lib/merge.c

   1 #ifndef __APPLE__
   2 /*-
   3  * Copyright (c) 1992, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * Peter McIlroy.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  18  *    must display the following acknowledgement:
  19  *      This product includes software developed by the University of
  20  *      California, Berkeley and its contributors.
  21  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  22  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  23  *    without specific prior written permission.
  24  *
  25  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  26  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  27  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  28  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  29  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  30  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  31  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  32  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  33  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  34  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  35  * SUCH DAMAGE.
  36  */
  37
  38 #if defined(LIBC_SCCS) && !defined(lint)
  39 static char sccsid[] = "@(#)merge.c     8.2 (Berkeley) 2/14/94";
  40 #endif /* LIBC_SCCS and not lint */
  41
  42 /*
  43  * Hybrid exponential search/linear search merge sort with hybrid
  44  * natural/pairwise first pass.  Requires about .3% more comparisons
  45  * for random data than LSMS with pairwise first pass alone.
  46  * It works for objects as small as two bytes.
  47  */
  48
  49 #define NATURAL
  50 #define THRESHOLD 16    /* Best choice for natural merge cut-off. */
  51
  52 /* #define NATURAL to get hybrid natural merge.
  53  * (The default is pairwise merging.)
  54  */
  55
  56 #include "system.h"
  57 #include <stdlib.h>
  58 #include <string.h>
  59 #include <errno.h>
  60 #include "lib/rpmdb_internal.h" /* XXX for mergesort */
  61
  62 #define ISIZE sizeof(int)
  63 #define PSIZE sizeof(unsigned char *)
  64 #define ICOPY_LIST(src, dst, last)                              \
  65         do                                                      \
  66         *(int*)dst = *(int*)src, src += ISIZE, dst += ISIZE;    \
  67         while(src < last)
  68 #define ICOPY_ELT(src, dst, i)                                  \
  69         do                                                      \
  70         *(int*) dst = *(int*) src, src += ISIZE, dst += ISIZE;  \
  71         while (i -= ISIZE)
  72
  73 #define CCOPY_LIST(src, dst, last)              \
  74         do                                      \
  75                 *dst++ = *src++;                \
  76         while (src < last)
  77 #define CCOPY_ELT(src, dst, i)                  \
  78         do                                      \
  79                 *dst++ = *src++;                \
  80         while (i -= 1)
  81
  82 /*
  83  * Find the next possible pointer head.  (Trickery for forcing an array
  84  * to do double duty as a linked list when objects do not align with word
  85  * boundaries.
  86  */
  87 /* Assumption: PSIZE is a power of 2. */
  88 #define EVAL(p) (unsigned char **)                                      \
  89     ((unsigned char *)0 +                                               \
  90         (((unsigned char *)p + PSIZE - 1 - (unsigned char *) 0) & ~(PSIZE - 1)))
  91
  92 #define swap(a, b) {                                    \
  93                 s = b;                                  \
  94                 i = size;                               \
  95                 do {                                    \
  96                         tmp = *a; *a++ = *s; *s++ = tmp; \
  97                 } while (--i);                          \
  98                 a -= size;                              \
  99         }
 100 #define reverse(bot, top) {                             \
 101         s = top;                                        \
 102         do {                                            \
 103                 i = size;                               \
 104                 do {                                    \
 105                         tmp = *bot; *bot++ = *s; *s++ = tmp; \
 106                 } while (--i);                          \
 107                 s -= size2;                             \
 108         } while(bot < s);                               \
 109 }
 110
 111 /*
 112  * This is to avoid out-of-bounds addresses in sorting the
 113  * last 4 elements.
 114  */
 115 static void
 116 insertionsort(unsigned char *a, size_t n, size_t size,
 117                 int (*cmp) (const void *, const void *))
 118 {
 119         unsigned char *ai, *s, *t, *u, tmp;
 120         int i;
 121
 122         for (ai = a+size; --n >= 1; ai += size)
 123                 for (t = ai; t > a; t -= size) {
 124                         u = t - size;
 125                         if (cmp(u, t) <= 0)
 126                                 break;
 127                         swap(u, t);
 128                 }
 129 }
 130
 131 /*
 132  * Optional hybrid natural/pairwise first pass.  Eats up list1 in runs of
 133  * increasing order, list2 in a corresponding linked list.  Checks for runs
 134  * when THRESHOLD/2 pairs compare with same sense.  (Only used when NATURAL
 135  * is defined.  Otherwise simple pairwise merging is used.)
 136  */
 137 static void
 138 setup(unsigned char *list1, unsigned char *list2,
 139                 size_t n, size_t size, int (*cmp) (const void *, const void *))
 140 {
 141         int i, length, size2, tmp, sense;
 142         unsigned char *f1, *f2, *s, *l2, *last, *p2;
 143
 144         size2 = size*2;
 145         if (n <= 5) {
 146                 insertionsort(list1, n, size, cmp);
 147                 *EVAL(list2) = (unsigned char*) list2 + n*size;
 148                 return;
 149         }
 150         /*
 151          * Avoid running pointers out of bounds; limit n to evens
 152          * for simplicity.
 153          */
 154         i = 4 + (n & 1);
 155         insertionsort(list1 + (n - i) * size, i, size, cmp);
 156         last = list1 + size * (n - i);
 157         *EVAL(list2 + (last - list1)) = list2 + n * size;
 158
 159 #ifdef NATURAL
 160         p2 = list2;
 161         f1 = list1;
 162         sense = (cmp(f1, f1 + size) > 0);
 163         for (; f1 < last; sense = !sense) {
 164                 length = 2;
 165                                         /* Find pairs with same sense. */
 166                 for (f2 = f1 + size2; f2 < last; f2 += size2) {
 167                         if ((cmp(f2, f2+ size) > 0) != sense)
 168                                 break;
 169                         length += 2;
 170                 }
 171                 if (length < THRESHOLD) {               /* Pairwise merge */
 172                         do {
 173                                 p2 = *EVAL(p2) = f1 + size2 - list1 + list2;
 174                                 if (sense > 0)
 175                                         swap (f1, f1 + size);
 176                         } while ((f1 += size2) < f2);
 177                 } else {                                /* Natural merge */
 178                         l2 = f2;
 179                         for (f2 = f1 + size2; f2 < l2; f2 += size2) {
 180                                 if ((cmp(f2-size, f2) > 0) != sense) {
 181                                         p2 = *EVAL(p2) = f2 - list1 + list2;
 182                                         if (sense > 0)
 183                                                 reverse(f1, f2-size);
 184                                         f1 = f2;
 185                                 }
 186                         }
 187                         if (sense > 0)
 188                                 reverse (f1, f2-size);
 189                         f1 = f2;
 190                         if (f2 < last || cmp(f2 - size, f2) > 0)
 191                                 p2 = *EVAL(p2) = f2 - list1 + list2;
 192                         else
 193                                 p2 = *EVAL(p2) = list2 + n*size;
 194                 }
 195         }
 196 #else           /* pairwise merge only. */
 197         for (f1 = list1, p2 = list2; f1 < last; f1 += size2) {
 198                 p2 = *EVAL(p2) = p2 + size2;
 199                 if (cmp (f1, f1 + size) > 0)
 200                         swap(f1, f1 + size);
 201         }
 202 #endif /* NATURAL */
 203 }
 204
 205 /*
 206  * Arguments are as for qsort.
 207  */
 208 int
 209 mergesort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
 210                 int (*cmp) (const void *, const void *))
 211 {
 212         register int i, sense;
 213         int big, iflag;
 214         register unsigned char *f1, *f2, *t, *b, *q, *l1, *l2;
 215         register unsigned char *tp2;
 216         unsigned char *list2;
 217         unsigned char *list1;
 218         unsigned char *p2, *p, *last, **p1;
 219
 220         if (size < PSIZE / 2) {         /* Pointers must fit into 2 * size. */
 221                 errno = EINVAL;
 222                 return (-1);
 223         }
 224
 225         if (nmemb == 0)
 226                 return (0);
 227
 228         /*
 229          * XXX
 230          * Stupid subtraction for the Cray.
 231          */
 232         iflag = 0;
 233         if (!(size % ISIZE) && !(((char *)base - (char *)0) % ISIZE))
 234                 iflag = 1;
 235
 236         if ((list2 = malloc(nmemb * size + PSIZE)) == NULL)
 237                 return (-1);
 238
 239         list1 = base;
 240         setup(list1, list2, nmemb, size, cmp);
 241         last = list2 + nmemb * size;
 242         i = big = 0;
 243         while (*EVAL(list2) != last) {
 244             l2 = list1;
 245             p1 = EVAL(list1);
 246             for (tp2 = p2 = list2; p2 != last; p1 = EVAL(l2)) {
 247                 p2 = *EVAL(p2);
 248                 f1 = l2;
 249                 f2 = l1 = list1 + (p2 - list2);
 250                 if (p2 != last)
 251                         p2 = *EVAL(p2);
 252                 l2 = list1 + (p2 - list2);
 253                 while (f1 < l1 && f2 < l2) {
 254                         if ((*cmp)(f1, f2) <= 0) {
 255                                 q = f2;
 256                                 b = f1, t = l1;
 257                                 sense = -1;
 258                         } else {
 259                                 q = f1;
 260                                 b = f2, t = l2;
 261                                 sense = 0;
 262                         }
 263                         if (!big) {     /* here i = 0 */
 264                                 while ((b += size) < t && cmp(q, b) >sense)
 265                                         if (++i == 6) {
 266                                                 big = 1;
 267                                                 goto EXPONENTIAL;
 268                                         }
 269                         } else {
 270 EXPONENTIAL:                    for (i = size; ; i <<= 1)
 271                                         if ((p = (b + i)) >= t) {
 272                                                 if ((p = t - size) > b &&
 273                                                     (*cmp)(q, p) <= sense)
 274                                                         t = p;
 275                                                 else
 276                                                         b = p;
 277                                                 break;
 278                                         } else if ((*cmp)(q, p) <= sense) {
 279                                                 t = p;
 280                                                 if (i == size)
 281                                                         big = 0;
 282                                                 goto FASTCASE;
 283                                         } else
 284                                                 b = p;
 285                                 while (t > b+size) {
 286                                         i = (((t - b) / size) >> 1) * size;
 287                                         if ((*cmp)(q, p = b + i) <= sense)
 288                                                 t = p;
 289                                         else
 290                                                 b = p;
 291                                 }
 292                                 goto COPY;
 293 FASTCASE:                       while (i > size)
 294                                         if ((*cmp)(q,
 295                                                 p = b + (i >>= 1)) <= sense)
 296                                                 t = p;
 297                                         else
 298                                                 b = p;
 299 COPY:                           b = t;
 300                         }
 301                         i = size;
 302                         if (q == f1) {
 303                                 if (iflag) {
 304                                         ICOPY_LIST(f2, tp2, b);
 305                                         ICOPY_ELT(f1, tp2, i);
 306                                 } else {
 307                                         CCOPY_LIST(f2, tp2, b);
 308                                         CCOPY_ELT(f1, tp2, i);
 309                                 }
 310                         } else {
 311                                 if (iflag) {
 312                                         ICOPY_LIST(f1, tp2, b);
 313                                         ICOPY_ELT(f2, tp2, i);
 314                                 } else {
 315                                         CCOPY_LIST(f1, tp2, b);
 316                                         CCOPY_ELT(f2, tp2, i);
 317                                 }
 318                         }
 319                 }
 320                 if (f2 < l2) {
 321                         if (iflag)
 322                                 ICOPY_LIST(f2, tp2, l2);
 323                         else
 324                                 CCOPY_LIST(f2, tp2, l2);
 325                 } else if (f1 < l1) {
 326                         if (iflag)
 327                                 ICOPY_LIST(f1, tp2, l1);
 328                         else
 329                                 CCOPY_LIST(f1, tp2, l1);
 330                 }
 331                 *p1 = l2;
 332             }
 333             tp2 = list1;        /* swap list1, list2 */
 334             list1 = list2;
 335             list2 = tp2;
 336             last = list2 + nmemb*size;
 337         }
 338         if (base == list2) {
 339                 memmove(list2, list1, nmemb*size);
 340                 list2 = list1;
 341         }
 342         free(list2);
 343         return (0);
 344 }
 345 #else
 346 /* mergesort is implemented in System on Mac OS X */
 347 #endif /* __APPLE__ */