in lib:
[gnulib.git] / lib / hash.c
1 /* hash - hashing table processing.
2
3    Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 Free Software
4    Foundation, Inc.
5
6    Written by Jim Meyering, 1992.
7
8    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
11    any later version.
12
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
20    Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
21
22 /* A generic hash table package.  */
23
24 /* Define USE_OBSTACK to 1 if you want the allocator to use obstacks instead
25    of malloc.  If you change USE_OBSTACK, you have to recompile!  */
26
27 #if HAVE_CONFIG_H
28 # include <config.h>
29 #endif
30 #if HAVE_STDLIB_H
31 # include <stdlib.h>
32 #endif
33
34 #include <limits.h>
35 #include <stdbool.h>
36 #include <stdio.h>
37
38 #ifndef HAVE_DECL_FREE
39 "this configure-time declaration test was not run"
40 #endif
41 #if !HAVE_DECL_FREE
42 void free ();
43 #endif
44
45 #ifndef HAVE_DECL_MALLOC
46 "this configure-time declaration test was not run"
47 #endif
48 #if !HAVE_DECL_MALLOC
49 char *malloc ();
50 #endif
51
52 #if USE_OBSTACK
53 # include "obstack.h"
54 # ifndef obstack_chunk_alloc
55 #  define obstack_chunk_alloc malloc
56 # endif
57 # ifndef obstack_chunk_free
58 #  define obstack_chunk_free free
59 # endif
60 #endif
61
62 #include "hash.h"
63
64 struct hash_table
65   {
66     /* The array of buckets starts at BUCKET and extends to BUCKET_LIMIT-1,
67        for a possibility of N_BUCKETS.  Among those, N_BUCKETS_USED buckets
68        are not empty, there are N_ENTRIES active entries in the table.  */
69     struct hash_entry *bucket;
70     struct hash_entry *bucket_limit;
71     unsigned n_buckets;
72     unsigned n_buckets_used;
73     unsigned n_entries;
74
75     /* Tuning arguments, kept in a physicaly separate structure.  */
76     const Hash_tuning *tuning;
77
78     /* Three functions are given to `hash_initialize', see the documentation
79        block for this function.  In a word, HASHER randomizes a user entry
80        into a number up from 0 up to some maximum minus 1; COMPARATOR returns
81        true if two user entries compare equally; and DATA_FREER is the cleanup
82        function for a user entry.  */
83     Hash_hasher hasher;
84     Hash_comparator comparator;
85     Hash_data_freer data_freer;
86
87     /* A linked list of freed struct hash_entry structs.  */
88     struct hash_entry *free_entry_list;
89
90 #if USE_OBSTACK
91     /* Whenever obstacks are used, it is possible to allocate all overflowed
92        entries into a single stack, so they all can be freed in a single
93        operation.  It is not clear if the speedup is worth the trouble.  */
94     struct obstack entry_stack;
95 #endif
96   };
97
98 /* A hash table contains many internal entries, each holding a pointer to
99    some user provided data (also called a user entry).  An entry indistinctly
100    refers to both the internal entry and its associated user entry.  A user
101    entry contents may be hashed by a randomization function (the hashing
102    function, or just `hasher' for short) into a number (or `slot') between 0
103    and the current table size.  At each slot position in the hash table,
104    starts a linked chain of entries for which the user data all hash to this
105    slot.  A bucket is the collection of all entries hashing to the same slot.
106
107    A good `hasher' function will distribute entries rather evenly in buckets.
108    In the ideal case, the length of each bucket is roughly the number of
109    entries divided by the table size.  Finding the slot for a data is usually
110    done in constant time by the `hasher', and the later finding of a precise
111    entry is linear in time with the size of the bucket.  Consequently, a
112    larger hash table size (that is, a larger number of buckets) is prone to
113    yielding shorter chains, *given* the `hasher' function behaves properly.
114
115    Long buckets slow down the lookup algorithm.  One might use big hash table
116    sizes in hope to reduce the average length of buckets, but this might
117    become inordinate, as unused slots in the hash table take some space.  The
118    best bet is to make sure you are using a good `hasher' function (beware
119    that those are not that easy to write! :-), and to use a table size
120    larger than the actual number of entries.  */
121
122 /* If an insertion makes the ratio of nonempty buckets to table size larger
123    than the growth threshold (a number between 0.0 and 1.0), then increase
124    the table size by multiplying by the growth factor (a number greater than
125    1.0).  The growth threshold defaults to 0.8, and the growth factor
126    defaults to 1.414, meaning that the table will have doubled its size
127    every second time 80% of the buckets get used.  */
128 #define DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD 0.8
129 #define DEFAULT_GROWTH_FACTOR 1.414
130
131 /* If a deletion empties a bucket and causes the ratio of used buckets to
132    table size to become smaller than the shrink threshold (a number between
133    0.0 and 1.0), then shrink the table by multiplying by the shrink factor (a
134    number greater than the shrink threshold but smaller than 1.0).  The shrink
135    threshold and factor default to 0.0 and 1.0, meaning that the table never
136    shrinks.  */
137 #define DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD 0.0
138 #define DEFAULT_SHRINK_FACTOR 1.0
139
140 /* Use this to initialize or reset a TUNING structure to
141    some sensible values. */
142 static const Hash_tuning default_tuning =
143   {
144     DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD,
145     DEFAULT_SHRINK_FACTOR,
146     DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD,
147     DEFAULT_GROWTH_FACTOR,
148     false
149   };
150
151 /* Information and lookup.  */
152
153 /* The following few functions provide information about the overall hash
154    table organization: the number of entries, number of buckets and maximum
155    length of buckets.  */
156
157 /* Return the number of buckets in the hash table.  The table size, the total
158    number of buckets (used plus unused), or the maximum number of slots, are
159    the same quantity.  */
160
161 unsigned
162 hash_get_n_buckets (const Hash_table *table)
163 {
164   return table->n_buckets;
165 }
166
167 /* Return the number of slots in use (non-empty buckets).  */
168
169 unsigned
170 hash_get_n_buckets_used (const Hash_table *table)
171 {
172   return table->n_buckets_used;
173 }
174
175 /* Return the number of active entries.  */
176
177 unsigned
178 hash_get_n_entries (const Hash_table *table)
179 {
180   return table->n_entries;
181 }
182
183 /* Return the length of the longest chain (bucket).  */
184
185 unsigned
186 hash_get_max_bucket_length (const Hash_table *table)
187 {
188   struct hash_entry *bucket;
189   unsigned max_bucket_length = 0;
190
191   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
192     {
193       if (bucket->data)
194         {
195           struct hash_entry *cursor = bucket;
196           unsigned bucket_length = 1;
197
198           while (cursor = cursor->next, cursor)
199             bucket_length++;
200
201           if (bucket_length > max_bucket_length)
202             max_bucket_length = bucket_length;
203         }
204     }
205
206   return max_bucket_length;
207 }
208
209 /* Do a mild validation of a hash table, by traversing it and checking two
210    statistics.  */
211
212 bool
213 hash_table_ok (const Hash_table *table)
214 {
215   struct hash_entry *bucket;
216   unsigned n_buckets_used = 0;
217   unsigned n_entries = 0;
218
219   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
220     {
221       if (bucket->data)
222         {
223           struct hash_entry *cursor = bucket;
224
225           /* Count bucket head.  */
226           n_buckets_used++;
227           n_entries++;
228
229           /* Count bucket overflow.  */
230           while (cursor = cursor->next, cursor)
231             n_entries++;
232         }
233     }
234
235   if (n_buckets_used == table->n_buckets_used && n_entries == table->n_entries)
236     return true;
237
238   return false;
239 }
240
241 void
242 hash_print_statistics (const Hash_table *table, FILE *stream)
243 {
244   unsigned n_entries = hash_get_n_entries (table);
245   unsigned n_buckets = hash_get_n_buckets (table);
246   unsigned n_buckets_used = hash_get_n_buckets_used (table);
247   unsigned max_bucket_length = hash_get_max_bucket_length (table);
248
249   fprintf (stream, "# entries:         %u\n", n_entries);
250   fprintf (stream, "# buckets:         %u\n", n_buckets);
251   fprintf (stream, "# buckets used:    %u (%.2f%%)\n", n_buckets_used,
252            (100.0 * n_buckets_used) / n_buckets);
253   fprintf (stream, "max bucket length: %u\n", max_bucket_length);
254 }
255
256 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the
257    entry from the table.  Otherwise, return NULL.  */
258
259 void *
260 hash_lookup (const Hash_table *table, const void *entry)
261 {
262   struct hash_entry *bucket
263     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
264   struct hash_entry *cursor;
265
266   if (! (bucket < table->bucket_limit))
267     abort ();
268
269   if (bucket->data == NULL)
270     return NULL;
271
272   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
273     if (table->comparator (entry, cursor->data))
274       return cursor->data;
275
276   return NULL;
277 }
278
279 /* Walking.  */
280
281 /* The functions in this page traverse the hash table and process the
282    contained entries.  For the traversal to work properly, the hash table
283    should not be resized nor modified while any particular entry is being
284    processed.  In particular, entries should not be added or removed.  */
285
286 /* Return the first data in the table, or NULL if the table is empty.  */
287
288 void *
289 hash_get_first (const Hash_table *table)
290 {
291   struct hash_entry *bucket;
292
293   if (table->n_entries == 0)
294     return NULL;
295
296   for (bucket = table->bucket; ; bucket++)
297     if (! (bucket < table->bucket_limit))
298       abort ();
299     else if (bucket->data)
300       return bucket->data;
301 }
302
303 /* Return the user data for the entry following ENTRY, where ENTRY has been
304    returned by a previous call to either `hash_get_first' or `hash_get_next'.
305    Return NULL if there are no more entries.  */
306
307 void *
308 hash_get_next (const Hash_table *table, const void *entry)
309 {
310   struct hash_entry *bucket
311     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
312   struct hash_entry *cursor;
313
314   if (! (bucket < table->bucket_limit))
315     abort ();
316
317   /* Find next entry in the same bucket.  */
318   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
319     if (cursor->data == entry && cursor->next)
320       return cursor->next->data;
321
322   /* Find first entry in any subsequent bucket.  */
323   while (++bucket < table->bucket_limit)
324     if (bucket->data)
325       return bucket->data;
326
327   /* None found.  */
328   return NULL;
329 }
330
331 /* Fill BUFFER with pointers to active user entries in the hash table, then
332    return the number of pointers copied.  Do not copy more than BUFFER_SIZE
333    pointers.  */
334
335 unsigned
336 hash_get_entries (const Hash_table *table, void **buffer,
337                   unsigned buffer_size)
338 {
339   unsigned counter = 0;
340   struct hash_entry *bucket;
341   struct hash_entry *cursor;
342
343   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
344     {
345       if (bucket->data)
346         {
347           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
348             {
349               if (counter >= buffer_size)
350                 return counter;
351               buffer[counter++] = cursor->data;
352             }
353         }
354     }
355
356   return counter;
357 }
358
359 /* Call a PROCESSOR function for each entry of a hash table, and return the
360    number of entries for which the processor function returned success.  A
361    pointer to some PROCESSOR_DATA which will be made available to each call to
362    the processor function.  The PROCESSOR accepts two arguments: the first is
363    the user entry being walked into, the second is the value of PROCESSOR_DATA
364    as received.  The walking continue for as long as the PROCESSOR function
365    returns nonzero.  When it returns zero, the walking is interrupted.  */
366
367 unsigned
368 hash_do_for_each (const Hash_table *table, Hash_processor processor,
369                   void *processor_data)
370 {
371   unsigned counter = 0;
372   struct hash_entry *bucket;
373   struct hash_entry *cursor;
374
375   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
376     {
377       if (bucket->data)
378         {
379           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
380             {
381               if (!(*processor) (cursor->data, processor_data))
382                 return counter;
383               counter++;
384             }
385         }
386     }
387
388   return counter;
389 }
390
391 /* Allocation and clean-up.  */
392
393 /* Return a hash index for a NUL-terminated STRING between 0 and N_BUCKETS-1.
394    This is a convenience routine for constructing other hashing functions.  */
395
396 #if USE_DIFF_HASH
397
398 /* About hashings, Paul Eggert writes to me (FP), on 1994-01-01: "Please see
399    B. J. McKenzie, R. Harries & T. Bell, Selecting a hashing algorithm,
400    Software--practice & experience 20, 2 (Feb 1990), 209-224.  Good hash
401    algorithms tend to be domain-specific, so what's good for [diffutils'] io.c
402    may not be good for your application."  */
403
404 unsigned
405 hash_string (const char *string, unsigned n_buckets)
406 {
407 # define ROTATE_LEFT(Value, Shift) \
408   ((Value) << (Shift) | (Value) >> ((sizeof (unsigned) * CHAR_BIT) - (Shift)))
409 # define HASH_ONE_CHAR(Value, Byte) \
410   ((Byte) + ROTATE_LEFT (Value, 7))
411
412   unsigned value = 0;
413
414   for (; *string; string++)
415     value = HASH_ONE_CHAR (value, *(const unsigned char *) string);
416   return value % n_buckets;
417
418 # undef ROTATE_LEFT
419 # undef HASH_ONE_CHAR
420 }
421
422 #else /* not USE_DIFF_HASH */
423
424 /* This one comes from `recode', and performs a bit better than the above as
425    per a few experiments.  It is inspired from a hashing routine found in the
426    very old Cyber `snoop', itself written in typical Greg Mansfield style.
427    (By the way, what happened to this excellent man?  Is he still alive?)  */
428
429 unsigned
430 hash_string (const char *string, unsigned n_buckets)
431 {
432   unsigned value = 0;
433
434   while (*string)
435     value = ((value * 31 + (int) *(const unsigned char *) string++)
436              % n_buckets);
437   return value;
438 }
439
440 #endif /* not USE_DIFF_HASH */
441
442 /* Return true if CANDIDATE is a prime number.  CANDIDATE should be an odd
443    number at least equal to 11.  */
444
445 static bool
446 is_prime (unsigned long candidate)
447 {
448   unsigned long divisor = 3;
449   unsigned long square = divisor * divisor;
450
451   while (square < candidate && (candidate % divisor))
452     {
453       divisor++;
454       square += 4 * divisor;
455       divisor++;
456     }
457
458   return (candidate % divisor ? true : false);
459 }
460
461 /* Round a given CANDIDATE number up to the nearest prime, and return that
462    prime.  Primes lower than 10 are merely skipped.  */
463
464 static unsigned long
465 next_prime (unsigned long candidate)
466 {
467   /* Skip small primes.  */
468   if (candidate < 10)
469     candidate = 10;
470
471   /* Make it definitely odd.  */
472   candidate |= 1;
473
474   while (!is_prime (candidate))
475     candidate += 2;
476
477   return candidate;
478 }
479
480 void
481 hash_reset_tuning (Hash_tuning *tuning)
482 {
483   *tuning = default_tuning;
484 }
485
486 /* For the given hash TABLE, check the user supplied tuning structure for
487    reasonable values, and return true if there is no gross error with it.
488    Otherwise, definitively reset the TUNING field to some acceptable default
489    in the hash table (that is, the user loses the right of further modifying
490    tuning arguments), and return false.  */
491
492 static bool
493 check_tuning (Hash_table *table)
494 {
495   const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
496
497   if (tuning->growth_threshold > 0.0
498       && tuning->growth_threshold < 1.0
499       && tuning->growth_factor > 1.0
500       && tuning->shrink_threshold >= 0.0
501       && tuning->shrink_threshold < 1.0
502       && tuning->shrink_factor > tuning->shrink_threshold
503       && tuning->shrink_factor <= 1.0
504       && tuning->shrink_threshold < tuning->growth_threshold)
505     return true;
506
507   table->tuning = &default_tuning;
508   return false;
509 }
510
511 /* Allocate and return a new hash table, or NULL upon failure.  The initial
512    number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that you
513    may insert at least CANDIDATE different user entries before any growth of
514    the hash table size occurs.  So, if have a reasonably tight a-priori upper
515    bound on the number of entries you intend to insert in the hash table, you
516    may save some table memory and insertion time, by specifying it here.  If
517    the IS_N_BUCKETS field of the TUNING structure is true, the CANDIDATE
518    argument has its meaning changed to the wanted number of buckets.
519
520    TUNING points to a structure of user-supplied values, in case some fine
521    tuning is wanted over the default behavior of the hasher.  If TUNING is
522    NULL, the default tuning parameters are used instead.
523
524    The user-supplied HASHER function should be provided.  It accepts two
525    arguments ENTRY and TABLE_SIZE.  It computes, by hashing ENTRY contents, a
526    slot number for that entry which should be in the range 0..TABLE_SIZE-1.
527    This slot number is then returned.
528
529    The user-supplied COMPARATOR function should be provided.  It accepts two
530    arguments pointing to user data, it then returns true for a pair of entries
531    that compare equal, or false otherwise.  This function is internally called
532    on entries which are already known to hash to the same bucket index.
533
534    The user-supplied DATA_FREER function, when not NULL, may be later called
535    with the user data as an argument, just before the entry containing the
536    data gets freed.  This happens from within `hash_free' or `hash_clear'.
537    You should specify this function only if you want these functions to free
538    all of your `data' data.  This is typically the case when your data is
539    simply an auxiliary struct that you have malloc'd to aggregate several
540    values.  */
541
542 Hash_table *
543 hash_initialize (unsigned candidate, const Hash_tuning *tuning,
544                  Hash_hasher hasher, Hash_comparator comparator,
545                  Hash_data_freer data_freer)
546 {
547   Hash_table *table;
548   struct hash_entry *bucket;
549
550   if (hasher == NULL || comparator == NULL)
551     return NULL;
552
553   table = (Hash_table *) malloc (sizeof (Hash_table));
554   if (table == NULL)
555     return NULL;
556
557   if (!tuning)
558     tuning = &default_tuning;
559   table->tuning = tuning;
560   if (!check_tuning (table))
561     {
562       /* Fail if the tuning options are invalid.  This is the only occasion
563          when the user gets some feedback about it.  Once the table is created,
564          if the user provides invalid tuning options, we silently revert to
565          using the defaults, and ignore further request to change the tuning
566          options.  */
567       free (table);
568       return NULL;
569     }
570
571   table->n_buckets
572     = next_prime (tuning->is_n_buckets ? candidate
573                   : (unsigned) (candidate / tuning->growth_threshold));
574
575   table->bucket = (struct hash_entry *)
576     malloc (table->n_buckets * sizeof (struct hash_entry));
577   if (table->bucket == NULL)
578     {
579       free (table);
580       return NULL;
581     }
582   table->bucket_limit = table->bucket + table->n_buckets;
583
584   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
585     {
586       bucket->data = NULL;
587       bucket->next = NULL;
588     }
589   table->n_buckets_used = 0;
590   table->n_entries = 0;
591
592   table->hasher = hasher;
593   table->comparator = comparator;
594   table->data_freer = data_freer;
595
596   table->free_entry_list = NULL;
597 #if USE_OBSTACK
598   obstack_init (&table->entry_stack);
599 #endif
600   return table;
601 }
602
603 /* Make all buckets empty, placing any chained entries on the free list.
604    Apply the user-specified function data_freer (if any) to the datas of any
605    affected entries.  */
606
607 void
608 hash_clear (Hash_table *table)
609 {
610   struct hash_entry *bucket;
611
612   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
613     {
614       if (bucket->data)
615         {
616           struct hash_entry *cursor;
617           struct hash_entry *next;
618
619           /* Free the bucket overflow.  */
620           for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
621             {
622               if (table->data_freer)
623                 (*table->data_freer) (cursor->data);
624               cursor->data = NULL;
625
626               next = cursor->next;
627               /* Relinking is done one entry at a time, as it is to be expected
628                  that overflows are either rare or short.  */
629               cursor->next = table->free_entry_list;
630               table->free_entry_list = cursor;
631             }
632
633           /* Free the bucket head.  */
634           if (table->data_freer)
635             (*table->data_freer) (bucket->data);
636           bucket->data = NULL;
637           bucket->next = NULL;
638         }
639     }
640
641   table->n_buckets_used = 0;
642   table->n_entries = 0;
643 }
644
645 /* Reclaim all storage associated with a hash table.  If a data_freer
646    function has been supplied by the user when the hash table was created,
647    this function applies it to the data of each entry before freeing that
648    entry.  */
649
650 void
651 hash_free (Hash_table *table)
652 {
653   struct hash_entry *bucket;
654   struct hash_entry *cursor;
655   struct hash_entry *next;
656
657   /* Call the user data_freer function.  */
658   if (table->data_freer && table->n_entries)
659     {
660       for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
661         {
662           if (bucket->data)
663             {
664               for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
665                 {
666                   (*table->data_freer) (cursor->data);
667                 }
668             }
669         }
670     }
671
672 #if USE_OBSTACK
673
674   obstack_free (&table->entry_stack, NULL);
675
676 #else
677
678   /* Free all bucket overflowed entries.  */
679   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
680     {
681       for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
682         {
683           next = cursor->next;
684           free (cursor);
685         }
686     }
687
688   /* Also reclaim the internal list of previously freed entries.  */
689   for (cursor = table->free_entry_list; cursor; cursor = next)
690     {
691       next = cursor->next;
692       free (cursor);
693     }
694
695 #endif
696
697   /* Free the remainder of the hash table structure.  */
698   free (table->bucket);
699   free (table);
700 }
701
702 /* Insertion and deletion.  */
703
704 /* Get a new hash entry for a bucket overflow, possibly by reclying a
705    previously freed one.  If this is not possible, allocate a new one.  */
706
707 static struct hash_entry *
708 allocate_entry (Hash_table *table)
709 {
710   struct hash_entry *new;
711
712   if (table->free_entry_list)
713     {
714       new = table->free_entry_list;
715       table->free_entry_list = new->next;
716     }
717   else
718     {
719 #if USE_OBSTACK
720       new = (struct hash_entry *)
721         obstack_alloc (&table->entry_stack, sizeof (struct hash_entry));
722 #else
723       new = (struct hash_entry *) malloc (sizeof (struct hash_entry));
724 #endif
725     }
726
727   return new;
728 }
729
730 /* Free a hash entry which was part of some bucket overflow,
731    saving it for later recycling.  */
732
733 static void
734 free_entry (Hash_table *table, struct hash_entry *entry)
735 {
736   entry->data = NULL;
737   entry->next = table->free_entry_list;
738   table->free_entry_list = entry;
739 }
740
741 /* This private function is used to help with insertion and deletion.  When
742    ENTRY matches an entry in the table, return a pointer to the corresponding
743    user data and set *BUCKET_HEAD to the head of the selected bucket.
744    Otherwise, return NULL.  When DELETE is true and ENTRY matches an entry in
745    the table, unlink the matching entry.  */
746
747 static void *
748 hash_find_entry (Hash_table *table, const void *entry,
749                  struct hash_entry **bucket_head, bool delete)
750 {
751   struct hash_entry *bucket
752     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
753   struct hash_entry *cursor;
754
755   if (! (bucket < table->bucket_limit))
756     abort ();
757
758   *bucket_head = bucket;
759
760   /* Test for empty bucket.  */
761   if (bucket->data == NULL)
762     return NULL;
763
764   /* See if the entry is the first in the bucket.  */
765   if ((*table->comparator) (entry, bucket->data))
766     {
767       void *data = bucket->data;
768
769       if (delete)
770         {
771           if (bucket->next)
772             {
773               struct hash_entry *next = bucket->next;
774
775               /* Bump the first overflow entry into the bucket head, then save
776                  the previous first overflow entry for later recycling.  */
777               *bucket = *next;
778               free_entry (table, next);
779             }
780           else
781             {
782               bucket->data = NULL;
783             }
784         }
785
786       return data;
787     }
788
789   /* Scan the bucket overflow.  */
790   for (cursor = bucket; cursor->next; cursor = cursor->next)
791     {
792       if ((*table->comparator) (entry, cursor->next->data))
793         {
794           void *data = cursor->next->data;
795
796           if (delete)
797             {
798               struct hash_entry *next = cursor->next;
799
800               /* Unlink the entry to delete, then save the freed entry for later
801                  recycling.  */
802               cursor->next = next->next;
803               free_entry (table, next);
804             }
805
806           return data;
807         }
808     }
809
810   /* No entry found.  */
811   return NULL;
812 }
813
814 /* For an already existing hash table, change the number of buckets through
815    specifying CANDIDATE.  The contents of the hash table are preserved.  The
816    new number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that
817    the table may receive at least CANDIDATE different user entries, including
818    those already in the table, before any other growth of the hash table size
819    occurs.  If TUNING->IS_N_BUCKETS is true, then CANDIDATE specifies the
820    exact number of buckets desired.  */
821
822 bool
823 hash_rehash (Hash_table *table, unsigned candidate)
824 {
825   Hash_table *new_table;
826   struct hash_entry *bucket;
827   struct hash_entry *cursor;
828   struct hash_entry *next;
829
830   new_table = hash_initialize (candidate, table->tuning, table->hasher,
831                                table->comparator, table->data_freer);
832   if (new_table == NULL)
833     return false;
834
835   /* Merely reuse the extra old space into the new table.  */
836 #if USE_OBSTACK
837   obstack_free (&new_table->entry_stack, NULL);
838   new_table->entry_stack = table->entry_stack;
839 #endif
840   new_table->free_entry_list = table->free_entry_list;
841
842   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
843     if (bucket->data)
844       for (cursor = bucket; cursor; cursor = next)
845         {
846           void *data = cursor->data;
847           struct hash_entry *new_bucket
848             = (new_table->bucket
849                + new_table->hasher (data, new_table->n_buckets));
850
851           if (! (new_bucket < new_table->bucket_limit))
852             abort ();
853
854           next = cursor->next;
855
856           if (new_bucket->data)
857             {
858               if (cursor == bucket)
859                 {
860                   /* Allocate or recycle an entry, when moving from a bucket
861                      header into a bucket overflow.  */
862                   struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (new_table);
863
864                   if (new_entry == NULL)
865                     return false;
866
867                   new_entry->data = data;
868                   new_entry->next = new_bucket->next;
869                   new_bucket->next = new_entry;
870                 }
871               else
872                 {
873                   /* Merely relink an existing entry, when moving from a
874                      bucket overflow into a bucket overflow.  */
875                   cursor->next = new_bucket->next;
876                   new_bucket->next = cursor;
877                 }
878             }
879           else
880             {
881               /* Free an existing entry, when moving from a bucket
882                  overflow into a bucket header.  Also take care of the
883                  simple case of moving from a bucket header into a bucket
884                  header.  */
885               new_bucket->data = data;
886               new_table->n_buckets_used++;
887               if (cursor != bucket)
888                 free_entry (new_table, cursor);
889             }
890         }
891
892   free (table->bucket);
893   table->bucket = new_table->bucket;
894   table->bucket_limit = new_table->bucket_limit;
895   table->n_buckets = new_table->n_buckets;
896   table->n_buckets_used = new_table->n_buckets_used;
897   table->free_entry_list = new_table->free_entry_list;
898   /* table->n_entries already holds its value.  */
899 #if USE_OBSTACK
900   table->entry_stack = new_table->entry_stack;
901 #endif
902   free (new_table);
903
904   return true;
905 }
906
907 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the pointer
908    to the entry from the table.  Otherwise, insert ENTRY and return ENTRY.
909    Return NULL if the storage required for insertion cannot be allocated.  */
910
911 void *
912 hash_insert (Hash_table *table, const void *entry)
913 {
914   void *data;
915   struct hash_entry *bucket;
916
917   /* The caller cannot insert a NULL entry.  */
918   if (! entry)
919     abort ();
920
921   /* If there's a matching entry already in the table, return that.  */
922   if ((data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, false)) != NULL)
923     return data;
924
925   /* ENTRY is not matched, it should be inserted.  */
926
927   if (bucket->data)
928     {
929       struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (table);
930
931       if (new_entry == NULL)
932         return NULL;
933
934       /* Add ENTRY in the overflow of the bucket.  */
935
936       new_entry->data = (void *) entry;
937       new_entry->next = bucket->next;
938       bucket->next = new_entry;
939       table->n_entries++;
940       return (void *) entry;
941     }
942
943   /* Add ENTRY right in the bucket head.  */
944
945   bucket->data = (void *) entry;
946   table->n_entries++;
947   table->n_buckets_used++;
948
949   /* If the growth threshold of the buckets in use has been reached, increase
950      the table size and rehash.  There's no point in checking the number of
951      entries:  if the hashing function is ill-conditioned, rehashing is not
952      likely to improve it.  */
953
954   if (table->n_buckets_used
955       > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
956     {
957       /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
958          became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
959       check_tuning (table);
960       if (table->n_buckets_used
961           > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
962         {
963           const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
964           unsigned candidate
965             = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
966                           ? (table->n_buckets * tuning->growth_factor)
967                           : (table->n_buckets * tuning->growth_factor
968                              * tuning->growth_threshold));
969
970           /* If the rehash fails, arrange to return NULL.  */
971           if (!hash_rehash (table, candidate))
972             entry = NULL;
973         }
974     }
975
976   return (void *) entry;
977 }
978
979 /* If ENTRY is already in the table, remove it and return the just-deleted
980    data (the user may want to deallocate its storage).  If ENTRY is not in the
981    table, don't modify the table and return NULL.  */
982
983 void *
984 hash_delete (Hash_table *table, const void *entry)
985 {
986   void *data;
987   struct hash_entry *bucket;
988
989   data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, true);
990   if (!data)
991     return NULL;
992
993   table->n_entries--;
994   if (!bucket->data)
995     {
996       table->n_buckets_used--;
997
998       /* If the shrink threshold of the buckets in use has been reached,
999          rehash into a smaller table.  */
1000
1001       if (table->n_buckets_used
1002           < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1003         {
1004           /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
1005              became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
1006           check_tuning (table);
1007           if (table->n_buckets_used
1008               < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1009             {
1010               const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
1011               unsigned candidate
1012                 = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
1013                               ? table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1014                               : (table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1015                                  * tuning->growth_threshold));
1016
1017               hash_rehash (table, candidate);
1018             }
1019         }
1020     }
1021
1022   return data;
1023 }
1024
1025 /* Testing.  */
1026
1027 #if TESTING
1028
1029 void
1030 hash_print (const Hash_table *table)
1031 {
1032   struct hash_entry *bucket;
1033
1034   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
1035     {
1036       struct hash_entry *cursor;
1037
1038       if (bucket)
1039         printf ("%d:\n", bucket - table->bucket);
1040
1041       for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
1042         {
1043           char *s = (char *) cursor->data;
1044           /* FIXME */
1045           if (s)
1046             printf ("  %s\n", s);
1047         }
1048     }
1049 }
1050
1051 #endif /* TESTING */