1496                     node_scoped_lock lp( m_Monitor, *pParent );
1497                     if ( pParent->is_unlinked( memory_model::memory_order_relaxed ) || parent( pNode ) != pParent )
1498                         return update_flags::retry;
1499
1500                     {
1501                         node_scoped_lock ln( m_Monitor, *pNode );
1502                         if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion )
1503                             return update_flags::retry;
1504
1505                         pOld = pNode->value( memory_model::memory_order_relaxed );
1506                         if ( !pOld )
1507                             return update_flags::failed;
1508
1509                         if ( !try_unlink_locked( pParent, pNode, disp ))
1510                             return update_flags::retry;
1511                     }
1512                     pDamaged = fix_height_locked( pParent );
1513                 }
1514
1515                 --m_ItemCounter;
1516                 if ( func( pNode->m_key, pOld, disp ))   // calls pOld disposer inside
1517                     m_stat.onDisposeValue();
1518                 else
1519                     m_stat.onExtractValue();
1520
1521                 if ( pDamaged ) {
1522                     fix_height_and_rebalance( pDamaged, disp );
1523                     m_stat.onRemoveRebalanceRequired();
1524                 }
1525             }
1526             else {
1527                 // pNode is an internal with two children
1528
1529                 mapped_type pOld;
1530                 {
1531                     node_scoped_lock ln( m_Monitor, *pNode );
1532                     pOld = pNode->value( memory_model::memory_order_relaxed );
1533                     if ( pNode->version( memory_model::memory_order_acquire ) != nVersion )
1534                         return update_flags::retry;
1535                     if ( !pOld )
1536                         return update_flags::failed;
1537
1538                     pNode->m_pValue.store( nullptr, memory_model::memory_order_relaxed );
1539                     m_stat.onMakeRoutingNode();
1540                 }
1541
1542                 --m_ItemCounter;
1543                 if ( func( pNode->m_key, pOld, disp ))  // calls pOld disposer inside
1544                     m_stat.onDisposeValue();
1545                 else
1546                     m_stat.onExtractValue();
1547             }
1548             return update_flags::result_removed;
1549         }
1550
1551         bool try_unlink_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, rcu_disposer& disp )
1552         {
1553             // pParent and pNode must be locked
1554             assert( !pParent->is_unlinked(memory_model::memory_order_relaxed) );
1555
1556             node_type * pParentLeft = child( pParent, left_child );
1557             node_type * pParentRight = child( pParent, right_child );
1558             if ( pNode != pParentLeft && pNode != pParentRight ) {
1559                 // node is no longer a child of parent
1560                 return false;
1561             }
1562
1563             assert( !pNode->is_unlinked( memory_model::memory_order_relaxed ));
1564             assert( pParent == parent( pNode ));
1565
1566             node_type * pLeft = child( pNode, left_child );
1567             node_type * pRight = child( pNode, right_child );
1568             if ( pLeft != nullptr && pRight != nullptr ) {
1569                 // splicing is no longer possible
1570                 return false;
1571             }
1572             node_type * pSplice = pLeft ? pLeft : pRight;
1573
1574             if ( pParentLeft == pNode )
1575                 pParent->m_pLeft.store( pSplice, memory_model::memory_order_relaxed );
1576             else
1577                 pParent->m_pRight.store( pSplice, memory_model::memory_order_relaxed );
1578
1579             if ( pSplice )
1580                 pSplice->parent( pParent, memory_model::memory_order_relaxed );
1581
1582             // Mark the node as unlinked
1583             pNode->version( node_type::unlinked, memory_model::memory_order_release );
1584
1585             // The value will be disposed by calling function
1586             pNode->m_pValue.store( nullptr, memory_model::memory_order_relaxed );
1587
1588             disp.dispose( pNode );
1589             m_stat.onDisposeNode();
1590
1591             return true;
1592         }
1593
1594         //@endcond
1595
1596     private: // rotations
1597         //@cond
1598         int estimate_node_condition( node_type * pNode )
1599         {
1600             node_type * pLeft = child( pNode, left_child );
1601             node_type * pRight = child( pNode, right_child );
1602
1603             if ( (pLeft == nullptr || pRight == nullptr) && !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed ))
1604                 return unlink_required;
1605
1606             int h = height( pNode );
1607             int hL = height_null( pLeft );
1608             int hR = height_null( pRight );
1609
1610             int hNew = 1 + std::max( hL, hR );
1611             int nBalance = hL - hR;
1612
1613             if ( nBalance < -1 || nBalance > 1 )
1614                 return rebalance_required;
1615
1616             return h != hNew ? hNew : nothing_required;
1617         }
1618
1619         node_type * fix_height( node_type * pNode )
1620         {
1621             assert( pNode != nullptr );
1622             node_scoped_lock l( m_Monitor, *pNode );
1623             return fix_height_locked( pNode );
1624         }
1625
1626         node_type * fix_height_locked( node_type * pNode )
1627         {
1628             // pNode must be locked!!!
1629             int h = estimate_node_condition( pNode );
1630             switch ( h ) {
1631                 case rebalance_required:
1632                 case unlink_required:
1633                     return pNode;
1634                 case nothing_required:
1635                     return nullptr;
1636                 default:
1637                     set_height( pNode, h );
1638                     return parent( pNode );
1639             }
1640         }
1641
1642         void fix_height_and_rebalance( node_type * pNode, rcu_disposer& disp )
1643         {
1644             while ( pNode && parent( pNode )) {
1645                 int nCond = estimate_node_condition( pNode );
1646                 if ( nCond == nothing_required || pNode->is_unlinked( memory_model::memory_order_relaxed ) )
1647                     return;
1648
1649                 if ( nCond != unlink_required && nCond != rebalance_required )
1650                     pNode = fix_height( pNode );
1651                 else {
1652                     node_type * pParent = parent( pNode );
1653                     assert( pParent != nullptr );
1654                     {
1655                         node_scoped_lock lp( m_Monitor, *pParent );
1656                         if ( !pParent->is_unlinked( memory_model::memory_order_relaxed ) && parent( pNode ) == pParent ) {
1657                             node_scoped_lock ln( m_Monitor, *pNode );
1658                             pNode = rebalance_locked( pParent, pNode, disp );
1659                         }
1660                     }
1661                 }
1662             }
1663         }
1664
1665         node_type * rebalance_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, rcu_disposer& disp )
1666         {
1667             // pParent and pNode should be locked.
1668             // Returns a damaged node, or nullptr if no more rebalancing is necessary
1669             assert( parent( pNode ) == pParent );
1670
1671             node_type * pLeft = child( pNode, left_child );
1672             node_type * pRight = child( pNode, right_child );
1673
1674             if ( (pLeft == nullptr || pRight == nullptr) && !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed )) {
1675                 if ( try_unlink_locked( pParent, pNode, disp ))
1676                     return fix_height_locked( pParent );
1677                 else {
1678                     // retry needed for pNode
1679                     return pNode;
1680                 }
1681             }
1682
1683             assert( child( pParent, left_child ) == pNode || child( pParent, right_child ) == pNode );
1684
1685             int h = height( pNode );
1686             int hL = height_null( pLeft );
1687             int hR = height_null( pRight );
1688             int hNew = 1 + std::max( hL, hR );
1689             int balance = hL - hR;
1690
1691             if ( balance > 1 )
1692                 return rebalance_to_right_locked( pParent, pNode, pLeft, hR );
1693             else if ( balance < -1 )
1694                 return rebalance_to_left_locked( pParent, pNode, pRight, hL );
1695             else if ( hNew != h ) {
1696                 set_height( pNode, hNew );
1697
1698                 // pParent is already locked
1699                 return fix_height_locked( pParent );
1700             }
1701             else
1702                 return nullptr;
1703         }
1704
1705         node_type * rebalance_to_right_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, node_type * pLeft, int hR )
1706         {
1707             assert( parent( pNode ) == pParent );
1708             assert( child( pParent, left_child ) == pNode || child( pParent, right_child ) == pNode );
1709
1710             // pParent and pNode is locked yet
1711             // pNode->pLeft is too large, we will rotate-right.
1712             // If pLeft->pRight is taller than pLeft->pLeft, then we will first rotate-left pLeft.
1713
1714             {
1715                 assert( pLeft != nullptr );
1716                 node_scoped_lock l( m_Monitor, *pLeft );
1717                 if ( pNode->m_pLeft.load( memory_model::memory_order_relaxed ) != pLeft )
1718                     return pNode; // retry for pNode
1719
1720                 int hL = height( pLeft );
1721                 if ( hL - hR <= 1 )
1722                     return pNode; // retry
1723
1724                 node_type * pLRight = child( pLeft, right_child );
1725                 int hLR = height_null( pLRight );
1726                 node_type * pLLeft = child( pLeft, left_child );
1727                 int hLL = height_null( pLLeft );
1728
1729                 if ( hLL > hLR ) {
1730                     // rotate right
1731                     return rotate_right_locked( pParent, pNode, pLeft, hR, hLL, pLRight, hLR );
1732                 }
1733                 else {
1734                     assert( pLRight != nullptr );
1735                     {
1736                         node_scoped_lock lr( m_Monitor, *pLRight );
1737                         if ( pLeft->m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) != pLRight )
1738                             return pNode; // retry
1739
1740                         hLR = height( pLRight );
1741                         if ( hLL > hLR )
1742                             return rotate_right_locked( pParent, pNode, pLeft, hR, hLL, pLRight, hLR );
1743
1744                         int hLRL = height_null( child( pLRight, left_child ));
1745                         int balance = hLL - hLRL;
1746                         if ( balance >= -1 && balance <= 1 && !((hLL == 0 || hLRL == 0) && !pLeft->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed))) {
1747                             // nParent.child.left won't be damaged after a double rotation
1748                             return rotate_right_over_left_locked( pParent, pNode, pLeft, hR, hLL, pLRight, hLRL );
1749                         }
1750                     }
1751
1752                     // focus on pLeft, if necessary pNode will be balanced later
1753                     return rebalance_to_left_locked( pNode, pLeft, pLRight, hLL );
1754                 }
1755             }
1756         }
1757
1758         node_type * rebalance_to_left_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, node_type * pRight, int hL )
1759         {
1760             assert( parent( pNode ) == pParent );
1761             assert( child( pParent, left_child ) == pNode || child( pParent, right_child ) == pNode );
1762
1763             // pParent and pNode is locked yet
1764             {
1765                 assert( pRight != nullptr );
1766                 node_scoped_lock l( m_Monitor, *pRight );
1767                 if ( pNode->m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) != pRight )
1768                     return pNode; // retry for pNode
1769
1770                 int hR = height( pRight );
1771                 if ( hL - hR >= -1 )
1772                     return pNode; // retry
1773
1774                 node_type * pRLeft = child( pRight, left_child );
1775                 int hRL = height_null( pRLeft );
1776                 node_type * pRRight = child( pRight, right_child );
1777                 int hRR = height_null( pRRight );
1778                 if ( hRR > hRL )
1779                     return rotate_left_locked( pParent, pNode, hL, pRight, pRLeft, hRL, hRR );
1780
1781                 {
1782                     assert( pRLeft != nullptr );
1783                     node_scoped_lock lrl( m_Monitor, *pRLeft );
1784                     if ( pRight->m_pLeft.load( memory_model::memory_order_relaxed ) != pRLeft )
1785                         return pNode; // retry
1786
1787                     hRL = height( pRLeft );
1788                     if ( hRR >= hRL )
1789                         return rotate_left_locked( pParent, pNode, hL, pRight, pRLeft, hRL, hRR );
1790
1791                     node_type * pRLRight = child( pRLeft, right_child );
1792                     int hRLR = height_null( pRLRight );
1793                     int balance = hRR - hRLR;
1794                     if ( balance >= -1 && balance <= 1 && !((hRR == 0 || hRLR == 0) && !pRight->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed )))
1795                          return rotate_left_over_right_locked( pParent, pNode, hL, pRight, pRLeft, hRR, hRLR );
1796                 }
1797                 return rebalance_to_right_locked( pNode, pRight, pRLeft, hRR );
1798             }
1799         }
1800
1801         static void begin_change( node_type * pNode, version_type version )
1802         {
1803             assert(pNode->version(memory_model::memory_order_acquire) == version );
1804             assert( (version & node_type::shrinking) == 0 );
1805             pNode->version( version | node_type::shrinking, memory_model::memory_order_release );
1806         }
1807         static void end_change( node_type * pNode, version_type version )
1808         {
1809             // Clear shrinking and unlinked flags and increment version
1810             pNode->version( (version | node_type::version_flags) + 1, memory_model::memory_order_release );
1811         }
1812
1813         node_type * rotate_right_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, node_type * pLeft, int hR, int hLL, node_type * pLRight, int hLR )
1814         {
1815             version_type nodeVersion = pNode->version( memory_model::memory_order_acquire );
1816             node_type * pParentLeft = child( pParent, left_child );
1817
1818             begin_change( pNode, nodeVersion );
1819
1820             pNode->m_pLeft.store( pLRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1821             if ( pLRight != nullptr )
1822                 pLRight->parent( pNode, memory_model::memory_order_relaxed  );
1823
1824             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1825
1826             pLeft->m_pRight.store( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
1827             pNode->parent( pLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1828
1829             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1830
1831             if ( pParentLeft == pNode )
1832                 pParent->m_pLeft.store( pLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1833             else {
1834                 assert( pParent->m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) == pNode );
1835                 pParent->m_pRight.store( pLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1836             }
1837             pLeft->parent( pParent, memory_model::memory_order_relaxed );
1838
1839             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1840
1841             // fix up heights links
1842             int hNode = 1 + std::max( hLR, hR );
1843             set_height( pNode, hNode );
1844             set_height( pLeft, 1 + std::max( hLL, hNode ));
1845
1846             end_change( pNode, nodeVersion );
1847             m_stat.onRotateRight();
1848
1849             // We have damaged pParent, pNode (now parent.child.right), and pLeft (now
1850             // parent.child).  pNode is the deepest.  Perform as many fixes as we can
1851             // with the locks we've got.
1852
1853             // We've already fixed the height for pNode, but it might still be outside
1854             // our allowable balance range.  In that case a simple fix_height_locked()
1855             // won't help.
1856             int nodeBalance = hLR - hR;
1857             if ( nodeBalance < -1 || nodeBalance > 1 ) {
1858                 // we need another rotation at pNode
1859                 m_stat.onRotateAfterRightRotation();
1860                 return pNode;
1861             }
1862
1863             // we've fixed balance and height damage for pNode, now handle
1864             // extra-routing node damage
1865             if ( (pLRight == nullptr || hR == 0) && !pNode->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed)) {
1866                 // we need to remove pNode and then repair
1867                 m_stat.onRemoveAfterRightRotation();
1868                 return pNode;
1869             }
1870
1871             // we've already fixed the height at pLeft, do we need a rotation here?
1872             int leftBalance = hLL - hNode;
1873             if ( leftBalance < -1 || leftBalance > 1 ) {
1874                 m_stat.onRotateAfterRightRotation();
1875                 return pLeft;
1876             }
1877
1878             // pLeft might also have routing node damage (if pLeft.left was null)
1879             if ( hLL == 0 && !pLeft->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed) ) {
1880                 m_stat.onDamageAfterRightRotation();
1881                 return pLeft;
1882             }
1883
1884             // try to fix the parent height while we've still got the lock
1885             return fix_height_locked( pParent );
1886         }
1887
1888         node_type * rotate_left_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, int hL, node_type * pRight, node_type * pRLeft, int hRL, int hRR )
1889         {
1890             version_type nodeVersion = pNode->version( memory_model::memory_order_acquire );
1891             node_type * pParentLeft = child( pParent, left_child );
1892
1893             begin_change( pNode, nodeVersion );
1894
1895             // fix up pNode links, careful to be compatible with concurrent traversal for all but pNode
1896             pNode->m_pRight.store( pRLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1897             if ( pRLeft != nullptr )
1898                 pRLeft->parent( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
1899
1900             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1901
1902             pRight->m_pLeft.store( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
1903             pNode->parent( pRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1904
1905             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1906
1907             if ( pParentLeft == pNode )
1908                 pParent->m_pLeft.store( pRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1909             else {
1910                 assert( pParent->m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) == pNode );
1911                 pParent->m_pRight.store( pRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1912             }
1913             pRight->parent( pParent, memory_model::memory_order_relaxed );
1914
1915             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1916
1917             // fix up heights
1918             int hNode = 1 + std::max( hL, hRL );
1919             set_height( pNode, hNode );
1920             set_height( pRight, 1 + std::max( hNode, hRR ));
1921
1922             end_change( pNode, nodeVersion );
1923             m_stat.onRotateLeft();
1924
1925             int nodeBalance = hRL - hL;
1926             if ( nodeBalance < -1 || nodeBalance > 1 ) {
1927                 m_stat.onRotateAfterLeftRotation();
1928                 return pNode;
1929             }
1930
1931             if ( (pRLeft == nullptr || hL == 0) && !pNode->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed) ) {
1932                 m_stat.onRemoveAfterLeftRotation();
1933                 return pNode;
1934             }
1935
1936             int rightBalance = hRR - hNode;
1937             if ( rightBalance < -1 || rightBalance > 1 ) {
1938                 m_stat.onRotateAfterLeftRotation();
1939                 return pRight;
1940             }
1941
1942             if ( hRR == 0 && !pRight->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed) ) {
1943                 m_stat.onDamageAfterLeftRotation();
1944                 return pRight;
1945             }
1946
1947             return fix_height_locked( pParent );
1948         }
1949
1950         node_type * rotate_right_over_left_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, node_type * pLeft, int hR, int hLL, node_type * pLRight, int hLRL )
1951         {
1952             version_type nodeVersion = pNode->version( memory_model::memory_order_acquire );
1953             version_type leftVersion = pLeft->version( memory_model::memory_order_acquire );
1954
1955             node_type * pPL = child( pParent, left_child );
1956             node_type * pLRL = child( pLRight, left_child );
1957             node_type * pLRR = child( pLRight, right_child );
1958             int hLRR = height_null( pLRR );
1959
1960             begin_change( pNode, nodeVersion );
1961             begin_change( pLeft, leftVersion );
1962
1963             // fix up pNode links, careful about the order!
1964             pNode->m_pLeft.store( pLRR, memory_model::memory_order_relaxed );
1965             if ( pLRR != nullptr )
1966                 pLRR->parent( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
1967             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1968
1969             pLeft->m_pRight.store( pLRL, memory_model::memory_order_relaxed );
1970             if ( pLRL != nullptr )
1971                 pLRL->parent( pLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1972             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1973
1974             pLRight->m_pLeft.store( pLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
1975             pLeft->parent( pLRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1976             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1977
1978             pLRight->m_pRight.store( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
1979             pNode->parent( pLRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1980             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1981
1982             if ( pPL == pNode )
1983                 pParent->m_pLeft.store( pLRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1984             else {
1985                 assert( child( pParent, right_child ) == pNode );
1986                 pParent->m_pRight.store( pLRight, memory_model::memory_order_relaxed );
1987             }
1988             pLRight->parent( pParent, memory_model::memory_order_relaxed );
1989             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
1990
1991             // fix up heights
1992             int hNode = 1 + std::max( hLRR, hR );
1993             set_height( pNode, hNode );
1994             int hLeft = 1 + std::max( hLL, hLRL );
1995             set_height( pLeft, hLeft );
1996             set_height( pLRight, 1 + std::max( hLeft, hNode ));
1997
1998             end_change( pNode, nodeVersion );
1999             end_change( pLeft, leftVersion );
2000             m_stat.onRotateRightOverLeft();
2001
2002             // caller should have performed only a single rotation if pLeft was going
2003             // to end up damaged
2004             assert( hLL - hLRL <= 1 && hLRL - hLL <= 1 );
2005             assert( !((hLL == 0 || pLRL == nullptr) && !pLeft->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed )));
2006
2007             // We have damaged pParent, pLR (now parent.child), and pNode (now
2008             // parent.child.right).  pNode is the deepest.  Perform as many fixes as we
2009             // can with the locks we've got.
2010
2011             // We've already fixed the height for pNode, but it might still be outside
2012             // our allowable balance range.  In that case a simple fix_height_locked()
2013             // won't help.
2014             int nodeBalance = hLRR - hR;
2015             if ( nodeBalance < -1 || nodeBalance > 1 ) {
2016                 // we need another rotation at pNode
2017                 m_stat.onRotateAfterRLRotation();
2018                 return pNode;
2019             }
2020
2021             // pNode might also be damaged by being an unnecessary routing node
2022             if ( (pLRR == nullptr || hR == 0) && !pNode->is_valued( memory_model::memory_order_relaxed )) {
2023                 // repair involves splicing out pNode and maybe more rotations
2024                 m_stat.onRemoveAfterRLRotation();
2025                 return pNode;
2026             }
2027
2028             // we've already fixed the height at pLRight, do we need a rotation here?
2029             int balanceLR = hLeft - hNode;
2030             if ( balanceLR < -1 || balanceLR > 1 ) {
2031                 m_stat.onRotateAfterRLRotation();
2032                 return pLRight;
2033             }
2034
2035             // try to fix the parent height while we've still got the lock
2036             return fix_height_locked( pParent );
2037         }
2038
2039         node_type * rotate_left_over_right_locked( node_type * pParent, node_type * pNode, int hL, node_type * pRight, node_type * pRLeft, int hRR, int hRLR )
2040         {
2041             version_type nodeVersion = pNode->version( memory_model::memory_order_acquire );
2042             version_type rightVersion = pRight->version( memory_model::memory_order_acquire );
2043
2044             node_type * pPL = child( pParent, left_child );
2045             node_type * pRLL = child( pRLeft, left_child );
2046             node_type * pRLR = child( pRLeft, right_child );
2047             int hRLL = height_null( pRLL );
2048
2049             begin_change( pNode, nodeVersion );
2050             begin_change( pRight, rightVersion );
2051
2052             // fix up pNode links, careful about the order!
2053             pNode->m_pRight.store( pRLL, memory_model::memory_order_relaxed );
2054             if ( pRLL != nullptr )
2055                 pRLL->parent( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
2056             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
2057
2058             pRight->m_pLeft.store( pRLR, memory_model::memory_order_relaxed );
2059             if ( pRLR != nullptr )
2060                 pRLR->parent( pRight, memory_model::memory_order_relaxed );
2061             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
2062
2063             pRLeft->m_pRight.store( pRight, memory_model::memory_order_relaxed );
2064             pRight->parent( pRLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
2065             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
2066
2067             pRLeft->m_pLeft.store( pNode, memory_model::memory_order_relaxed );
2068             pNode->parent( pRLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
2069             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
2070
2071             if ( pPL == pNode )
2072                 pParent->m_pLeft.store( pRLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
2073             else {
2074                 assert( pParent->m_pRight.load( memory_model::memory_order_relaxed ) == pNode );
2075                 pParent->m_pRight.store( pRLeft, memory_model::memory_order_relaxed );
2076             }
2077             pRLeft->parent( pParent, memory_model::memory_order_relaxed );
2078             atomics::atomic_thread_fence( memory_model::memory_order_release );
2079
2080             // fix up heights
2081             int hNode = 1 + std::max( hL, hRLL );
2082             set_height( pNode, hNode );
2083             int hRight = 1 + std::max( hRLR, hRR );
2084             set_height( pRight, hRight );
2085             set_height( pRLeft, 1 + std::max( hNode, hRight ));
2086
2087             end_change( pNode, nodeVersion );
2088             end_change( pRight, rightVersion );
2089             m_stat.onRotateLeftOverRight();
2090
2091             assert( hRR - hRLR <= 1 && hRLR - hRR <= 1 );
2092
2093             int nodeBalance = hRLL - hL;
2094             if ( nodeBalance < -1 || nodeBalance > 1 ) {
2095                 m_stat.onRotateAfterLRRotation();
2096                 return pNode;
2097             }
2098
2099             if ( (pRLL == nullptr || hL == 0) && !pNode->is_valued(memory_model::memory_order_relaxed) ) {
2100                 m_stat.onRemoveAfterLRRotation();
2101                 return pNode;
2102             }
2103
2104             int balRL = hRight - hNode;
2105             if ( balRL < -1 || balRL > 1 ) {
2106                 m_stat.onRotateAfterLRRotation();
2107                 return pRLeft;
2108             }
2109
2110             return fix_height_locked( pParent );
2111         }
2112
2113         //@endcond
2114     };
2115 }} // namespace cds::container
2116
2117 #endif // #ifndef CDSLIB_CONTAINER_IMPL_BRONSON_AVLTREE_MAP_RCU_H