Avoid use of <assert.h>, as the GNU Coding Standards hint that one
[gnulib.git] / lib / hash.c
1 /* hash - hashing table processing.
2    Copyright (C) 1998, 1999, 2000, 2001, 2002 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
37 #ifndef HAVE_DECL_FREE
38 "this configure-time declaration test was not run"
39 #endif
40 #if !HAVE_DECL_FREE
41 void free ();
42 #endif
43
44 #ifndef HAVE_DECL_MALLOC
45 "this configure-time declaration test was not run"
46 #endif
47 #if !HAVE_DECL_MALLOC
48 char *malloc ();
49 #endif
50
51 #if USE_OBSTACK
52 # include "obstack.h"
53 # ifndef obstack_chunk_alloc
54 #  define obstack_chunk_alloc malloc
55 # endif
56 # ifndef obstack_chunk_free
57 #  define obstack_chunk_free free
58 # endif
59 #endif
60
61 #include "hash.h"
62
63 struct hash_table
64   {
65     /* The array of buckets starts at BUCKET and extends to BUCKET_LIMIT-1,
66        for a possibility of N_BUCKETS.  Among those, N_BUCKETS_USED buckets
67        are not empty, there are N_ENTRIES active entries in the table.  */
68     struct hash_entry *bucket;
69     struct hash_entry *bucket_limit;
70     unsigned n_buckets;
71     unsigned n_buckets_used;
72     unsigned n_entries;
73
74     /* Tuning arguments, kept in a physicaly separate structure.  */
75     const Hash_tuning *tuning;
76
77     /* Three functions are given to `hash_initialize', see the documentation
78        block for this function.  In a word, HASHER randomizes a user entry
79        into a number up from 0 up to some maximum minus 1; COMPARATOR returns
80        true if two user entries compare equally; and DATA_FREER is the cleanup
81        function for a user entry.  */
82     Hash_hasher hasher;
83     Hash_comparator comparator;
84     Hash_data_freer data_freer;
85
86     /* A linked list of freed struct hash_entry structs.  */
87     struct hash_entry *free_entry_list;
88
89 #if USE_OBSTACK
90     /* Whenever obstacks are used, it is possible to allocate all overflowed
91        entries into a single stack, so they all can be freed in a single
92        operation.  It is not clear if the speedup is worth the trouble.  */
93     struct obstack entry_stack;
94 #endif
95   };
96
97 /* A hash table contains many internal entries, each holding a pointer to
98    some user provided data (also called a user entry).  An entry indistinctly
99    refers to both the internal entry and its associated user entry.  A user
100    entry contents may be hashed by a randomization function (the hashing
101    function, or just `hasher' for short) into a number (or `slot') between 0
102    and the current table size.  At each slot position in the hash table,
103    starts a linked chain of entries for which the user data all hash to this
104    slot.  A bucket is the collection of all entries hashing to the same slot.
105
106    A good `hasher' function will distribute entries rather evenly in buckets.
107    In the ideal case, the length of each bucket is roughly the number of
108    entries divided by the table size.  Finding the slot for a data is usually
109    done in constant time by the `hasher', and the later finding of a precise
110    entry is linear in time with the size of the bucket.  Consequently, a
111    larger hash table size (that is, a larger number of buckets) is prone to
112    yielding shorter chains, *given* the `hasher' function behaves properly.
113
114    Long buckets slow down the lookup algorithm.  One might use big hash table
115    sizes in hope to reduce the average length of buckets, but this might
116    become inordinate, as unused slots in the hash table take some space.  The
117    best bet is to make sure you are using a good `hasher' function (beware
118    that those are not that easy to write! :-), and to use a table size
119    larger than the actual number of entries.  */
120
121 /* If an insertion makes the ratio of nonempty buckets to table size larger
122    than the growth threshold (a number between 0.0 and 1.0), then increase
123    the table size by multiplying by the growth factor (a number greater than
124    1.0).  The growth threshold defaults to 0.8, and the growth factor
125    defaults to 1.414, meaning that the table will have doubled its size
126    every second time 80% of the buckets get used.  */
127 #define DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD 0.8
128 #define DEFAULT_GROWTH_FACTOR 1.414
129
130 /* If a deletion empties a bucket and causes the ratio of used buckets to
131    table size to become smaller than the shrink threshold (a number between
132    0.0 and 1.0), then shrink the table by multiplying by the shrink factor (a
133    number greater than the shrink threshold but smaller than 1.0).  The shrink
134    threshold and factor default to 0.0 and 1.0, meaning that the table never
135    shrinks.  */
136 #define DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD 0.0
137 #define DEFAULT_SHRINK_FACTOR 1.0
138
139 /* Use this to initialize or reset a TUNING structure to
140    some sensible values. */
141 static const Hash_tuning default_tuning =
142   {
143     DEFAULT_SHRINK_THRESHOLD,
144     DEFAULT_SHRINK_FACTOR,
145     DEFAULT_GROWTH_THRESHOLD,
146     DEFAULT_GROWTH_FACTOR,
147     false
148   };
149
150 /* Information and lookup.  */
151
152 /* The following few functions provide information about the overall hash
153    table organization: the number of entries, number of buckets and maximum
154    length of buckets.  */
155
156 /* Return the number of buckets in the hash table.  The table size, the total
157    number of buckets (used plus unused), or the maximum number of slots, are
158    the same quantity.  */
159
160 unsigned
161 hash_get_n_buckets (const Hash_table *table)
162 {
163   return table->n_buckets;
164 }
165
166 /* Return the number of slots in use (non-empty buckets).  */
167
168 unsigned
169 hash_get_n_buckets_used (const Hash_table *table)
170 {
171   return table->n_buckets_used;
172 }
173
174 /* Return the number of active entries.  */
175
176 unsigned
177 hash_get_n_entries (const Hash_table *table)
178 {
179   return table->n_entries;
180 }
181
182 /* Return the length of the longest chain (bucket).  */
183
184 unsigned
185 hash_get_max_bucket_length (const Hash_table *table)
186 {
187   struct hash_entry *bucket;
188   unsigned max_bucket_length = 0;
189
190   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
191     {
192       if (bucket->data)
193         {
194           struct hash_entry *cursor = bucket;
195           unsigned bucket_length = 1;
196
197           while (cursor = cursor->next, cursor)
198             bucket_length++;
199
200           if (bucket_length > max_bucket_length)
201             max_bucket_length = bucket_length;
202         }
203     }
204
205   return max_bucket_length;
206 }
207
208 /* Do a mild validation of a hash table, by traversing it and checking two
209    statistics.  */
210
211 bool
212 hash_table_ok (const Hash_table *table)
213 {
214   struct hash_entry *bucket;
215   unsigned n_buckets_used = 0;
216   unsigned n_entries = 0;
217
218   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
219     {
220       if (bucket->data)
221         {
222           struct hash_entry *cursor = bucket;
223
224           /* Count bucket head.  */
225           n_buckets_used++;
226           n_entries++;
227
228           /* Count bucket overflow.  */
229           while (cursor = cursor->next, cursor)
230             n_entries++;
231         }
232     }
233
234   if (n_buckets_used == table->n_buckets_used && n_entries == table->n_entries)
235     return true;
236
237   return false;
238 }
239
240 void
241 hash_print_statistics (const Hash_table *table, FILE *stream)
242 {
243   unsigned n_entries = hash_get_n_entries (table);
244   unsigned n_buckets = hash_get_n_buckets (table);
245   unsigned n_buckets_used = hash_get_n_buckets_used (table);
246   unsigned max_bucket_length = hash_get_max_bucket_length (table);
247
248   fprintf (stream, "# entries:         %u\n", n_entries);
249   fprintf (stream, "# buckets:         %u\n", n_buckets);
250   fprintf (stream, "# buckets used:    %u (%.2f%%)\n", n_buckets_used,
251            (100.0 * n_buckets_used) / n_buckets);
252   fprintf (stream, "max bucket length: %u\n", max_bucket_length);
253 }
254
255 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the
256    entry from the table.  Otherwise, return NULL.  */
257
258 void *
259 hash_lookup (const Hash_table *table, const void *entry)
260 {
261   struct hash_entry *bucket
262     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
263   struct hash_entry *cursor;
264
265   if (table->bucket_limit <= bucket)
266     abort ();
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++)
296     if (table->bucket_limit <= bucket)
297       abort ();
298     else if (bucket->data)
299       return bucket->data;
300 }
301
302 /* Return the user data for the entry following ENTRY, where ENTRY has been
303    returned by a previous call to either `hash_get_first' or `hash_get_next'.
304    Return NULL if there are no more entries.  */
305
306 void *
307 hash_get_next (const Hash_table *table, const void *entry)
308 {
309   struct hash_entry *bucket
310     = table->bucket + table->hasher (entry, table->n_buckets);
311   struct hash_entry *cursor;
312
313   if (table->bucket_limit <= bucket)
314     abort ();
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   if (table->bucket_limit <= bucket)
758     abort ();
759
760   *bucket_head = bucket;
761
762   /* Test for empty bucket.  */
763   if (bucket->data == NULL)
764     return NULL;
765
766   /* See if the entry is the first in the bucket.  */
767   if ((*table->comparator) (entry, bucket->data))
768     {
769       void *data = bucket->data;
770
771       if (delete)
772         {
773           if (bucket->next)
774             {
775               struct hash_entry *next = bucket->next;
776
777               /* Bump the first overflow entry into the bucket head, then save
778                  the previous first overflow entry for later recycling.  */
779               *bucket = *next;
780               free_entry (table, next);
781             }
782           else
783             {
784               bucket->data = NULL;
785             }
786         }
787
788       return data;
789     }
790
791   /* Scan the bucket overflow.  */
792   for (cursor = bucket; cursor->next; cursor = cursor->next)
793     {
794       if ((*table->comparator) (entry, cursor->next->data))
795         {
796           void *data = cursor->next->data;
797
798           if (delete)
799             {
800               struct hash_entry *next = cursor->next;
801
802               /* Unlink the entry to delete, then save the freed entry for later
803                  recycling.  */
804               cursor->next = next->next;
805               free_entry (table, next);
806             }
807
808           return data;
809         }
810     }
811
812   /* No entry found.  */
813   return NULL;
814 }
815
816 /* For an already existing hash table, change the number of buckets through
817    specifying CANDIDATE.  The contents of the hash table are preserved.  The
818    new number of buckets is automatically selected so as to _guarantee_ that
819    the table may receive at least CANDIDATE different user entries, including
820    those already in the table, before any other growth of the hash table size
821    occurs.  If TUNING->IS_N_BUCKETS is true, then CANDIDATE specifies the
822    exact number of buckets desired.  */
823
824 bool
825 hash_rehash (Hash_table *table, unsigned candidate)
826 {
827   Hash_table *new_table;
828   struct hash_entry *bucket;
829   struct hash_entry *cursor;
830   struct hash_entry *next;
831
832   new_table = hash_initialize (candidate, table->tuning, table->hasher,
833                                table->comparator, table->data_freer);
834   if (new_table == NULL)
835     return false;
836
837   /* Merely reuse the extra old space into the new table.  */
838 #if USE_OBSTACK
839   obstack_free (&new_table->entry_stack, NULL);
840   new_table->entry_stack = table->entry_stack;
841 #endif
842   new_table->free_entry_list = table->free_entry_list;
843
844   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
845     if (bucket->data)
846       for (cursor = bucket; cursor; cursor = next)
847         {
848           void *data = cursor->data;
849           struct hash_entry *new_bucket
850             = (new_table->bucket
851                + new_table->hasher (data, new_table->n_buckets));
852
853           if (new_table->bucket_limit <= new_bucket)
854             abort ();
855
856           next = cursor->next;
857
858           if (new_bucket->data)
859             {
860               if (cursor == bucket)
861                 {
862                   /* Allocate or recycle an entry, when moving from a bucket
863                      header into a bucket overflow.  */
864                   struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (new_table);
865
866                   if (new_entry == NULL)
867                     return false;
868
869                   new_entry->data = data;
870                   new_entry->next = new_bucket->next;
871                   new_bucket->next = new_entry;
872                 }
873               else
874                 {
875                   /* Merely relink an existing entry, when moving from a
876                      bucket overflow into a bucket overflow.  */
877                   cursor->next = new_bucket->next;
878                   new_bucket->next = cursor;
879                 }
880             }
881           else
882             {
883               /* Free an existing entry, when moving from a bucket
884                  overflow into a bucket header.  Also take care of the
885                  simple case of moving from a bucket header into a bucket
886                  header.  */
887               new_bucket->data = data;
888               new_table->n_buckets_used++;
889               if (cursor != bucket)
890                 free_entry (new_table, cursor);
891             }
892         }
893
894   free (table->bucket);
895   table->bucket = new_table->bucket;
896   table->bucket_limit = new_table->bucket_limit;
897   table->n_buckets = new_table->n_buckets;
898   table->n_buckets_used = new_table->n_buckets_used;
899   table->free_entry_list = new_table->free_entry_list;
900   /* table->n_entries already holds its value.  */
901 #if USE_OBSTACK
902   table->entry_stack = new_table->entry_stack;
903 #endif
904   free (new_table);
905
906   return true;
907 }
908
909 /* If ENTRY matches an entry already in the hash table, return the pointer
910    to the entry from the table.  Otherwise, insert ENTRY and return ENTRY.
911    Return NULL if the storage required for insertion cannot be allocated.  */
912
913 void *
914 hash_insert (Hash_table *table, const void *entry)
915 {
916   void *data;
917   struct hash_entry *bucket;
918
919   /* The caller cannot insert a NULL entry.  */
920   if (! entry)
921     abort ();
922
923   /* If there's a matching entry already in the table, return that.  */
924   if ((data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, false)) != NULL)
925     return data;
926
927   /* ENTRY is not matched, it should be inserted.  */
928
929   if (bucket->data)
930     {
931       struct hash_entry *new_entry = allocate_entry (table);
932
933       if (new_entry == NULL)
934         return NULL;
935
936       /* Add ENTRY in the overflow of the bucket.  */
937
938       new_entry->data = (void *) entry;
939       new_entry->next = bucket->next;
940       bucket->next = new_entry;
941       table->n_entries++;
942       return (void *) entry;
943     }
944
945   /* Add ENTRY right in the bucket head.  */
946
947   bucket->data = (void *) entry;
948   table->n_entries++;
949   table->n_buckets_used++;
950
951   /* If the growth threshold of the buckets in use has been reached, increase
952      the table size and rehash.  There's no point in checking the number of
953      entries:  if the hashing function is ill-conditioned, rehashing is not
954      likely to improve it.  */
955
956   if (table->n_buckets_used
957       > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
958     {
959       /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
960          became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
961       check_tuning (table);
962       if (table->n_buckets_used
963           > table->tuning->growth_threshold * table->n_buckets)
964         {
965           const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
966           unsigned candidate
967             = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
968                           ? (table->n_buckets * tuning->growth_factor)
969                           : (table->n_buckets * tuning->growth_factor
970                              * tuning->growth_threshold));
971
972           /* If the rehash fails, arrange to return NULL.  */
973           if (!hash_rehash (table, candidate))
974             entry = NULL;
975         }
976     }
977
978   return (void *) entry;
979 }
980
981 /* If ENTRY is already in the table, remove it and return the just-deleted
982    data (the user may want to deallocate its storage).  If ENTRY is not in the
983    table, don't modify the table and return NULL.  */
984
985 void *
986 hash_delete (Hash_table *table, const void *entry)
987 {
988   void *data;
989   struct hash_entry *bucket;
990
991   data = hash_find_entry (table, entry, &bucket, true);
992   if (!data)
993     return NULL;
994
995   table->n_entries--;
996   if (!bucket->data)
997     {
998       table->n_buckets_used--;
999
1000       /* If the shrink threshold of the buckets in use has been reached,
1001          rehash into a smaller table.  */
1002
1003       if (table->n_buckets_used
1004           < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1005         {
1006           /* Check more fully, before starting real work.  If tuning arguments
1007              became invalid, the second check will rely on proper defaults.  */
1008           check_tuning (table);
1009           if (table->n_buckets_used
1010               < table->tuning->shrink_threshold * table->n_buckets)
1011             {
1012               const Hash_tuning *tuning = table->tuning;
1013               unsigned candidate
1014                 = (unsigned) (tuning->is_n_buckets
1015                               ? table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1016                               : (table->n_buckets * tuning->shrink_factor
1017                                  * tuning->growth_threshold));
1018
1019               hash_rehash (table, candidate);
1020             }
1021         }
1022     }
1023
1024   return data;
1025 }
1026
1027 /* Testing.  */
1028
1029 #if TESTING
1030
1031 void
1032 hash_print (const Hash_table *table)
1033 {
1034   struct hash_entry *bucket;
1035
1036   for (bucket = table->bucket; bucket < table->bucket_limit; bucket++)
1037     {
1038       struct hash_entry *cursor;
1039
1040       if (bucket)
1041         printf ("%d:\n", bucket - table->bucket);
1042
1043       for (cursor = bucket; cursor; cursor = cursor->next)
1044         {
1045           char *s = (char *) cursor->data;
1046           /* FIXME */
1047           if (s)
1048             printf ("  %s\n", s);
1049         }
1050     }
1051 }
1052
1053 #endif /* TESTING */