Merge from coreutils.
[gnulib.git] / lib / hash.c
1 /* hash - hashing table processing.
2
3    Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004 Free
4    Software 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
31 #include "hash.h"
32 #include "xalloc.h"
33
34 #include <limits.h>
35 #include <stdio.h>
36 #include <stdlib.h>
37
38 #if USE_OBSTACK
39 # include "obstack.h"
40 # ifndef obstack_chunk_alloc
41 #  define obstack_chunk_alloc malloc
42 # endif
43 # ifndef obstack_chunk_free
44 #  define obstack_chunk_free free
45 # endif
46 #endif
47
48 #ifndef SIZE_MAX
49 # define SIZE_MAX ((size_t) -1)
50 #endif
51
52 struct hash_table
53   {
54     /* The array of buckets starts at BUCKET and extends to BUCKET_LIMIT-1,
55        for a possibility of N_BUCKETS.  Among those, N_BUCKETS_USED buckets
56        are not empty, there are N_ENTRIES active entries in the table.  */
57     struct hash_entry *bucket;
58     struct hash_entry const *bucket_limit;
59     size_t n_buckets;
60     size_t n_buckets_used;
61     size_t n_entries;
62
63     /* Tuning arguments, kept in a physicaly separate structure.  */
64     const Hash_tuning *tuning;
65
66     /* Three functions are given to `hash_initialize', see the documentation
67        block for this function.  In a word, HASHER randomizes a user entry
68        into a number up from 0 up to some maximum minus 1; COMPARATOR returns
69        true if two user entries compare equally; and DATA_FREER is the cleanup
70        function for a user entry.  */
71     Hash_hasher hasher;
72     Hash_comparator comparator;
73     Hash_data_freer data_freer;
74
75     /* A linked list of freed struct hash_entry structs.  */
76     struct hash_entry *free_entry_list;
77
78 #if USE_OBSTACK
79     /* Whenever obstacks are used, it is possible to allocate all overflowed
80        entries into a single stack, so they all can be freed in a single
81        operation.  It is not clear if the speedup is worth the trouble.  */
82     struct obstack entry_stack;
83 #endif
84   };
85
86 /* A hash table contains many internal entries, each holding a pointer to
87    some user provided data (also called a user entry).  An entry indistinctly
88    refers to both the internal entry and its associated user entry.  A user
89    entry contents may be hashed by a randomization function (the hashing
90    function, or just `hasher' for short) into a number (or `slot') between 0
91    and the current table size.  At each slot position in the hash table,
92    starts a linked chain of entries for which the user data all hash to this
93    slot.  A bucket is the collection of all entries hashing to the same slot.
94
95    A good `hasher' function will distribute entries rather evenly in buckets.
96    In the ideal case, the length of each bucket is roughly the number of
97    entries divided by the table size.  Finding the slot for a data is usually
98    done in constant time by the `hasher', and the later finding of a precise
99    entry is linear in time with the size of the bucket.  Consequently, a
100    larger hash table size (that is, a larger number of buckets) is prone to
101    yielding shorter chains, *given* the `hasher' function behaves properly.
102
103    Long buckets slow down the lookup algorithm.  One might use big hash table
104    sizes in hope to reduce the average length of buckets, but this might
105    become inordinate, as unused slots in the hash table take some space.  The
106    best bet is to make sure you are using a good `hasher' function (beware
107    that those are not that easy to write! :-), and to use a table size
108    larger than the actual number of entries.  */
109
110 /* If an insertion makes the ratio of nonempty buckets to table size larger
111    than the growth threshold (a number between 0.0 and 1.0), then increase
112    the table size by multiplying by the growth factor (a number greater than
113    1.0).  The growth threshold defaults to 0.8, and the growth factor
114    defaults to 1.414, meaning that the table will have doubled its size
115    every second time 80% of the buckets get used.  */
116 #define DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD 0.8
117 #define DEFAULT_GROWTH_FACTOR 1.414
118
119 /* If a deletion empties a bucket and causes the ratio of used buckets to
120    table size to become smaller than the shrink threshold (a number between
121    0.0 and 1.0), then shrink the table by multiplying by the shrink factor (a
122    number greater than the shrink threshold but smaller than 1.0).  The shrink
123    threshold and factor default to 0.0 and 1.0, meaning that the table never
124    shrinks.  */
125 #define DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD 0.0
126 #define DEFAULT_SHRINK_FACTOR 1.0
127
128 /* Use this to initialize or reset a TUNING structure to
129    some sensible values. */
130 static const Hash_tuning default_tuning =
131   {
132     DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD,
133     DEFAULT_SHRINK_FACTOR,
134     DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD,
135     DEFAULT_GROWTH_FACTOR,
136     false
137   };
138
139 /* Information and lookup.  */
140
141 /* The following few functions provide information about the overall hash
142    table organization: the number of entries, number of buckets and maximum
143    length of buckets.  */
144
145 /* Return the number of buckets in the hash table.  The table size, the total
146    number of buckets (used plus unused), or the maximum number of slots, are
147    the same quantity.  */
148
149 size_t
150 hash_get_n_buckets (const Hash_table *table)
151 {
152   return table->n_buckets;
153 }
154
155 /* Return the number of slots in use (non-empty buckets).  */
156
157 size_t
158 hash_get_n_buckets_used (const Hash_table *table)
159 {
160   return table->n_buckets_used;
161 }
162
163 /* Return the number of active entries.  */
164
165 size_t
166 hash_get_n_entries (const Hash_table *table)
167 {
168   return table->n_entries;
169 }
170
171 /* Return the length of the longest chain (bucket).  */
172
173 size_t
174 hash_get_max_bucket_length (const Hash_table *table)
175 {
176   struct hash_entry const *bucket;
177   size_t max_bucket_length = 0;
178
179   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
180     {
181       if (bucket->data)
182         {
183           struct hash_entry const *cursor = bucket;
184           size_t bucket_length = 1;
185
186           while (cursor = cursor->next, cursor)
187             bucket_length++;
188
189           if (bucket_length > max_bucket_length)
190             max_bucket_length = bucket_length;
191         }
192     }
193
194   return max_bucket_length;
195 }
196
197 /* Do a mild validation of a hash table, by traversing it and checking two
198    statistics.  */
199
200 bool
201 hash_table_ok (const Hash_table *table)
202 {
203   struct hash_entry const *bucket;
204   size_t n_buckets_used = 0;
205   size_t n_entries = 0;
206
207   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
208     {
209       if (bucket->data)
210         {
211           struct hash_entry const *cursor = bucket;
212
213           /* Count bucket head.  */
214           n_buckets_used++;
215           n_entries++;
216
217           /* Count bucket overflow.  */
218           while (cursor = cursor->next, cursor)
219             n_entries++;
220         }
221     }
222
223   if (n_buckets_used == table->n_buckets_used && n_entries == table->n_entries)
224     return true;
225
226   return false;
227 }
228
229 void
230 hash_print_statistics (const Hash_table *table, FILE *stream)
231 {
232   size_t n_entries = hash_get_n_entries (table);
233   size_t n_buckets = hash_get_n_buckets (table);
234   size_t n_buckets_used = hash_get_n_buckets_used (table);
235   size_t max_bucket_length = hash_get_max_bucket_length (table);
236
237   fprintf (stream, "# entries:         %lu\n", (unsigned long int) n_entries);
238   fprintf (stream, "# buckets:         %lu\n", (unsigned long int) n_buckets);
239   fprintf (stream, "# buckets used:    %lu (%.2f%%)\n",
240            (unsigned long int) n_buckets_used,
241            (100.0 * n_buckets_used) / n_buckets);
242   fprintf (stream, "max bucket length: %lu\n",
243            (unsigned long int) max_bucket_length);
244 }
245
246 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the
247    entry from the table.  Otherwise, return NULL.  */
248
249 void *
250 hash_lookup (const Hash_table *table, const void *entry)
251 {
252   struct hash_entry const *bucket
253     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
254   struct hash_entry const *cursor;
255
256   if (! (bucket < table->bucket_limit))
257     abort ();
258
259   if (bucket->data == NULL)
260     return NULL;
261
262   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
263     if (table->comparator (entry, cursor->data))
264       return cursor->data;
265
266   return NULL;
267 }
268
269 /* Walking.  */
270
271 /* The functions in this page traverse the hash table and process the
272    contained entries.  For the traversal to work properly, the hash table
273    should not be resized nor modified while any particular entry is being
274    processed.  In particular, entries should not be added or removed.  */
275
276 /* Return the first data in the table, or NULL if the table is empty.  */
277
278 void *
279 hash_get_first (const Hash_table *table)
280 {
281   struct hash_entry const *bucket;
282
283   if (table->n_entries == 0)
284     return NULL;
285
286   for (bucket = table->bucket; ; bucket++)
287     if (! (bucket < table->bucket_limit))
288       abort ();
289     else if (bucket->data)
290       return bucket->data;
291 }
292
293 /* Return the user data for the entry following ENTRY, where ENTRY has been
294    returned by a previous call to either `hash_get_first' or `hash_get_next'.
295    Return NULL if there are no more entries.  */
296
297 void *
298 hash_get_next (const Hash_table *table, const void *entry)
299 {
300   struct hash_entry const *bucket
301     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
302   struct hash_entry const *cursor;
303
304   if (! (bucket < table->bucket_limit))
305     abort ();
306
307   /* Find next entry in the same bucket.  */
308   for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
309     if (cursor->data == entry && cursor->next)
310       return cursor->next->data;
311
312   /* Find first entry in any subsequent bucket.  */
313   while (++bucket < table->bucket_limit)
314     if (bucket->data)
315       return bucket->data;
316
317   /* None found.  */
318   return NULL;
319 }
320
321 /* Fill BUFFER with pointers to active user entries in the hash table, then
322    return the number of pointers copied.  Do not copy more than BUFFER_SIZE
323    pointers.  */
324
325 size_t
326 hash_get_entries (const Hash_table *table, void **buffer,
327                   size_t buffer_size)
328 {
329   size_t counter = 0;
330   struct hash_entry const *bucket;
331   struct hash_entry const *cursor;
332
333   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
334     {
335       if (bucket->data)
336         {
337           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
338             {
339               if (counter >= buffer_size)
340                 return counter;
341               buffer[counter++] = cursor->data;
342             }
343         }
344     }
345
346   return counter;
347 }
348
349 /* Call a PROCESSOR function for each entry of a hash table, and return the
350    number of entries for which the processor function returned success.  A
351    pointer to some PROCESSOR_DATA which will be made available to each call to
352    the processor function.  The PROCESSOR accepts two arguments: the first is
353    the user entry being walked into, the second is the value of PROCESSOR_DATA
354    as received.  The walking continue for as long as the PROCESSOR function
355    returns nonzero.  When it returns zero, the walking is interrupted.  */
356
357 size_t
358 hash_do_for_each (const Hash_table *table, Hash_processor processor,
359                   void *processor_data)
360 {
361   size_t counter = 0;
362   struct hash_entry const *bucket;
363   struct hash_entry const *cursor;
364
365   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
366     {
367       if (bucket->data)
368         {
369           for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
370             {
371               if (!(*processor) (cursor->data, processor_data))
372                 return counter;
373               counter++;
374             }
375         }
376     }
377
378   return counter;
379 }
380
381 /* Allocation and clean-up.  */
382
383 /* Return a hash index for a NUL-terminated STRING between 0 and N_BUCKETS-1.
384    This is a convenience routine for constructing other hashing functions.  */
385
386 #if USE_DIFF_HASH
387
388 /* About hashings, Paul Eggert writes to me (FP), on 1994-01-01: "Please see
389    B. J. McKenzie, R. Harries & T. Bell, Selecting a hashing algorithm,
390    Software--practice & experience 20, 2 (Feb 1990), 209-224.  Good hash
391    algorithms tend to be domain-specific, so what's good for [diffutils'] io.c
392    may not be good for your application."  */
393
394 size_t
395 hash_string (const char *string, size_t n_buckets)
396 {
397 # define ROTATE_LEFT(Value, Shift) \
398   ((Value) << (Shift) | (Value) >> ((sizeof (size_t) * CHAR_BIT) - (Shift)))
399 # define HASH_ONE_CHAR(Value, Byte) \
400   ((Byte) + ROTATE_LEFT (Value, 7))
401
402   size_t value = 0;
403   unsigned char ch;
404
405   for (; (ch = *string); string++)
406     value = HASH_ONE_CHAR (value, ch);
407   return value % n_buckets;
408
409 # undef ROTATE_LEFT
410 # undef HASH_ONE_CHAR
411 }
412
413 #else /* not USE_DIFF_HASH */
414
415 /* This one comes from `recode', and performs a bit better than the above as
416    per a few experiments.  It is inspired from a hashing routine found in the
417    very old Cyber `snoop', itself written in typical Greg Mansfield style.
418    (By the way, what happened to this excellent man?  Is he still alive?)  */
419
420 size_t
421 hash_string (const char *string, size_t n_buckets)
422 {
423   size_t value = 0;
424   unsigned char ch;
425
426   for (; (ch = *string); string++)
427     value = (value * 31 + ch) % n_buckets;
428   return value;
429 }
430
431 #endif /* not USE_DIFF_HASH */
432
433 /* Return true if CANDIDATE is a prime number.  CANDIDATE should be an odd
434    number at least equal to 11.  */
435
436 static bool
437 is_prime (size_t candidate)
438 {
439   size_t divisor = 3;
440   size_t square = divisor * divisor;
441
442   while (square < candidate && (candidate % divisor))
443     {
444       divisor++;
445       square += 4 * divisor;
446       divisor++;
447     }
448
449   return (candidate % divisor ? true : false);
450 }
451
452 /* Round a given CANDIDATE number up to the nearest prime, and return that
453    prime.  Primes lower than 10 are merely skipped.  */
454
455 static size_t
456 next_prime (size_t candidate)
457 {
458   /* Skip small primes.  */
459   if (candidate < 10)
460     candidate = 10;
461
462   /* Make it definitely odd.  */
463   candidate |= 1;
464
465   while (!is_prime (candidate))
466     candidate += 2;
467
468   return candidate;
469 }
470
471 void
472 hash_reset_tuning (Hash_tuning *tuning)
473 {
474   *tuning = default_tuning;
475 }
476
477 /* For the given hash TABLE, check the user supplied tuning structure for
478    reasonable values, and return true if there is no gross error with it.
479    Otherwise, definitively reset the TUNING field to some acceptable default
480    in the hash table (that is, the user loses the right of further modifying
481    tuning arguments), and return false.  */
482
483 static bool
484 check_tuning (Hash_table *table)
485 {
486   const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
487
488   /* Be a bit stricter than mathematics would require, so that
489      rounding errors in size calculations do not cause allocations to
490      fail to grow or shrink as they should.  The smallest allocation
491      is 11 (due to next_prime's algorithm), so an epsilon of 0.1
492      should be good enough.  */
493   float epsilon = 0.1f;
494
495   if (epsilon < tuning->growth_threshold
496       && tuning->growth_threshold < 1 - epsilon
497       && 1 + epsilon < tuning->growth_factor
498       && 0 <= tuning->shrink_threshold
499       && tuning->shrink_threshold + epsilon < tuning->shrink_factor
500       && tuning->shrink_factor <= 1
501       && tuning->shrink_threshold + epsilon < tuning->growth_threshold)
502     return true;
503
504   table->tuning = &default_tuning;
505   return false;
506 }
507
508 /* Allocate and return a new hash table, or NULL upon failure.  The initial
509    number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that you
510    may insert at least CANDIDATE different user entries before any growth of
511    the hash table size occurs.  So, if have a reasonably tight a-priori upper
512    bound on the number of entries you intend to insert in the hash table, you
513    may save some table memory and insertion time, by specifying it here.  If
514    the IS_N_BUCKETS field of the TUNING structure is true, the CANDIDATE
515    argument has its meaning changed to the wanted number of buckets.
516
517    TUNING points to a structure of user-supplied values, in case some fine
518    tuning is wanted over the default behavior of the hasher.  If TUNING is
519    NULL, the default tuning parameters are used instead.
520
521    The user-supplied HASHER function should be provided.  It accepts two
522    arguments ENTRY and TABLE_SIZE.  It computes, by hashing ENTRY contents, a
523    slot number for that entry which should be in the range 0..TABLE_SIZE-1.
524    This slot number is then returned.
525
526    The user-supplied COMPARATOR function should be provided.  It accepts two
527    arguments pointing to user data, it then returns true for a pair of entries
528    that compare equal, or false otherwise.  This function is internally called
529    on entries which are already known to hash to the same bucket index.
530
531    The user-supplied DATA_FREER function, when not NULL, may be later called
532    with the user data as an argument, just before the entry containing the
533    data gets freed.  This happens from within `hash_free' or `hash_clear'.
534    You should specify this function only if you want these functions to free
535    all of your `data' data.  This is typically the case when your data is
536    simply an auxiliary struct that you have malloc'd to aggregate several
537    values.  */
538
539 Hash_table *
540 hash_initialize (size_t candidate, const Hash_tuning *tuning,
541                  Hash_hasher hasher, Hash_comparator comparator,
542                  Hash_data_freer data_freer)
543 {
544   Hash_table *table;
545
546   if (hasher == NULL || comparator == NULL)
547     return NULL;
548
549   table = malloc (sizeof *table);
550   if (table == NULL)
551     return NULL;
552
553   if (!tuning)
554     tuning = &default_tuning;
555   table->tuning = tuning;
556   if (!check_tuning (table))
557     {
558       /* Fail if the tuning options are invalid.  This is the only occasion
559          when the user gets some feedback about it.  Once the table is created,
560          if the user provides invalid tuning options, we silently revert to
561          using the defaults, and ignore further request to change the tuning
562          options.  */
563       goto fail;
564     }
565
566   if (!tuning->is_n_buckets)
567     {
568       float new_candidate = candidate / tuning->growth_threshold;
569       if (SIZE_MAX <= new_candidate)
570         goto fail;
571       candidate = new_candidate;
572     }
573
574   if (xalloc_oversized (candidate, sizeof *table->bucket))
575     goto fail;
576   table->n_buckets = next_prime (candidate);
577   if (xalloc_oversized (table->n_buckets, sizeof *table->bucket))
578     goto fail;
579
580   table->bucket = calloc (table->n_buckets, sizeof *table->bucket);
581   table->bucket_limit = table->bucket + table->n_buckets;
582   table->n_buckets_used = 0;
583   table->n_entries = 0;
584
585   table->hasher = hasher;
586   table->comparator = comparator;
587   table->data_freer = data_freer;
588
589   table->free_entry_list = NULL;
590 #if USE_OBSTACK
591   obstack_init (&table->entry_stack);
592 #endif
593   return table;
594
595  fail:
596   free (table);
597   return NULL;
598 }
599
600 /* Make all buckets empty, placing any chained entries on the free list.
601    Apply the user-specified function data_freer (if any) to the datas of any
602    affected entries.  */
603
604 void
605 hash_clear (Hash_table *table)
606 {
607   struct hash_entry *bucket;
608
609   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
610     {
611       if (bucket->data)
612         {
613           struct hash_entry *cursor;
614           struct hash_entry *next;
615
616           /* Free the bucket overflow.  */
617           for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
618             {
619               if (table->data_freer)
620                 (*table->data_freer) (cursor->data);
621               cursor->data = NULL;
622
623               next = cursor->next;
624               /* Relinking is done one entry at a time, as it is to be expected
625                  that overflows are either rare or short.  */
626               cursor->next = table->free_entry_list;
627               table->free_entry_list = cursor;
628             }
629
630           /* Free the bucket head.  */
631           if (table->data_freer)
632             (*table->data_freer) (bucket->data);
633           bucket->data = NULL;
634           bucket->next = NULL;
635         }
636     }
637
638   table->n_buckets_used = 0;
639   table->n_entries = 0;
640 }
641
642 /* Reclaim all storage associated with a hash table.  If a data_freer
643    function has been supplied by the user when the hash table was created,
644    this function applies it to the data of each entry before freeing that
645    entry.  */
646
647 void
648 hash_free (Hash_table *table)
649 {
650   struct hash_entry *bucket;
651   struct hash_entry *cursor;
652   struct hash_entry *next;
653
654   /* Call the user data_freer function.  */
655   if (table->data_freer && table->n_entries)
656     {
657       for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
658         {
659           if (bucket->data)
660             {
661               for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
662                 {
663                   (*table->data_freer) (cursor->data);
664                 }
665             }
666         }
667     }
668
669 #if USE_OBSTACK
670
671   obstack_free (&table->entry_stack, NULL);
672
673 #else
674
675   /* Free all bucket overflowed entries.  */
676   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
677     {
678       for (cursor = bucket->next; cursor; cursor = next)
679         {
680           next = cursor->next;
681           free (cursor);
682         }
683     }
684
685   /* Also reclaim the internal list of previously freed entries.  */
686   for (cursor = table->free_entry_list; cursor; cursor = next)
687     {
688       next = cursor->next;
689       free (cursor);
690     }
691
692 #endif
693
694   /* Free the remainder of the hash table structure.  */
695   free (table->bucket);
696   free (table);
697 }
698
699 /* Insertion and deletion.  */
700
701 /* Get a new hash entry for a bucket overflow, possibly by reclying a
702    previously freed one.  If this is not possible, allocate a new one.  */
703
704 static struct hash_entry *
705 allocate_entry (Hash_table *table)
706 {
707   struct hash_entry *new;
708
709   if (table->free_entry_list)
710     {
711       new = table->free_entry_list;
712       table->free_entry_list = new->next;
713     }
714   else
715     {
716 #if USE_OBSTACK
717       new = obstack_alloc (&table->entry_stack, sizeof *new);
718 #else
719       new = malloc (sizeof *new);
720 #endif
721     }
722
723   return new;
724 }
725
726 /* Free a hash entry which was part of some bucket overflow,
727    saving it for later recycling.  */
728
729 static void
730 free_entry (Hash_table *table, struct hash_entry *entry)
731 {
732   entry->data = NULL;
733   entry->next = table->free_entry_list;
734   table->free_entry_list = entry;
735 }
736
737 /* This private function is used to help with insertion and deletion.  When
738    ENTRY matches an entry in the table, return a pointer to the corresponding
739    user data and set *BUCKET_HEAD to the head of the selected bucket.
740    Otherwise, return NULL.  When DELETE is true and ENTRY matches an entry in
741    the table, unlink the matching entry.  */
742
743 static void *
744 hash_find_entry (Hash_table *table, const void *entry,
745                  struct hash_entry **bucket_head, bool delete)
746 {
747   struct hash_entry *bucket
748     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
749   struct hash_entry *cursor;
750
751   if (! (bucket < table->bucket_limit))
752     abort ();
753
754   *bucket_head = bucket;
755
756   /* Test for empty bucket.  */
757   if (bucket->data == NULL)
758     return NULL;
759
760   /* See if the entry is the first in the bucket.  */
761   if ((*table->comparator) (entry, bucket->data))
762     {
763       void *data = bucket->data;
764
765       if (delete)
766         {
767           if (bucket->next)
768             {
769               struct hash_entry *next = bucket->next;
770
771               /* Bump the first overflow entry into the bucket head, then save
772                  the previous first overflow entry for later recycling.  */
773               *bucket = *next;
774               free_entry (table, next);
775             }
776           else
777             {
778               bucket->data = NULL;
779             }
780         }
781
782       return data;
783     }
784
785   /* Scan the bucket overflow.  */
786   for (cursor = bucket; cursor->next; cursor = cursor->next)
787     {
788       if ((*table->comparator) (entry, cursor->next->data))
789         {
790           void *data = cursor->next->data;
791
792           if (delete)
793             {
794               struct hash_entry *next = cursor->next;
795
796               /* Unlink the entry to delete, then save the freed entry for later
797                  recycling.  */
798               cursor->next = next->next;
799               free_entry (table, next);
800             }
801
802           return data;
803         }
804     }
805
806   /* No entry found.  */
807   return NULL;
808 }
809
810 /* For an already existing hash table, change the number of buckets through
811    specifying CANDIDATE.  The contents of the hash table are preserved.  The
812    new number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that
813    the table may receive at least CANDIDATE different user entries, including
814    those already in the table, before any other growth of the hash table size
815    occurs.  If TUNING->IS_N_BUCKETS is true, then CANDIDATE specifies the
816    exact number of buckets desired.  */
817
818 bool
819 hash_rehash (Hash_table *table, size_t candidate)
820 {
821   Hash_table *new_table;
822   struct hash_entry *bucket;
823   struct hash_entry *cursor;
824   struct hash_entry *next;
825
826   new_table = hash_initialize (candidate, table->tuning, table->hasher,
827                                table->comparator, table->data_freer);
828   if (new_table == NULL)
829     return false;
830
831   /* Merely reuse the extra old space into the new table.  */
832 #if USE_OBSTACK
833   obstack_free (&new_table->entry_stack, NULL);
834   new_table->entry_stack = table->entry_stack;
835 #endif
836   new_table->free_entry_list = table->free_entry_list;
837
838   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
839     if (bucket->data)
840       for (cursor = bucket; cursor; cursor = next)
841         {
842           void *data = cursor->data;
843           struct hash_entry *new_bucket
844             = (new_table->bucket
845                + new_table->hasher (data, new_table->n_buckets));
846
847           if (! (new_bucket < new_table->bucket_limit))
848             abort ();
849
850           next = cursor->next;
851
852           if (new_bucket->data)
853             {
854               if (cursor == bucket)
855                 {
856                   /* Allocate or recycle an entry, when moving from a bucket
857                      header into a bucket overflow.  */
858                   struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (new_table);
859
860                   if (new_entry == NULL)
861                     return false;
862
863                   new_entry->data = data;
864                   new_entry->next = new_bucket->next;
865                   new_bucket->next = new_entry;
866                 }
867               else
868                 {
869                   /* Merely relink an existing entry, when moving from a
870                      bucket overflow into a bucket overflow.  */
871                   cursor->next = new_bucket->next;
872                   new_bucket->next = cursor;
873                 }
874             }
875           else
876             {
877               /* Free an existing entry, when moving from a bucket
878                  overflow into a bucket header.  Also take care of the
879                  simple case of moving from a bucket header into a bucket
880                  header.  */
881               new_bucket->data = data;
882               new_table->n_buckets_used++;
883               if (cursor != bucket)
884                 free_entry (new_table, cursor);
885             }
886         }
887
888   free (table->bucket);
889   table->bucket = new_table->bucket;
890   table->bucket_limit = new_table->bucket_limit;
891   table->n_buckets = new_table->n_buckets;
892   table->n_buckets_used = new_table->n_buckets_used;
893   table->free_entry_list = new_table->free_entry_list;
894   /* table->n_entries already holds its value.  */
895 #if USE_OBSTACK
896   table->entry_stack = new_table->entry_stack;
897 #endif
898   free (new_table);
899
900   return true;
901 }
902
903 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the pointer
904    to the entry from the table.  Otherwise, insert ENTRY and return ENTRY.
905    Return NULL if the storage required for insertion cannot be allocated.  */
906
907 void *
908 hash_insert (Hash_table *table, const void *entry)
909 {
910   void *data;
911   struct hash_entry *bucket;
912
913   /* The caller cannot insert a NULL entry.  */
914   if (! entry)
915     abort ();
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           float candidate =
961             (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 (SIZE_MAX <= candidate)
967             return NULL;
968
969           /* If the rehash fails, arrange to return NULL.  */
970           if (!hash_rehash (table, candidate))
971             entry = NULL;
972         }
973     }
974
975   return (void *) entry;
976 }
977
978 /* If ENTRY is already in the table, remove it and return the just-deleted
979    data (the user may want to deallocate its storage).  If ENTRY is not in the
980    table, don't modify the table and return NULL.  */
981
982 void *
983 hash_delete (Hash_table *table, const void *entry)
984 {
985   void *data;
986   struct hash_entry *bucket;
987
988   data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, true);
989   if (!data)
990     return NULL;
991
992   table->n_entries--;
993   if (!bucket->data)
994     {
995       table->n_buckets_used--;
996
997       /* If the shrink threshold of the buckets in use has been reached,
998          rehash into a smaller table.  */
999
1000       if (table->n_buckets_used
1001           < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1002         {
1003           /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
1004              became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
1005           check_tuning (table);
1006           if (table->n_buckets_used
1007               < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1008             {
1009               const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
1010               size_t candidate =
1011                 (tuning->is_n_buckets
1012                  ? table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1013                  : (table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1014                     * tuning->growth_threshold));
1015
1016               hash_rehash (table, candidate);
1017             }
1018         }
1019     }
1020
1021   return data;
1022 }
1023
1024 /* Testing.  */
1025
1026 #if TESTING
1027
1028 void
1029 hash_print (const Hash_table *table)
1030 {
1031   struct hash_entry const *bucket;
1032
1033   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
1034     {
1035       struct hash_entry *cursor;
1036
1037       if (bucket)
1038         printf ("%lu:\n", (unsigned long int) (bucket - table->bucket));
1039
1040       for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
1041         {
1042           char const *s = cursor->data;
1043           /* FIXME */
1044           if (s)
1045             printf ("  %s\n", s);
1046         }
1047     }
1048 }
1049
1050 #endif /* TESTING */