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      14                 :             : 
      15                 :             : #pragma once
      16                 :             : 
      17                 :             : #include <hpactor/mem/std_allocator.hpp>
      18                 :             : 
      19                 :             : #include <atomic>
      20                 :             : #include <cstdint>
      21                 :             : #include <functional>
      22                 :             : #include <mutex>
      23                 :             : #include <unordered_map>
      24                 :             : #include <vector>
      25                 :             : 
      26                 :             : namespace hpactor::sched {
      27                 :             : 
      28                 :             : struct CalendarQueueConfig {
      29                 :             :     int64_t fine_bucket_ns = 1'000'000;   // 1ms
      30                 :             :     uint32_t fine_buckets = 256;           // power of 2
      31                 :             :     uint32_t coarse_buckets = 256;         // power of 2
      32                 :             :     uint32_t remote_buckets = 256;         // power of 2
      33                 :             :     uint32_t max_advance_buckets = 4096;   // ~4s cap per advance()
      34                 :             : };
      35                 :             : 
      36                 :             : class CalendarQueue {
      37                 :             : public:
      38                 :             :     using TimerCallback = std::function<void()>;
      39                 :             : 
      40                 :             :     explicit CalendarQueue(const CalendarQueueConfig& cfg = {});
      41                 :             :     ~CalendarQueue();
      42                 :             : 
      43                 :             :     CalendarQueue(const CalendarQueue&) = delete;
      44                 :             :     CalendarQueue& operator=(const CalendarQueue&) = delete;
      45                 :             :     CalendarQueue(CalendarQueue&&) = delete;
      46                 :             :     CalendarQueue& operator=(CalendarQueue&&) = delete;
      47                 :             : 
      48                 :             :     [[nodiscard]] uint64_t schedule(int64_t delay_ns, TimerCallback cb);
      49                 :             :     [[nodiscard]] uint64_t schedule_at(int64_t expire_ns, TimerCallback cb);
      50                 :             :     bool cancel(uint64_t timer_id);
      51                 :             :     uint32_t advance(int64_t now_ns);
      52                 :             : 
      53                 :             :     bool empty() const;
      54                 :          11 :     size_t size() const { return timer_map_.size(); }
      55                 :             : 
      56                 :             : private:
      57                 :             :     struct Timer : mem::SlabAllocated<Timer> {
      58                 :             :         int64_t expire_ns;
      59                 :             :         uint64_t id;
      60                 :             :         TimerCallback callback;
      61                 :             :         Timer* next = nullptr;
      62                 :             :         Timer* prev = nullptr;
      63                 :             :         uint32_t bucket_idx = 0;
      64                 :             :         uint8_t wheel_level = 0; // 0=fine, 1=coarse, 2=remote
      65                 :             :     };
      66                 :             : 
      67                 :             :     struct BucketList {
      68                 :             :         Timer* head = nullptr;
      69                 :             :         Timer* tail = nullptr;
      70                 :             :         uint32_t count = 0;
      71                 :             : 
      72                 :             :         void push_back(Timer* t);
      73                 :             :         void unlink(Timer* t);
      74                 :             :     };
      75                 :             : 
      76                 :             :     // Re-insert a timer at the appropriate wheel level given current time
      77                 :             :     void insert_timer(Timer* timer, int64_t now_ns);
      78                 :             : 
      79                 :             :     // Cascade one bucket from coarse wheel into fine wheel
      80                 :             :     void cascade_coarse(int64_t now_ns);
      81                 :             : 
      82                 :             :     // Cascade one bucket from remote wheel into coarse wheel
      83                 :             :     void cascade_remote(int64_t now_ns);
      84                 :             : 
      85                 :             :     std::vector<BucketList> fine_wheel_;
      86                 :             :     std::vector<BucketList> coarse_wheel_;
      87                 :             :     std::vector<BucketList> remote_wheel_;
      88                 :             :     std::unordered_map<uint64_t, Timer*> timer_map_;
      89                 :             : 
      90                 :             :     int64_t fine_bucket_ns_;
      91                 :             :     int64_t coarse_bucket_ns_;
      92                 :             :     int64_t remote_bucket_ns_;
      93                 :             :     uint32_t fine_mask_;
      94                 :             :     uint32_t coarse_mask_;
      95                 :             :     uint32_t remote_mask_;
      96                 :             :     uint32_t max_advance_buckets_;
      97                 :             : 
      98                 :             :     uint32_t current_fine_ = 0;
      99                 :             :     uint32_t current_coarse_ = 0;
     100                 :             :     uint32_t current_remote_ = 0;
     101                 :             :     int64_t last_advance_ns_ = 0;
     102                 :             : 
     103                 :             :     std::atomic<uint64_t> next_id_{1};
     104                 :             :     mutable std::recursive_mutex mutex_;
     105                 :             : };
     106                 :             : 
     107                 :             : } // namespace hpactor::sched