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 "rpmdb/rpmdb_internal.h" /* XXX for mergesort */
  58
  59 #define ISIZE sizeof(int)
  60 #define PSIZE sizeof(unsigned char *)
  61 #define ICOPY_LIST(src, dst, last)                              \
  62         do                                                      \
  63         *(int*)dst = *(int*)src, src += ISIZE, dst += ISIZE;    \
  64         while(src < last)
  65 #define ICOPY_ELT(src, dst, i)                                  \
  66         do                                                      \
  67         *(int*) dst = *(int*) src, src += ISIZE, dst += ISIZE;  \
  68         while (i -= ISIZE)
  69
  70 #define CCOPY_LIST(src, dst, last)              \
  71         do                                      \
  72                 *dst++ = *src++;                \
  73         while (src < last)
  74 #define CCOPY_ELT(src, dst, i)                  \
  75         do                                      \
  76                 *dst++ = *src++;                \
  77         while (i -= 1)
  78
  79 /*
  80  * Find the next possible pointer head.  (Trickery for forcing an array
  81  * to do double duty as a linked list when objects do not align with word
  82  * boundaries.
  83  */
  84 /* Assumption: PSIZE is a power of 2. */
  85 #define EVAL(p) (unsigned char **)                                      \
  86     ((unsigned char *)0 +                                               \
  87         (((unsigned char *)p + PSIZE - 1 - (unsigned char *) 0) & ~(PSIZE - 1)))
  88
  89 #define swap(a, b) {                                    \
  90                 s = b;                                  \
  91                 i = size;                               \
  92                 do {                                    \
  93                         tmp = *a; *a++ = *s; *s++ = tmp; \
  94                 } while (--i);                          \
  95                 a -= size;                              \
  96         }
  97 #define reverse(bot, top) {                             \
  98         s = top;                                        \
  99         do {                                            \
 100                 i = size;                               \
 101                 do {                                    \
 102                         tmp = *bot; *bot++ = *s; *s++ = tmp; \
 103                 } while (--i);                          \
 104                 s -= size2;                             \
 105         } while(bot < s);                               \
 106 }
 107
 108 /*
 109  * This is to avoid out-of-bounds addresses in sorting the
 110  * last 4 elements.
 111  */
 112 static void
 113 insertionsort(unsigned char *a, size_t n, size_t size,
 114                 int (*cmp) (const void *, const void *))
 115 {
 116         unsigned char *ai, *s, *t, *u, tmp;
 117         int i;
 118
 119         for (ai = a+size; --n >= 1; ai += size)
 120                 for (t = ai; t > a; t -= size) {
 121                         u = t - size;
 122                         if (cmp(u, t) <= 0)
 123                                 break;
 124                         swap(u, t);
 125                 }
 126 }
 127
 128 /*
 129  * Optional hybrid natural/pairwise first pass.  Eats up list1 in runs of
 130  * increasing order, list2 in a corresponding linked list.  Checks for runs
 131  * when THRESHOLD/2 pairs compare with same sense.  (Only used when NATURAL
 132  * is defined.  Otherwise simple pairwise merging is used.)
 133  */
 134 static void
 135 setup(unsigned char *list1, unsigned char *list2,
 136                 size_t n, size_t size, int (*cmp) (const void *, const void *))
 137 {
 138         int i, length, size2, tmp, sense;
 139         unsigned char *f1, *f2, *s, *l2, *last, *p2;
 140
 141         size2 = size*2;
 142         if (n <= 5) {
 143                 insertionsort(list1, n, size, cmp);
 144                 *EVAL(list2) = (unsigned char*) list2 + n*size;
 145                 return;
 146         }
 147         /*
 148          * Avoid running pointers out of bounds; limit n to evens
 149          * for simplicity.
 150          */
 151         i = 4 + (n & 1);
 152         insertionsort(list1 + (n - i) * size, i, size, cmp);
 153         last = list1 + size * (n - i);
 154         *EVAL(list2 + (last - list1)) = list2 + n * size;
 155
 156 #ifdef NATURAL
 157         p2 = list2;
 158         f1 = list1;
 159         sense = (cmp(f1, f1 + size) > 0);
 160         for (; f1 < last; sense = !sense) {
 161                 length = 2;
 162                                         /* Find pairs with same sense. */
 163                 for (f2 = f1 + size2; f2 < last; f2 += size2) {
 164                         if ((cmp(f2, f2+ size) > 0) != sense)
 165                                 break;
 166                         length += 2;
 167                 }
 168                 if (length < THRESHOLD) {               /* Pairwise merge */
 169                         do {
 170                                 p2 = *EVAL(p2) = f1 + size2 - list1 + list2;
 171                                 if (sense > 0)
 172                                         swap (f1, f1 + size);
 173                         } while ((f1 += size2) < f2);
 174                 } else {                                /* Natural merge */
 175                         l2 = f2;
 176                         for (f2 = f1 + size2; f2 < l2; f2 += size2) {
 177                                 if ((cmp(f2-size, f2) > 0) != sense) {
 178                                         p2 = *EVAL(p2) = f2 - list1 + list2;
 179                                         if (sense > 0)
 180                                                 reverse(f1, f2-size);
 181                                         f1 = f2;
 182                                 }
 183                         }
 184                         if (sense > 0)
 185                                 reverse (f1, f2-size);
 186                         f1 = f2;
 187                         if (f2 < last || cmp(f2 - size, f2) > 0)
 188                                 p2 = *EVAL(p2) = f2 - list1 + list2;
 189                         else
 190                                 p2 = *EVAL(p2) = list2 + n*size;
 191                 }
 192         }
 193 #else           /* pairwise merge only. */
 194         for (f1 = list1, p2 = list2; f1 < last; f1 += size2) {
 195                 p2 = *EVAL(p2) = p2 + size2;
 196                 if (cmp (f1, f1 + size) > 0)
 197                         swap(f1, f1 + size);
 198         }
 199 #endif /* NATURAL */
 200 }
 201
 202 /*
 203  * Arguments are as for qsort.
 204  */
 205 int
 206 mergesort(void *base, size_t nmemb, size_t size,
 207                 int (*cmp) (const void *, const void *))
 208 {
 209         register int i, sense;
 210         int big, iflag;
 211         register unsigned char *f1, *f2, *t, *b, *q, *l1, *l2;
 212         register unsigned char *tp2;
 213         unsigned char *list2;
 214         unsigned char *list1;
 215         unsigned char *p2, *p, *last, **p1;
 216
 217         if (size < PSIZE / 2) {         /* Pointers must fit into 2 * size. */
 218                 errno = EINVAL;
 219                 return (-1);
 220         }
 221
 222         if (nmemb == 0)
 223                 return (0);
 224
 225         /*
 226          * XXX
 227          * Stupid subtraction for the Cray.
 228          */
 229         iflag = 0;
 230         if (!(size % ISIZE) && !(((char *)base - (char *)0) % ISIZE))
 231                 iflag = 1;
 232
 233         if ((list2 = malloc(nmemb * size + PSIZE)) == NULL)
 234                 return (-1);
 235
 236         list1 = base;
 237         setup(list1, list2, nmemb, size, cmp);
 238         last = list2 + nmemb * size;
 239         i = big = 0;
 240         while (*EVAL(list2) != last) {
 241             l2 = list1;
 242             p1 = EVAL(list1);
 243             for (tp2 = p2 = list2; p2 != last; p1 = EVAL(l2)) {
 244                 p2 = *EVAL(p2);
 245                 f1 = l2;
 246                 f2 = l1 = list1 + (p2 - list2);
 247                 if (p2 != last)
 248                         p2 = *EVAL(p2);
 249                 l2 = list1 + (p2 - list2);
 250                 while (f1 < l1 && f2 < l2) {
 251                         if ((*cmp)(f1, f2) <= 0) {
 252                                 q = f2;
 253                                 b = f1, t = l1;
 254                                 sense = -1;
 255                         } else {
 256                                 q = f1;
 257                                 b = f2, t = l2;
 258                                 sense = 0;
 259                         }
 260                         if (!big) {     /* here i = 0 */
 261                                 while ((b += size) < t && cmp(q, b) >sense)
 262                                         if (++i == 6) {
 263                                                 big = 1;
 264                                                 goto EXPONENTIAL;
 265                                         }
 266                         } else {
 267 EXPONENTIAL:                    for (i = size; ; i <<= 1)
 268                                         if ((p = (b + i)) >= t) {
 269                                                 if ((p = t - size) > b &&
 270                                                     (*cmp)(q, p) <= sense)
 271                                                         t = p;
 272                                                 else
 273                                                         b = p;
 274                                                 break;
 275                                         } else if ((*cmp)(q, p) <= sense) {
 276                                                 t = p;
 277                                                 if (i == size)
 278                                                         big = 0;
 279                                                 goto FASTCASE;
 280                                         } else
 281                                                 b = p;
 282                                 while (t > b+size) {
 283                                         i = (((t - b) / size) >> 1) * size;
 284                                         if ((*cmp)(q, p = b + i) <= sense)
 285                                                 t = p;
 286                                         else
 287                                                 b = p;
 288                                 }
 289                                 goto COPY;
 290 FASTCASE:                       while (i > size)
 291                                         if ((*cmp)(q,
 292                                                 p = b + (i >>= 1)) <= sense)
 293                                                 t = p;
 294                                         else
 295                                                 b = p;
 296 COPY:                           b = t;
 297                         }
 298                         i = size;
 299                         if (q == f1) {
 300                                 if (iflag) {
 301                                         ICOPY_LIST(f2, tp2, b);
 302                                         ICOPY_ELT(f1, tp2, i);
 303                                 } else {
 304                                         CCOPY_LIST(f2, tp2, b);
 305                                         CCOPY_ELT(f1, tp2, i);
 306                                 }
 307                         } else {
 308                                 if (iflag) {
 309                                         ICOPY_LIST(f1, tp2, b);
 310                                         ICOPY_ELT(f2, tp2, i);
 311                                 } else {
 312                                         CCOPY_LIST(f1, tp2, b);
 313                                         CCOPY_ELT(f2, tp2, i);
 314                                 }
 315                         }
 316                 }
 317                 if (f2 < l2) {
 318                         if (iflag)
 319                                 ICOPY_LIST(f2, tp2, l2);
 320                         else
 321                                 CCOPY_LIST(f2, tp2, l2);
 322                 } else if (f1 < l1) {
 323                         if (iflag)
 324                                 ICOPY_LIST(f1, tp2, l1);
 325                         else
 326                                 CCOPY_LIST(f1, tp2, l1);
 327                 }
 328                 *p1 = l2;
 329             }
 330             tp2 = list1;        /* swap list1, list2 */
 331             list1 = list2;
 332             list2 = tp2;
 333             last = list2 + nmemb*size;
 334         }
 335         if (base == list2) {
 336                 memmove(list2, list1, nmemb*size);
 337                 list2 = list1;
 338         }
 339         free(list2);
 340         return (0);
 341 }
 342 #else
 343 /* mergesort is implemented in System on Mac OS X */
 344 #endif /* __APPLE__ */