f0de4719ec5b8dbad7ac131141c8926ab8cc5c53
[ccan] / ccan / hash / hash.h
1 #ifndef CCAN_HASH_H
2 #define CCAN_HASH_H
3 #include <stdint.h>
4 #include <stdlib.h>
5 #include "config.h"
6
7 /* Stolen mostly from: lookup3.c, by Bob Jenkins, May 2006, Public Domain.
8  * 
9  * http://burtleburtle.net/bob/c/lookup3.c
10  */
11
12 /**
13  * hash - fast hash of an array for internal use
14  * @p: the array or pointer to first element
15  * @num: the number of elements to hash
16  * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
17  *
18  * The memory region pointed to by p is combined with the base to form
19  * a 32-bit hash.
20  *
21  * This hash will have different results on different machines, so is
22  * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
23  * network or saved to disk).
24  *
25  * It may also change with future versions: it could even detect at runtime
26  * what the fastest hash to use is.
27  *
28  * See also: hash_stable.
29  *
30  * Example:
31  *      #include "hash/hash.h"
32  *      #include <err.h>
33  *      #include <stdio.h>
34  *
35  *      // Simple demonstration: idential strings will have the same hash, but
36  *      // two different strings will probably not.
37  *      int main(int argc, char *argv[])
38  *      {
39  *              uint32_t hash1, hash2;
40  *
41  *              if (argc != 3)
42  *                      err(1, "Usage: %s <string1> <string2>", argv[0]);
43  *
44  *              hash1 = hash(argv[1], strlen(argv[1]), 0);
45  *              hash2 = hash(argv[2], strlen(argv[2]), 0);
46  *              printf("Hash is %s\n", hash1 == hash2 ? "same" : "different");
47  *              return 0;
48  *      }
49  */
50 #define hash(p, num, base) hash_any((p), (num)*sizeof(*(p)), (base))
51
52 /**
53  * hash_stable - hash of an array for external use
54  * @p: the array or pointer to first element
55  * @num: the number of elements to hash
56  * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
57  *
58  * The memory region pointed to by p is combined with the base to form
59  * a 32-bit hash.
60  *
61  * This hash will have the same results on different machines, so can
62  * be used for external hashes (ie. hashes sent across the network or
63  * saved to disk).  The results will not change in future versions of
64  * this module.
65  *
66  * Example:
67  *      #include "hash/hash.h"
68  *      #include <err.h>
69  *      #include <stdio.h>
70  *
71  *      int main(int argc, char *argv[])
72  *      {
73  *              if (argc != 2)
74  *                      err(1, "Usage: %s <string-to-hash>", argv[0]);
75  *
76  *              printf("Hash stable result is %u\n",
77  *                     hash_stable(argv[1], strlen(argv[1]), 0));
78  *              return 0;
79  *      }
80  */
81 #define hash_stable(p, num, base) \
82         hash_any_stable((p), (num)*sizeof(*(p)), (base))
83
84 /**
85  * hash_u32 - fast hash an array of 32-bit values for internal use
86  * @key: the array of uint32_t
87  * @num: the number of elements to hash
88  * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
89  *
90  * The array of uint32_t pointed to by @key is combined with the base
91  * to form a 32-bit hash.  This is 2-3 times faster than hash() on small
92  * arrays, but the advantage vanishes over large hashes.
93  *
94  * This hash will have different results on different machines, so is
95  * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
96  * network or saved to disk).
97  */
98 uint32_t hash_u32(const uint32_t *key, size_t num, uint32_t base);
99
100 /**
101  * hash_string - very fast hash of an ascii string
102  * @str: the nul-terminated string
103  *
104  * The string is hashed, using a hash function optimized for ASCII and
105  * similar strings.  It's weaker than the other hash functions.
106  *
107  * This hash may have different results on different machines, so is
108  * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
109  * network or saved to disk).  The results will be different from the
110  * other hash functions in this module, too.
111  */
112 static inline uint32_t hash_string(const char *string)
113 {
114         /* This is Karl Nelson <kenelson@ece.ucdavis.edu>'s X31 hash.
115          * It's a little faster than the (much better) lookup3 hash(): 56ns vs
116          * 84ns on my 2GHz Intel Core Duo 2 laptop for a 10 char string. */
117         uint32_t ret;
118
119         for (ret = 0; *string; string++)
120                 ret = (ret << 5) - ret + *string;
121
122         return ret;
123 }
124
125 /* Our underlying operations. */
126 uint32_t hash_any(const void *key, size_t length, uint32_t base);
127 uint32_t hash_any_stable(const void *key, size_t length, uint32_t base);
128
129 /**
130  * hash_pointer - hash a pointer for internal use
131  * @p: the pointer value to hash
132  * @base: the base number to roll into the hash (usually 0)
133  *
134  * The pointer p (not what p points to!) is combined with the base to form
135  * a 32-bit hash.
136  *
137  * This hash will have different results on different machines, so is
138  * only useful for internal hashes (ie. not hashes sent across the
139  * network or saved to disk).
140  *
141  * Example:
142  *      #include "hash/hash.h"
143  *
144  *      // Code to keep track of memory regions.
145  *      struct region {
146  *              struct region *chain;
147  *              void *start;
148  *              unsigned int size;
149  *      };
150  *      // We keep a simple hash table.
151  *      static struct region *region_hash[128];
152  *
153  *      static void add_region(struct region *r)
154  *      {
155  *              unsigned int h = hash_pointer(r->start);
156  *
157  *              r->chain = region_hash[h];
158  *              region_hash[h] = r->chain;
159  *      }
160  *
161  *      static void find_region(const void *start)
162  *      {
163  *              struct region *r;
164  *
165  *              for (r = region_hash[hash_pointer(start)]; r; r = r->chain)
166  *                      if (r->start == start)
167  *                              return r;
168  *              return NULL;
169  *      }
170  */
171 static inline uint32_t hash_pointer(const void *p, uint32_t base)
172 {
173         if (sizeof(p) % sizeof(uint32_t) == 0) {
174                 /* This convoluted union is the right way of aliasing. */
175                 union {
176                         uint32_t u32[sizeof(p) / sizeof(uint32_t)];
177                         const void *p;
178                 } u;
179                 u.p = p;
180                 return hash_u32(u.u32, sizeof(p) / sizeof(uint32_t), base);
181         } else
182                 return hash(&p, 1, base);
183 }
184 #endif /* HASH_H */