TODO lib/tdb: add code for the jenkins hash to the build
[metze/samba/wip.git] / lib / tdb / common / hash.h
diff --git a/lib/tdb/common/hash.h b/lib/tdb/common/hash.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2c41538
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,307 @@
+#ifndef CCAN_HASH_H
+#define CCAN_HASH_H
+#include <stdint.h>
+#include <stdlib.h>
+#include "config.h"
+
+/* Stolen mostly from: lookup3.c, by Bob Jenkins, May 2006, Public Domain.
+ * 
+ * http://burtleburtle.net/bob/c/lookup3.c
+ */
+
+/**
+ * hash - fast hash of an array for internal use
+ * @p: the array or pointer to first element
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The memory region pointed to by p is combined with the base to form
+ * a 32-bit hash.
+ *
+ * This hash will have different results on different machines, so is
+ * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
+ * network or saved to disk).
+ *
+ * It may also change with future versions: it could even detect at runtime
+ * what the fastest hash to use is.
+ *
+ * See also: hash64, hash_stable.
+ *
+ * Example:
+ *     #include "hash/hash.h"
+ *     #include <err.h>
+ *     #include <stdio.h>
+ *
+ *     // Simple demonstration: idential strings will have the same hash, but
+ *     // two different strings will probably not.
+ *     int main(int argc, char *argv[])
+ *     {
+ *             uint32_t hash1, hash2;
+ *
+ *             if (argc != 3)
+ *                     err(1, "Usage: %s <string1> <string2>", argv[0]);
+ *
+ *             hash1 = hash(argv[1], strlen(argv[1]), 0);
+ *             hash2 = hash(argv[2], strlen(argv[2]), 0);
+ *             printf("Hash is %s\n", hash1 == hash2 ? "same" : "different");
+ *             return 0;
+ *     }
+ */
+#define hash(p, num, base) hash_any((p), (num)*sizeof(*(p)), (base))
+
+/**
+ * hash_stable - hash of an array for external use
+ * @p: the array or pointer to first element
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The array of simple integer types pointed to by p is combined with
+ * the base to form a 32-bit hash.
+ *
+ * This hash will have the same results on different machines, so can
+ * be used for external hashes (ie. hashes sent across the network or
+ * saved to disk).  The results will not change in future versions of
+ * this module.
+ *
+ * Note that it is only legal to hand an array of simple integer types
+ * to this hash (ie. char, uint16_t, int64_t, etc).  In these cases,
+ * the same values will have the same hash result, even though the
+ * memory representations of integers depend on the machine
+ * endianness.
+ *
+ * See also:
+ *     hash64_stable
+ *
+ * Example:
+ *     #include "hash/hash.h"
+ *     #include <err.h>
+ *     #include <stdio.h>
+ *
+ *     int main(int argc, char *argv[])
+ *     {
+ *             if (argc != 2)
+ *                     err(1, "Usage: %s <string-to-hash>", argv[0]);
+ *
+ *             printf("Hash stable result is %u\n",
+ *                    hash_stable(argv[1], strlen(argv[1]), 0));
+ *             return 0;
+ *     }
+ */
+#define hash_stable(p, num, base)                                      \
+       (EXPR_BUILD_ASSERT(sizeof(*(p)) == 8 || sizeof(*(p)) == 4       \
+                          || sizeof(*(p)) == 2 || sizeof(*(p)) == 1) + \
+        sizeof(*(p)) == 8 ? hash_stable_64((p), (num), (base))         \
+        : sizeof(*(p)) == 4 ? hash_stable_32((p), (num), (base))       \
+        : sizeof(*(p)) == 2 ? hash_stable_16((p), (num), (base))       \
+        : hash_stable_8((p), (num), (base)))
+
+/**
+ * hash_u32 - fast hash an array of 32-bit values for internal use
+ * @key: the array of uint32_t
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The array of uint32_t pointed to by @key is combined with the base
+ * to form a 32-bit hash.  This is 2-3 times faster than hash() on small
+ * arrays, but the advantage vanishes over large hashes.
+ *
+ * This hash will have different results on different machines, so is
+ * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
+ * network or saved to disk).
+ */
+uint32_t hash_u32(const uint32_t *key, size_t num, uint32_t base);
+
+/**
+ * hash_string - very fast hash of an ascii string
+ * @str: the nul-terminated string
+ *
+ * The string is hashed, using a hash function optimized for ASCII and
+ * similar strings.  It's weaker than the other hash functions.
+ *
+ * This hash may have different results on different machines, so is
+ * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
+ * network or saved to disk).  The results will be different from the
+ * other hash functions in this module, too.
+ */
+static inline uint32_t hash_string(const char *string)
+{
+       /* This is Karl Nelson <kenelson@ece.ucdavis.edu>'s X31 hash.
+        * It's a little faster than the (much better) lookup3 hash(): 56ns vs
+        * 84ns on my 2GHz Intel Core Duo 2 laptop for a 10 char string. */
+       uint32_t ret;
+
+       for (ret = 0; *string; string++)
+               ret = (ret << 5) - ret + *string;
+
+       return ret;
+}
+
+/**
+ * hash64 - fast 64-bit hash of an array for internal use
+ * @p: the array or pointer to first element
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the 64-bit base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The memory region pointed to by p is combined with the base to form
+ * a 64-bit hash.
+ *
+ * This hash will have different results on different machines, so is
+ * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
+ * network or saved to disk).
+ *
+ * It may also change with future versions: it could even detect at runtime
+ * what the fastest hash to use is.
+ *
+ * See also: hash.
+ *
+ * Example:
+ *     #include <ccan/hash/hash.h>
+ *     #include <err.h>
+ *     #include <stdio.h>
+ *
+ *     // Simple demonstration: idential strings will have the same hash, but
+ *     // two different strings will probably not.
+ *     int main(int argc, char *argv[])
+ *     {
+ *             uint64_t hash1, hash2;
+ *
+ *             if (argc != 3)
+ *                     err(1, "Usage: %s <string1> <string2>", argv[0]);
+ *
+ *             hash1 = hash64(argv[1], strlen(argv[1]), 0);
+ *             hash2 = hash64(argv[2], strlen(argv[2]), 0);
+ *             printf("Hash is %s\n", hash1 == hash2 ? "same" : "different");
+ *             return 0;
+ *     }
+ */
+#define hash64(p, num, base) hash64_any((p), (num)*sizeof(*(p)), (base))
+
+/**
+ * hash64_stable - 64 bit hash of an array for external use
+ * @p: the array or pointer to first element
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The array of simple integer types pointed to by p is combined with
+ * the base to form a 64-bit hash.
+ *
+ * This hash will have the same results on different machines, so can
+ * be used for external hashes (ie. hashes sent across the network or
+ * saved to disk).  The results will not change in future versions of
+ * this module.
+ *
+ * Note that it is only legal to hand an array of simple integer types
+ * to this hash (ie. char, uint16_t, int64_t, etc).  In these cases,
+ * the same values will have the same hash result, even though the
+ * memory representations of integers depend on the machine
+ * endianness.
+ *
+ * See also:
+ *     hash_stable
+ *
+ * Example:
+ *     #include <ccan/hash/hash.h>
+ *     #include <err.h>
+ *     #include <stdio.h>
+ *
+ *     int main(int argc, char *argv[])
+ *     {
+ *             if (argc != 2)
+ *                     err(1, "Usage: %s <string-to-hash>", argv[0]);
+ *
+ *             printf("Hash stable result is %llu\n",
+ *                    (long long)hash64_stable(argv[1], strlen(argv[1]), 0));
+ *             return 0;
+ *     }
+ */
+#define hash64_stable(p, num, base)                                    \
+       (EXPR_BUILD_ASSERT(sizeof(*(p)) == 8 || sizeof(*(p)) == 4       \
+                          || sizeof(*(p)) == 2 || sizeof(*(p)) == 1) + \
+        sizeof(*(p)) == 8 ? hash64_stable_64((p), (num), (base))       \
+        : sizeof(*(p)) == 4 ? hash64_stable_32((p), (num), (base))     \
+        : sizeof(*(p)) == 2 ? hash64_stable_16((p), (num), (base))     \
+        : hash64_stable_8((p), (num), (base)))
+
+
+/**
+ * hashl - fast 32/64-bit hash of an array for internal use
+ * @p: the array or pointer to first element
+ * @num: the number of elements to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * This is either hash() or hash64(), on 32/64 bit long machines.
+ */
+#define hashl(p, num, base)                                            \
+       (EXPR_BUILD_ASSERT(sizeof(long) == sizeof(uint32_t)             \
+                          || sizeof(long) == sizeof(uint64_t)) +       \
+       (sizeof(long) == sizeof(uint64_t)                               \
+        ? hash64((p), (num), (base)) : hash((p), (num), (base))))
+
+/* Our underlying operations. */
+uint32_t hash_any(const void *key, size_t length, uint32_t base);
+uint32_t hash_stable_64(const void *key, size_t n, uint32_t base);
+uint32_t hash_stable_32(const void *key, size_t n, uint32_t base);
+uint32_t hash_stable_16(const void *key, size_t n, uint32_t base);
+uint32_t hash_stable_8(const void *key, size_t n, uint32_t base);
+uint64_t hash64_any(const void *key, size_t length, uint64_t base);
+uint64_t hash64_stable_64(const void *key, size_t n, uint64_t base);
+uint64_t hash64_stable_32(const void *key, size_t n, uint64_t base);
+uint64_t hash64_stable_16(const void *key, size_t n, uint64_t base);
+uint64_t hash64_stable_8(const void *key, size_t n, uint64_t base);
+
+/**
+ * hash_pointer - hash a pointer for internal use
+ * @p: the pointer value to hash
+ * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
+ *
+ * The pointer p (not what p points to!) is combined with the base to form
+ * a 32-bit hash.
+ *
+ * This hash will have different results on different machines, so is
+ * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
+ * network or saved to disk).
+ *
+ * Example:
+ *     #include "hash/hash.h"
+ *
+ *     // Code to keep track of memory regions.
+ *     struct region {
+ *             struct region *chain;
+ *             void *start;
+ *             unsigned int size;
+ *     };
+ *     // We keep a simple hash table.
+ *     static struct region *region_hash[128];
+ *
+ *     static void add_region(struct region *r)
+ *     {
+ *             unsigned int h = hash_pointer(r->start);
+ *
+ *             r->chain = region_hash[h];
+ *             region_hash[h] = r->chain;
+ *     }
+ *
+ *     static void find_region(const void *start)
+ *     {
+ *             struct region *r;
+ *
+ *             for (r = region_hash[hash_pointer(start)]; r; r = r->chain)
+ *                     if (r->start == start)
+ *                             return r;
+ *             return NULL;
+ *     }
+ */
+static inline uint32_t hash_pointer(const void *p, uint32_t base)
+{
+       if (sizeof(p) % sizeof(uint32_t) == 0) {
+               /* This convoluted union is the right way of aliasing. */
+               union {
+                       uint32_t u32[sizeof(p) / sizeof(uint32_t)];
+                       const void *p;
+               } u;
+               u.p = p;
+               return hash_u32(u.u32, sizeof(p) / sizeof(uint32_t), base);
+       } else
+               return hash(&p, 1, base);
+}
+#endif /* HASH_H */