(struct hash_table): Define it here instead.
[gnulib.git] / lib / hash.c
1 /* hash - hashing table processing.
2    Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001 Free Software Foundation, Inc.
3    Written by Jim Meyering, 1992.
4
5    This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6    it under the terms of the GNU General Public License as published by
7    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
8    any later version.
9
10    This program is distributed in the hope that it will be useful,
11    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13    GNU General Public License for more details.
14
15    You should have received a copy of the GNU General Public License
16    along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
17    Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
18
19 /* A generic hash table package.  */
20
21 /* Define USE_OBSTACK to 1 if you want the allocator to use obstacks instead
22    of malloc.  If you change USE_OBSTACK, you have to recompile!  */
23
24 #if HAVE_CONFIG_H
25 # include <config.h>
26 #endif
27 #if HAVE_STDLIB_H
28 # include <stdlib.h>
29 #endif
30 #if HAVE_STDBOOL_H
31 # include <stdbool.h>
32 #else
33 typedef enum {false = 0, true = 1} bool;
34 #endif
35 #include <stdio.h>
36 #include <assert.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   assert (bucket < table->bucket_limit);
267
268   if (bucket->data == NULL)
269     return NULL;
270
271   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
272     if (table->comparator (entry, cursor->data))
273       return cursor->data;
274
275   return NULL;
276 }
277
278 /* Walking.  */
279
280 /* The functions in this page traverse the hash table and process the
281    contained entries.  For the traversal to work properly, the hash table
282    should not be resized nor modified while any particular entry is being
283    processed.  In particular, entries should not be added or removed.  */
284
285 /* Return the first data in the table, or NULL if the table is empty.  */
286
287 void *
288 hash_get_first (const Hash_table *table)
289 {
290   struct hash_entry *bucket;
291
292   if (table->n_entries == 0)
293     return NULL;
294
295   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
296     if (bucket->data)
297       return bucket->data;
298
299   assert (0);
300   return NULL;
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   assert (bucket < table->bucket_limit);
315
316   /* Find next entry in the same bucket.  */
317   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
318     if (cursor->data == entry && cursor->next)
319       return cursor->next->data;
320
321   /* Find first entry in any subsequent bucket.  */
322   while (++bucket < table->bucket_limit)
323     if (bucket->data)
324       return bucket->data;
325
326   /* None found.  */
327   return NULL;
328 }
329
330 /* Fill BUFFER with pointers to active user entries in the hash table, then
331    return the number of pointers copied.  Do not copy more than BUFFER_SIZE
332    pointers.  */
333
334 unsigned
335 hash_get_entries (const Hash_table *table, void **buffer,
336                   unsigned buffer_size)
337 {
338   unsigned counter = 0;
339   struct hash_entry *bucket;
340   struct hash_entry *cursor;
341
342   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
343     {
344       if (bucket->data)
345         {
346           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
347             {
348               if (counter >= buffer_size)
349                 return counter;
350               buffer[counter++] = cursor->data;
351             }
352         }
353     }
354
355   return counter;
356 }
357
358 /* Call a PROCESSOR function for each entry of a hash table, and return the
359    number of entries for which the processor function returned success.  A
360    pointer to some PROCESSOR_DATA which will be made available to each call to
361    the processor function.  The PROCESSOR accepts two arguments: the first is
362    the user entry being walked into, the second is the value of PROCESSOR_DATA
363    as received.  The walking continue for as long as the PROCESSOR function
364    returns nonzero.  When it returns zero, the walking is interrupted.  */
365
366 unsigned
367 hash_do_for_each (const Hash_table *table, Hash_processor processor,
368                   void *processor_data)
369 {
370   unsigned counter = 0;
371   struct hash_entry *bucket;
372   struct hash_entry *cursor;
373
374   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
375     {
376       if (bucket->data)
377         {
378           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
379             {
380               if (!(*processor) (cursor->data, processor_data))
381                 return counter;
382               counter++;
383             }
384         }
385     }
386
387   return counter;
388 }
389
390 /* Allocation and clean-up.  */
391
392 /* Return a hash index for a NUL-terminated STRING between 0 and N_BUCKETS-1.
393    This is a convenience routine for constructing other hashing functions.  */
394
395 #if USE_DIFF_HASH
396
397 /* About hashings, Paul Eggert writes to me (FP), on 1994-01-01: "Please see
398    B. J. McKenzie, R. Harries & T. Bell, Selecting a hashing algorithm,
399    Software--practice & experience 20, 2 (Feb 1990), 209-224.  Good hash
400    algorithms tend to be domain-specific, so what's good for [diffutils'] io.c
401    may not be good for your application."  */
402
403 unsigned
404 hash_string (const char *string, unsigned n_buckets)
405 {
406 # ifndef CHAR_BIT
407 #  define CHAR_BIT 8
408 # endif
409 # define ROTATE_LEFT(Value, Shift) \
410   ((Value) << (Shift) | (Value) >> ((sizeof (unsigned) * CHAR_BIT) - (Shift)))
411 # define HASH_ONE_CHAR(Value, Byte) \
412   ((Byte) + ROTATE_LEFT (Value, 7))
413
414   unsigned value = 0;
415
416   for (; *string; string++)
417     value = HASH_ONE_CHAR (value, *(const unsigned char *) string);
418   return value % n_buckets;
419
420 # undef ROTATE_LEFT
421 # undef HASH_ONE_CHAR
422 }
423
424 #else /* not USE_DIFF_HASH */
425
426 /* This one comes from `recode', and performs a bit better than the above as
427    per a few experiments.  It is inspired from a hashing routine found in the
428    very old Cyber `snoop', itself written in typical Greg Mansfield style.
429    (By the way, what happened to this excellent man?  Is he still alive?)  */
430
431 unsigned
432 hash_string (const char *string, unsigned n_buckets)
433 {
434   unsigned value = 0;
435
436   while (*string)
437     value = ((value * 31 + (int) *(const unsigned char *) string++)
438              % n_buckets);
439   return value;
440 }
441
442 #endif /* not USE_DIFF_HASH */
443
444 /* Return true if CANDIDATE is a prime number.  CANDIDATE should be an odd
445    number at least equal to 11.  */
446
447 static bool
448 is_prime (unsigned long candidate)
449 {
450   unsigned long divisor = 3;
451   unsigned long square = divisor * divisor;
452
453   while (square < candidate && (candidate % divisor))
454     {
455       divisor++;
456       square += 4 * divisor;
457       divisor++;
458     }
459
460   return (candidate % divisor ? true : false);
461 }
462
463 /* Round a given CANDIDATE number up to the nearest prime, and return that
464    prime.  Primes lower than 10 are merely skipped.  */
465
466 static unsigned long
467 next_prime (unsigned long candidate)
468 {
469   /* Skip small primes.  */
470   if (candidate < 10)
471     candidate = 10;
472
473   /* Make it definitely odd.  */
474   candidate |= 1;
475
476   while (!is_prime (candidate))
477     candidate += 2;
478
479   return candidate;
480 }
481
482 void
483 hash_reset_tuning (Hash_tuning *tuning)
484 {
485   *tuning = default_tuning;
486 }
487
488 /* For the given hash TABLE, check the user supplied tuning structure for
489    reasonable values, and return true if there is no gross error with it.
490    Otherwise, definitively reset the TUNING field to some acceptable default
491    in the hash table (that is, the user loses the right of further modifying
492    tuning arguments), and return false.  */
493
494 static bool
495 check_tuning (Hash_table *table)
496 {
497   const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
498
499   if (tuning->growth_threshold > 0.0
500       && tuning->growth_threshold < 1.0
501       && tuning->growth_factor > 1.0
502       && tuning->shrink_threshold >= 0.0
503       && tuning->shrink_threshold < 1.0
504       && tuning->shrink_factor > tuning->shrink_threshold
505       && tuning->shrink_factor <= 1.0
506       && tuning->shrink_threshold < tuning->growth_threshold)
507     return true;
508
509   table->tuning = &default_tuning;
510   return false;
511 }
512
513 /* Allocate and return a new hash table, or NULL upon failure.  The initial
514    number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that you
515    may insert at least CANDIDATE different user entries before any growth of
516    the hash table size occurs.  So, if have a reasonably tight a-priori upper
517    bound on the number of entries you intend to insert in the hash table, you
518    may save some table memory and insertion time, by specifying it here.  If
519    the IS_N_BUCKETS field of the TUNING structure is true, the CANDIDATE
520    argument has its meaning changed to the wanted number of buckets.
521
522    TUNING points to a structure of user-supplied values, in case some fine
523    tuning is wanted over the default behavior of the hasher.  If TUNING is
524    NULL, the default tuning parameters are used instead.
525
526    The user-supplied HASHER function should be provided.  It accepts two
527    arguments ENTRY and TABLE_SIZE.  It computes, by hashing ENTRY contents, a
528    slot number for that entry which should be in the range 0..TABLE_SIZE-1.
529    This slot number is then returned.
530
531    The user-supplied COMPARATOR function should be provided.  It accepts two
532    arguments pointing to user data, it then returns true for a pair of entries
533    that compare equal, or false otherwise.  This function is internally called
534    on entries which are already known to hash to the same bucket index.
535
536    The user-supplied DATA_FREER function, when not NULL, may be later called
537    with the user data as an argument, just before the entry containing the
538    data gets freed.  This happens from within `hash_free' or `hash_clear'.
539    You should specify this function only if you want these functions to free
540    all of your `data' data.  This is typically the case when your data is
541    simply an auxiliary struct that you have malloc'd to aggregate several
542    values.  */
543
544 Hash_table *
545 hash_initialize (unsigned candidate, const Hash_tuning *tuning,
546                  Hash_hasher hasher, Hash_comparator comparator,
547                  Hash_data_freer data_freer)
548 {
549   Hash_table *table;
550   struct hash_entry *bucket;
551
552   if (hasher == NULL || comparator == NULL)
553     return NULL;
554
555   table = (Hash_table *) malloc (sizeof (Hash_table));
556   if (table == NULL)
557     return NULL;
558
559   if (!tuning)
560     tuning = &default_tuning;
561   table->tuning = tuning;
562   if (!check_tuning (table))
563     {
564       /* Fail if the tuning options are invalid.  This is the only occasion
565          when the user gets some feedback about it.  Once the table is created,
566          if the user provides invalid tuning options, we silently revert to
567          using the defaults, and ignore further request to change the tuning
568          options.  */
569       free (table);
570       return NULL;
571     }
572
573   table->n_buckets
574     = next_prime (tuning->is_n_buckets ? candidate
575                   : (unsigned) (candidate / tuning->growth_threshold));
576
577   table->bucket = (struct hash_entry *)
578     malloc (table->n_buckets * sizeof (struct hash_entry));
579   if (table->bucket == NULL)
580     {
581       free (table);
582       return NULL;
583     }
584   table->bucket_limit = table->bucket + table->n_buckets;
585
586   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
587     {
588       bucket->data = NULL;
589       bucket->next = NULL;
590     }
591   table->n_buckets_used = 0;
592   table->n_entries = 0;
593
594   table->hasher = hasher;
595   table->comparator = comparator;
596   table->data_freer = data_freer;
597
598   table->free_entry_list = NULL;
599 #if USE_OBSTACK
600   obstack_init (&table->entry_stack);
601 #endif
602   return table;
603 }
604
605 /* Make all buckets empty, placing any chained entries on the free list.
606    Apply the user-specified function data_freer (if any) to the datas of any
607    affected entries.  */
608
609 void
610 hash_clear (Hash_table *table)
611 {
612   struct hash_entry *bucket;
613
614   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
615     {
616       if (bucket->data)
617         {
618           struct hash_entry *cursor;
619           struct hash_entry *next;
620
621           /* Free the bucket overflow.  */
622           for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
623             {
624               if (table->data_freer)
625                 (*table->data_freer) (cursor->data);
626               cursor->data = NULL;
627
628               next = cursor->next;
629               /* Relinking is done one entry at a time, as it is to be expected
630                  that overflows are either rare or short.  */
631               cursor->next = table->free_entry_list;
632               table->free_entry_list = cursor;
633             }
634
635           /* Free the bucket head.  */
636           if (table->data_freer)
637             (*table->data_freer) (bucket->data);
638           bucket->data = NULL;
639           bucket->next = NULL;
640         }
641     }
642
643   table->n_buckets_used = 0;
644   table->n_entries = 0;
645 }
646
647 /* Reclaim all storage associated with a hash table.  If a data_freer
648    function has been supplied by the user when the hash table was created,
649    this function applies it to the data of each entry before freeing that
650    entry.  */
651
652 void
653 hash_free (Hash_table *table)
654 {
655   struct hash_entry *bucket;
656   struct hash_entry *cursor;
657   struct hash_entry *next;
658
659   /* Call the user data_freer function.  */
660   if (table->data_freer && table->n_entries)
661     {
662       for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
663         {
664           if (bucket->data)
665             {
666               for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
667                 {
668                   (*table->data_freer) (cursor->data);
669                 }
670             }
671         }
672     }
673
674 #if USE_OBSTACK
675
676   obstack_free (&table->entry_stack, NULL);
677
678 #else
679
680   /* Free all bucket overflowed entries.  */
681   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
682     {
683       for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
684         {
685           next = cursor->next;
686           free (cursor);
687         }
688     }
689
690   /* Also reclaim the internal list of previously freed entries.  */
691   for (cursor = table->free_entry_list; cursor; cursor = next)
692     {
693       next = cursor->next;
694       free (cursor);
695     }
696
697 #endif
698
699   /* Free the remainder of the hash table structure.  */
700   free (table->bucket);
701   free (table);
702 }
703
704 /* Insertion and deletion.  */
705
706 /* Get a new hash entry for a bucket overflow, possibly by reclying a
707    previously freed one.  If this is not possible, allocate a new one.  */
708
709 static struct hash_entry *
710 allocate_entry (Hash_table *table)
711 {
712   struct hash_entry *new;
713
714   if (table->free_entry_list)
715     {
716       new = table->free_entry_list;
717       table->free_entry_list = new->next;
718     }
719   else
720     {
721 #if USE_OBSTACK
722       new = (struct hash_entry *)
723         obstack_alloc (&table->entry_stack, sizeof (struct hash_entry));
724 #else
725       new = (struct hash_entry *) malloc (sizeof (struct hash_entry));
726 #endif
727     }
728
729   return new;
730 }
731
732 /* Free a hash entry which was part of some bucket overflow,
733    saving it for later recycling.  */
734
735 static void
736 free_entry (Hash_table *table, struct hash_entry *entry)
737 {
738   entry->data = NULL;
739   entry->next = table->free_entry_list;
740   table->free_entry_list = entry;
741 }
742
743 /* This private function is used to help with insertion and deletion.  When
744    ENTRY matches an entry in the table, return a pointer to the corresponding
745    user data and set *BUCKET_HEAD to the head of the selected bucket.
746    Otherwise, return NULL.  When DELETE is true and ENTRY matches an entry in
747    the table, unlink the matching entry.  */
748
749 static void *
750 hash_find_entry (Hash_table *table, const void *entry,
751                  struct hash_entry **bucket_head, bool delete)
752 {
753   struct hash_entry *bucket
754     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
755   struct hash_entry *cursor;
756
757   assert (bucket < table->bucket_limit);
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           assert (new_bucket < new_table->bucket_limit);
852           next = cursor->next;
853
854           if (new_bucket->data)
855             {
856               if (cursor == bucket)
857                 {
858                   /* Allocate or recycle an entry, when moving from a bucket
859                      header into a bucket overflow.  */
860                   struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (new_table);
861
862                   if (new_entry == NULL)
863                     return false;
864
865                   new_entry->data = data;
866                   new_entry->next = new_bucket->next;
867                   new_bucket->next = new_entry;
868                 }
869               else
870                 {
871                   /* Merely relink an existing entry, when moving from a
872                      bucket overflow into a bucket overflow.  */
873                   cursor->next = new_bucket->next;
874                   new_bucket->next = cursor;
875                 }
876             }
877           else
878             {
879               /* Free an existing entry, when moving from a bucket
880                  overflow into a bucket header.  Also take care of the
881                  simple case of moving from a bucket header into a bucket
882                  header.  */
883               new_bucket->data = data;
884               new_table->n_buckets_used++;
885               if (cursor != bucket)
886                 free_entry (new_table, cursor);
887             }
888         }
889
890   free (table->bucket);
891   table->bucket = new_table->bucket;
892   table->bucket_limit = new_table->bucket_limit;
893   table->n_buckets = new_table->n_buckets;
894   table->n_buckets_used = new_table->n_buckets_used;
895   table->free_entry_list = new_table->free_entry_list;
896   /* table->n_entries already holds its value.  */
897 #if USE_OBSTACK
898   table->entry_stack = new_table->entry_stack;
899 #endif
900   free (new_table);
901
902   return true;
903 }
904
905 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the pointer
906    to the entry from the table.  Otherwise, insert ENTRY and return ENTRY.
907    Return NULL if the storage required for insertion cannot be allocated.  */
908
909 void *
910 hash_insert (Hash_table *table, const void *entry)
911 {
912   void *data;
913   struct hash_entry *bucket;
914
915   assert (entry);               /* cannot insert a NULL entry */
916
917   /* If there's a matching entry already in the table, return that.  */
918   if ((data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, false)) != NULL)
919     return data;
920
921   /* ENTRY is not matched, it should be inserted.  */
922
923   if (bucket->data)
924     {
925       struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (table);
926
927       if (new_entry == NULL)
928         return NULL;
929
930       /* Add ENTRY in the overflow of the bucket.  */
931
932       new_entry->data = (void *) entry;
933       new_entry->next = bucket->next;
934       bucket->next = new_entry;
935       table->n_entries++;
936       return (void *) entry;
937     }
938
939   /* Add ENTRY right in the bucket head.  */
940
941   bucket->data = (void *) entry;
942   table->n_entries++;
943   table->n_buckets_used++;
944
945   /* If the growth threshold of the buckets in use has been reached, increase
946      the table size and rehash.  There's no point in checking the number of
947      entries:  if the hashing function is ill-conditioned, rehashing is not
948      likely to improve it.  */
949
950   if (table->n_buckets_used
951       > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
952     {
953       /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
954          became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
955       check_tuning (table);
956       if (table->n_buckets_used
957           > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
958         {
959           const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
960           unsigned candidate
961             = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
962                           ? (table->n_buckets * tuning->growth_factor)
963                           : (table->n_buckets * tuning->growth_factor
964                              * tuning->growth_threshold));
965
966           /* If the rehash fails, arrange to return NULL.  */
967           if (!hash_rehash (table, candidate))
968             entry = NULL;
969         }
970     }
971
972   return (void *) entry;
973 }
974
975 /* If ENTRY is already in the table, remove it and return the just-deleted
976    data (the user may want to deallocate its storage).  If ENTRY is not in the
977    table, don't modify the table and return NULL.  */
978
979 void *
980 hash_delete (Hash_table *table, const void *entry)
981 {
982   void *data;
983   struct hash_entry *bucket;
984
985   data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, true);
986   if (!data)
987     return NULL;
988
989   table->n_entries--;
990   if (!bucket->data)
991     {
992       table->n_buckets_used--;
993
994       /* If the shrink threshold of the buckets in use has been reached,
995          rehash into a smaller table.  */
996
997       if (table->n_buckets_used
998           < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
999         {
1000           /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
1001              became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
1002           check_tuning (table);
1003           if (table->n_buckets_used
1004               < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1005             {
1006               const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
1007               unsigned candidate
1008                 = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
1009                               ? table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1010                               : (table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1011                                  * tuning->growth_threshold));
1012
1013               hash_rehash (table, candidate);
1014             }
1015         }
1016     }
1017
1018   return data;
1019 }
1020
1021 /* Testing.  */
1022
1023 #if TESTING
1024
1025 void
1026 hash_print (const Hash_table *table)
1027 {
1028   struct hash_entry *bucket;
1029
1030   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
1031     {
1032       struct hash_entry *cursor;
1033
1034       if (bucket)
1035         printf ("%d:\n", bucket - table->bucket);
1036
1037       for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
1038         {
1039           char *s = (char *) cursor->data;
1040           /* FIXME */
1041           if (s)
1042             printf ("  %s\n", s);
1043         }
1044     }
1045 }
1046
1047 #endif /* TESTING */