Franz Sirl <Franz.Sirl-kernel@lauterbach.com>
[external/binutils.git] / bfd / hash.c
1 /* hash.c -- hash table routines for BFD
2    Copyright (C) 1993, 94, 95, 1997 Free Software Foundation, Inc.
3    Written by Steve Chamberlain <sac@cygnus.com>
4
5 This file is part of BFD, the Binary File Descriptor library.
6
7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with this program; if not, write to the Free Software
19 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21 #include "bfd.h"
22 #include "sysdep.h"
23 #include "libbfd.h"
24 #include "objalloc.h"
25
26 /*
27 SECTION
28         Hash Tables
29
30 @cindex Hash tables
31         BFD provides a simple set of hash table functions.  Routines
32         are provided to initialize a hash table, to free a hash table,
33         to look up a string in a hash table and optionally create an
34         entry for it, and to traverse a hash table.  There is
35         currently no routine to delete an string from a hash table.
36
37         The basic hash table does not permit any data to be stored
38         with a string.  However, a hash table is designed to present a
39         base class from which other types of hash tables may be
40         derived.  These derived types may store additional information
41         with the string.  Hash tables were implemented in this way,
42         rather than simply providing a data pointer in a hash table
43         entry, because they were designed for use by the linker back
44         ends.  The linker may create thousands of hash table entries,
45         and the overhead of allocating private data and storing and
46         following pointers becomes noticeable.
47
48         The basic hash table code is in <<hash.c>>.
49
50 @menu
51 @* Creating and Freeing a Hash Table::
52 @* Looking Up or Entering a String::
53 @* Traversing a Hash Table::
54 @* Deriving a New Hash Table Type::
55 @end menu
56
57 INODE
58 Creating and Freeing a Hash Table, Looking Up or Entering a String, Hash Tables, Hash Tables
59 SUBSECTION
60         Creating and freeing a hash table
61
62 @findex bfd_hash_table_init
63 @findex bfd_hash_table_init_n
64         To create a hash table, create an instance of a <<struct
65         bfd_hash_table>> (defined in <<bfd.h>>) and call
66         <<bfd_hash_table_init>> (if you know approximately how many
67         entries you will need, the function <<bfd_hash_table_init_n>>,
68         which takes a @var{size} argument, may be used).
69         <<bfd_hash_table_init>> returns <<false>> if some sort of
70         error occurs.
71
72 @findex bfd_hash_newfunc
73         The function <<bfd_hash_table_init>> take as an argument a
74         function to use to create new entries.  For a basic hash
75         table, use the function <<bfd_hash_newfunc>>.  @xref{Deriving
76         a New Hash Table Type}, for why you would want to use a
77         different value for this argument.
78
79 @findex bfd_hash_allocate
80         <<bfd_hash_table_init>> will create an objalloc which will be
81         used to allocate new entries.  You may allocate memory on this
82         objalloc using <<bfd_hash_allocate>>.
83
84 @findex bfd_hash_table_free
85         Use <<bfd_hash_table_free>> to free up all the memory that has
86         been allocated for a hash table.  This will not free up the
87         <<struct bfd_hash_table>> itself, which you must provide.
88
89 INODE
90 Looking Up or Entering a String, Traversing a Hash Table, Creating and Freeing a Hash Table, Hash Tables
91 SUBSECTION
92         Looking up or entering a string
93
94 @findex bfd_hash_lookup
95         The function <<bfd_hash_lookup>> is used both to look up a
96         string in the hash table and to create a new entry.
97
98         If the @var{create} argument is <<false>>, <<bfd_hash_lookup>>
99         will look up a string.  If the string is found, it will
100         returns a pointer to a <<struct bfd_hash_entry>>.  If the
101         string is not found in the table <<bfd_hash_lookup>> will
102         return <<NULL>>.  You should not modify any of the fields in
103         the returns <<struct bfd_hash_entry>>.
104
105         If the @var{create} argument is <<true>>, the string will be
106         entered into the hash table if it is not already there.
107         Either way a pointer to a <<struct bfd_hash_entry>> will be
108         returned, either to the existing structure or to a newly
109         created one.  In this case, a <<NULL>> return means that an
110         error occurred.
111
112         If the @var{create} argument is <<true>>, and a new entry is
113         created, the @var{copy} argument is used to decide whether to
114         copy the string onto the hash table objalloc or not.  If
115         @var{copy} is passed as <<false>>, you must be careful not to
116         deallocate or modify the string as long as the hash table
117         exists.
118
119 INODE
120 Traversing a Hash Table, Deriving a New Hash Table Type, Looking Up or Entering a String, Hash Tables
121 SUBSECTION
122         Traversing a hash table
123
124 @findex bfd_hash_traverse
125         The function <<bfd_hash_traverse>> may be used to traverse a
126         hash table, calling a function on each element.  The traversal
127         is done in a random order.
128
129         <<bfd_hash_traverse>> takes as arguments a function and a
130         generic <<void *>> pointer.  The function is called with a
131         hash table entry (a <<struct bfd_hash_entry *>>) and the
132         generic pointer passed to <<bfd_hash_traverse>>.  The function
133         must return a <<boolean>> value, which indicates whether to
134         continue traversing the hash table.  If the function returns
135         <<false>>, <<bfd_hash_traverse>> will stop the traversal and
136         return immediately.
137
138 INODE
139 Deriving a New Hash Table Type, , Traversing a Hash Table, Hash Tables
140 SUBSECTION
141         Deriving a new hash table type
142
143         Many uses of hash tables want to store additional information
144         which each entry in the hash table.  Some also find it
145         convenient to store additional information with the hash table
146         itself.  This may be done using a derived hash table.
147
148         Since C is not an object oriented language, creating a derived
149         hash table requires sticking together some boilerplate
150         routines with a few differences specific to the type of hash
151         table you want to create.
152
153         An example of a derived hash table is the linker hash table.
154         The structures for this are defined in <<bfdlink.h>>.  The
155         functions are in <<linker.c>>.
156
157         You may also derive a hash table from an already derived hash
158         table.  For example, the a.out linker backend code uses a hash
159         table derived from the linker hash table.
160
161 @menu
162 @* Define the Derived Structures::
163 @* Write the Derived Creation Routine::
164 @* Write Other Derived Routines::
165 @end menu
166
167 INODE
168 Define the Derived Structures, Write the Derived Creation Routine, Deriving a New Hash Table Type, Deriving a New Hash Table Type
169 SUBSUBSECTION
170         Define the derived structures
171
172         You must define a structure for an entry in the hash table,
173         and a structure for the hash table itself.
174
175         The first field in the structure for an entry in the hash
176         table must be of the type used for an entry in the hash table
177         you are deriving from.  If you are deriving from a basic hash
178         table this is <<struct bfd_hash_entry>>, which is defined in
179         <<bfd.h>>.  The first field in the structure for the hash
180         table itself must be of the type of the hash table you are
181         deriving from itself.  If you are deriving from a basic hash
182         table, this is <<struct bfd_hash_table>>.
183
184         For example, the linker hash table defines <<struct
185         bfd_link_hash_entry>> (in <<bfdlink.h>>).  The first field,
186         <<root>>, is of type <<struct bfd_hash_entry>>.  Similarly,
187         the first field in <<struct bfd_link_hash_table>>, <<table>>,
188         is of type <<struct bfd_hash_table>>.
189
190 INODE
191 Write the Derived Creation Routine, Write Other Derived Routines, Define the Derived Structures, Deriving a New Hash Table Type
192 SUBSUBSECTION
193         Write the derived creation routine
194
195         You must write a routine which will create and initialize an
196         entry in the hash table.  This routine is passed as the
197         function argument to <<bfd_hash_table_init>>.
198
199         In order to permit other hash tables to be derived from the
200         hash table you are creating, this routine must be written in a
201         standard way.
202
203         The first argument to the creation routine is a pointer to a
204         hash table entry.  This may be <<NULL>>, in which case the
205         routine should allocate the right amount of space.  Otherwise
206         the space has already been allocated by a hash table type
207         derived from this one.
208
209         After allocating space, the creation routine must call the
210         creation routine of the hash table type it is derived from,
211         passing in a pointer to the space it just allocated.  This
212         will initialize any fields used by the base hash table.
213
214         Finally the creation routine must initialize any local fields
215         for the new hash table type.
216
217         Here is a boilerplate example of a creation routine.
218         @var{function_name} is the name of the routine.
219         @var{entry_type} is the type of an entry in the hash table you
220         are creating.  @var{base_newfunc} is the name of the creation
221         routine of the hash table type your hash table is derived
222         from.
223
224 EXAMPLE
225
226 .struct bfd_hash_entry *
227 .@var{function_name} (entry, table, string)
228 .     struct bfd_hash_entry *entry;
229 .     struct bfd_hash_table *table;
230 .     const char *string;
231 .{
232 .  struct @var{entry_type} *ret = (@var{entry_type} *) entry;
233 .
234 . {* Allocate the structure if it has not already been allocated by a
235 .    derived class.  *}
236 .  if (ret == (@var{entry_type} *) NULL)
237 .    {
238 .      ret = ((@var{entry_type} *)
239 .             bfd_hash_allocate (table, sizeof (@var{entry_type})));
240 .      if (ret == (@var{entry_type} *) NULL)
241 .        return NULL;
242 .    }
243 .
244 . {* Call the allocation method of the base class.  *}
245 .  ret = ((@var{entry_type} *)
246 .        @var{base_newfunc} ((struct bfd_hash_entry *) ret, table, string));
247 .
248 . {* Initialize the local fields here.  *}
249 .
250 .  return (struct bfd_hash_entry *) ret;
251 .}
252
253 DESCRIPTION
254         The creation routine for the linker hash table, which is in
255         <<linker.c>>, looks just like this example.
256         @var{function_name} is <<_bfd_link_hash_newfunc>>.
257         @var{entry_type} is <<struct bfd_link_hash_entry>>.
258         @var{base_newfunc} is <<bfd_hash_newfunc>>, the creation
259         routine for a basic hash table.
260
261         <<_bfd_link_hash_newfunc>> also initializes the local fields
262         in a linker hash table entry: <<type>>, <<written>> and
263         <<next>>.
264
265 INODE
266 Write Other Derived Routines, , Write the Derived Creation Routine, Deriving a New Hash Table Type
267 SUBSUBSECTION
268         Write other derived routines
269
270         You will want to write other routines for your new hash table,
271         as well.  
272
273         You will want an initialization routine which calls the
274         initialization routine of the hash table you are deriving from
275         and initializes any other local fields.  For the linker hash
276         table, this is <<_bfd_link_hash_table_init>> in <<linker.c>>.
277
278         You will want a lookup routine which calls the lookup routine
279         of the hash table you are deriving from and casts the result.
280         The linker hash table uses <<bfd_link_hash_lookup>> in
281         <<linker.c>> (this actually takes an additional argument which
282         it uses to decide how to return the looked up value).
283
284         You may want a traversal routine.  This should just call the
285         traversal routine of the hash table you are deriving from with
286         appropriate casts.  The linker hash table uses
287         <<bfd_link_hash_traverse>> in <<linker.c>>.
288
289         These routines may simply be defined as macros.  For example,
290         the a.out backend linker hash table, which is derived from the
291         linker hash table, uses macros for the lookup and traversal
292         routines.  These are <<aout_link_hash_lookup>> and
293         <<aout_link_hash_traverse>> in aoutx.h.
294 */
295
296 /* The default number of entries to use when creating a hash table.  */
297 #define DEFAULT_SIZE (4051)
298
299 /* Create a new hash table, given a number of entries.  */
300
301 boolean
302 bfd_hash_table_init_n (table, newfunc, size)
303      struct bfd_hash_table *table;
304      struct bfd_hash_entry *(*newfunc) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *,
305                                                 struct bfd_hash_table *,
306                                                 const char *));
307      unsigned int size;
308 {
309   unsigned int alloc;
310
311   alloc = size * sizeof (struct bfd_hash_entry *);
312
313   table->memory = (PTR) objalloc_create ();
314   if (table->memory == NULL)
315     {
316       bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
317       return false;
318     }
319   table->table = ((struct bfd_hash_entry **)
320                   objalloc_alloc ((struct objalloc *) table->memory, alloc));
321   if (table->table == NULL)
322     {
323       bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
324       return false;
325     }
326   memset ((PTR) table->table, 0, alloc);
327   table->size = size;
328   table->newfunc = newfunc;
329   return true;
330 }
331
332 /* Create a new hash table with the default number of entries.  */
333
334 boolean
335 bfd_hash_table_init (table, newfunc)
336      struct bfd_hash_table *table;
337      struct bfd_hash_entry *(*newfunc) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *,
338                                                 struct bfd_hash_table *,
339                                                 const char *));
340 {
341   return bfd_hash_table_init_n (table, newfunc, DEFAULT_SIZE);
342 }
343
344 /* Free a hash table.  */
345
346 void
347 bfd_hash_table_free (table)
348      struct bfd_hash_table *table;
349 {
350   objalloc_free ((struct objalloc *) table->memory);
351   table->memory = NULL;
352 }
353
354 /* Look up a string in a hash table.  */
355
356 struct bfd_hash_entry *
357 bfd_hash_lookup (table, string, create, copy)
358      struct bfd_hash_table *table;
359      const char *string;
360      boolean create;
361      boolean copy;
362 {
363   register const unsigned char *s;
364   register unsigned long hash;
365   register unsigned int c;
366   struct bfd_hash_entry *hashp;
367   unsigned int len;
368   unsigned int index;
369   
370   hash = 0;
371   len = 0;
372   s = (const unsigned char *) string;
373   while ((c = *s++) != '\0')
374     {
375       hash += c + (c << 17);
376       hash ^= hash >> 2;
377       ++len;
378     }
379   hash += len + (len << 17);
380   hash ^= hash >> 2;
381
382   index = hash % table->size;
383   for (hashp = table->table[index];
384        hashp != (struct bfd_hash_entry *) NULL;
385        hashp = hashp->next)
386     {
387       if (hashp->hash == hash
388           && strcmp (hashp->string, string) == 0)
389         return hashp;
390     }
391
392   if (! create)
393     return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
394
395   hashp = (*table->newfunc) ((struct bfd_hash_entry *) NULL, table, string);
396   if (hashp == (struct bfd_hash_entry *) NULL)
397     return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
398   if (copy)
399     {
400       char *new;
401
402       new = (char *) objalloc_alloc ((struct objalloc *) table->memory,
403                                      len + 1);
404       if (!new)
405         {
406           bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
407           return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
408         }
409       strcpy (new, string);
410       string = new;
411     }
412   hashp->string = string;
413   hashp->hash = hash;
414   hashp->next = table->table[index];
415   table->table[index] = hashp;
416
417   return hashp;
418 }
419
420 /* Replace an entry in a hash table.  */
421
422 void
423 bfd_hash_replace (table, old, nw)
424      struct bfd_hash_table *table;
425      struct bfd_hash_entry *old;
426      struct bfd_hash_entry *nw;
427 {
428   unsigned int index;
429   struct bfd_hash_entry **pph;
430
431   index = old->hash % table->size;
432   for (pph = &table->table[index];
433        (*pph) != (struct bfd_hash_entry *) NULL;
434        pph = &(*pph)->next)
435     {
436       if (*pph == old)
437         {
438           *pph = nw;
439           return;
440         }
441     }
442
443   abort ();
444 }
445
446 /* Base method for creating a new hash table entry.  */
447
448 /*ARGSUSED*/
449 struct bfd_hash_entry *
450 bfd_hash_newfunc (entry, table, string)
451      struct bfd_hash_entry *entry;
452      struct bfd_hash_table *table;
453      const char *string;
454 {
455   if (entry == (struct bfd_hash_entry *) NULL)
456     entry = ((struct bfd_hash_entry *)
457              bfd_hash_allocate (table, sizeof (struct bfd_hash_entry)));
458   return entry;
459 }
460
461 /* Allocate space in a hash table.  */
462
463 PTR
464 bfd_hash_allocate (table, size)
465      struct bfd_hash_table *table;
466      unsigned int size;
467 {
468   PTR ret;
469
470   ret = objalloc_alloc ((struct objalloc *) table->memory, size);
471   if (ret == NULL && size != 0)
472     bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
473   return ret;
474 }
475
476 /* Traverse a hash table.  */
477
478 void
479 bfd_hash_traverse (table, func, info)
480      struct bfd_hash_table *table;
481      boolean (*func) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *, PTR));
482      PTR info;
483 {
484   unsigned int i;
485
486   for (i = 0; i < table->size; i++)
487     {
488       struct bfd_hash_entry *p;
489
490       for (p = table->table[i]; p != NULL; p = p->next)
491         {
492           if (! (*func) (p, info))
493             return;
494         }
495     }
496 }
497 \f
498 /* A few different object file formats (a.out, COFF, ELF) use a string
499    table.  These functions support adding strings to a string table,
500    returning the byte offset, and writing out the table.
501
502    Possible improvements:
503    + look for strings matching trailing substrings of other strings
504    + better data structures?  balanced trees?
505    + look at reducing memory use elsewhere -- maybe if we didn't have
506      to construct the entire symbol table at once, we could get by
507      with smaller amounts of VM?  (What effect does that have on the
508      string table reductions?)  */
509
510 /* An entry in the strtab hash table.  */
511
512 struct strtab_hash_entry
513 {
514   struct bfd_hash_entry root;
515   /* Index in string table.  */
516   bfd_size_type index;
517   /* Next string in strtab.  */
518   struct strtab_hash_entry *next;
519 };
520
521 /* The strtab hash table.  */
522
523 struct bfd_strtab_hash
524 {
525   struct bfd_hash_table table;
526   /* Size of strtab--also next available index.  */
527   bfd_size_type size;
528   /* First string in strtab.  */
529   struct strtab_hash_entry *first;
530   /* Last string in strtab.  */
531   struct strtab_hash_entry *last;
532   /* Whether to precede strings with a two byte length, as in the
533      XCOFF .debug section.  */
534   boolean xcoff;
535 };
536
537 static struct bfd_hash_entry *strtab_hash_newfunc
538   PARAMS ((struct bfd_hash_entry *, struct bfd_hash_table *, const char *));
539
540 /* Routine to create an entry in a strtab.  */
541
542 static struct bfd_hash_entry *
543 strtab_hash_newfunc (entry, table, string)
544      struct bfd_hash_entry *entry;
545      struct bfd_hash_table *table;
546      const char *string;
547 {
548   struct strtab_hash_entry *ret = (struct strtab_hash_entry *) entry;
549
550   /* Allocate the structure if it has not already been allocated by a
551      subclass.  */
552   if (ret == (struct strtab_hash_entry *) NULL)
553     ret = ((struct strtab_hash_entry *)
554            bfd_hash_allocate (table, sizeof (struct strtab_hash_entry)));
555   if (ret == (struct strtab_hash_entry *) NULL)
556     return NULL;
557
558   /* Call the allocation method of the superclass.  */
559   ret = ((struct strtab_hash_entry *)
560          bfd_hash_newfunc ((struct bfd_hash_entry *) ret, table, string));
561
562   if (ret)
563     {
564       /* Initialize the local fields.  */
565       ret->index = (bfd_size_type) -1;
566       ret->next = NULL;
567     }
568
569   return (struct bfd_hash_entry *) ret;
570 }
571
572 /* Look up an entry in an strtab.  */
573
574 #define strtab_hash_lookup(t, string, create, copy) \
575   ((struct strtab_hash_entry *) \
576    bfd_hash_lookup (&(t)->table, (string), (create), (copy)))
577
578 /* Create a new strtab.  */
579
580 struct bfd_strtab_hash *
581 _bfd_stringtab_init ()
582 {
583   struct bfd_strtab_hash *table;
584
585   table = ((struct bfd_strtab_hash *)
586            bfd_malloc (sizeof (struct bfd_strtab_hash)));
587   if (table == NULL)
588     return NULL;
589
590   if (! bfd_hash_table_init (&table->table, strtab_hash_newfunc))
591     {
592       free (table);
593       return NULL;
594     }
595
596   table->size = 0;
597   table->first = NULL;
598   table->last = NULL;
599   table->xcoff = false;
600
601   return table;
602 }
603
604 /* Create a new strtab in which the strings are output in the format
605    used in the XCOFF .debug section: a two byte length precedes each
606    string.  */
607
608 struct bfd_strtab_hash *
609 _bfd_xcoff_stringtab_init ()
610 {
611   struct bfd_strtab_hash *ret;
612
613   ret = _bfd_stringtab_init ();
614   if (ret != NULL)
615     ret->xcoff = true;
616   return ret;
617 }
618
619 /* Free a strtab.  */
620
621 void
622 _bfd_stringtab_free (table)
623      struct bfd_strtab_hash *table;
624 {
625   bfd_hash_table_free (&table->table);
626   free (table);
627 }
628
629 /* Get the index of a string in a strtab, adding it if it is not
630    already present.  If HASH is false, we don't really use the hash
631    table, and we don't eliminate duplicate strings.  */
632
633 bfd_size_type
634 _bfd_stringtab_add (tab, str, hash, copy)
635      struct bfd_strtab_hash *tab;
636      const char *str;
637      boolean hash;
638      boolean copy;
639 {
640   register struct strtab_hash_entry *entry;
641
642   if (hash)
643     {
644       entry = strtab_hash_lookup (tab, str, true, copy);
645       if (entry == NULL)
646         return (bfd_size_type) -1;
647     }
648   else
649     {
650       entry = ((struct strtab_hash_entry *)
651                bfd_hash_allocate (&tab->table,
652                                   sizeof (struct strtab_hash_entry)));
653       if (entry == NULL)
654         return (bfd_size_type) -1;
655       if (! copy)
656         entry->root.string = str;
657       else
658         {
659           char *n;
660
661           n = (char *) bfd_hash_allocate (&tab->table, strlen (str) + 1);
662           if (n == NULL)
663             return (bfd_size_type) -1;
664           entry->root.string = n;
665         }
666       entry->index = (bfd_size_type) -1;
667       entry->next = NULL;
668     }
669
670   if (entry->index == (bfd_size_type) -1)
671     {
672       entry->index = tab->size;
673       tab->size += strlen (str) + 1;
674       if (tab->xcoff)
675         {
676           entry->index += 2;
677           tab->size += 2;
678         }
679       if (tab->first == NULL)
680         tab->first = entry;
681       else
682         tab->last->next = entry;
683       tab->last = entry;
684     }
685
686   return entry->index;
687 }
688
689 /* Get the number of bytes in a strtab.  */
690
691 bfd_size_type
692 _bfd_stringtab_size (tab)
693      struct bfd_strtab_hash *tab;
694 {
695   return tab->size;
696 }
697
698 /* Write out a strtab.  ABFD must already be at the right location in
699    the file.  */
700
701 boolean
702 _bfd_stringtab_emit (abfd, tab)
703      register bfd *abfd;
704      struct bfd_strtab_hash *tab;
705 {
706   register boolean xcoff;
707   register struct strtab_hash_entry *entry;
708
709   xcoff = tab->xcoff;
710
711   for (entry = tab->first; entry != NULL; entry = entry->next)
712     {
713       register const char *str;
714       register size_t len;
715
716       str = entry->root.string;
717       len = strlen (str) + 1;
718
719       if (xcoff)
720         {
721           bfd_byte buf[2];
722
723           /* The output length includes the null byte.  */
724           bfd_put_16 (abfd, len, buf);
725           if (bfd_write ((PTR) buf, 1, 2, abfd) != 2)
726             return false;
727         }
728
729       if (bfd_write ((PTR) str, 1, len, abfd) != len)
730         return false;
731     }
732
733   return true;
734 }