src/murmurhash/MurmurHash3.cpp

   1 //-----------------------------------------------------------------------------\r
   2 // MurmurHash3 was written by Austin Appleby, and is placed in the public\r
   3 // domain. The author hereby disclaims copyright to this source code.\r
   4 \r
   5 // Note - The x86 and x64 versions do _not_ produce the same results, as the\r
   6 // algorithms are optimized for their respective platforms. You can still\r
   7 // compile and run any of them on any platform, but your performance with the\r
   8 // non-native version will be less than optimal.\r
   9 \r
  10 #include "MurmurHash3.h"\r
  11 \r
  12 //-----------------------------------------------------------------------------\r
  13 // Platform-specific functions and macros\r
  14 \r
  15 // Microsoft Visual Studio\r
  16 \r
  17 #if defined(_MSC_VER)\r
  18 \r
  19 #define FORCE_INLINE    __forceinline\r
  20 \r
  21 #include <stdlib.h>\r
  22 \r
  23 #define ROTL32(x,y)     _rotl(x,y)\r
  24 #define ROTL64(x,y)     _rotl64(x,y)\r
  25 \r
  26 #define BIG_CONSTANT(x) (x)\r
  27 \r
  28 // Other compilers\r
  29 \r
  30 #else   // defined(_MSC_VER)\r
  31 \r
  32 #define FORCE_INLINE __attribute__((always_inline))\r
  33 \r
  34 inline uint32_t rotl32 ( uint32_t x, int8_t r )\r
  35 {\r
  36   return (x << r) | (x >> (32 - r));\r
  37 }\r
  38 \r
  39 inline uint64_t rotl64 ( uint64_t x, int8_t r )\r
  40 {\r
  41   return (x << r) | (x >> (64 - r));\r
  42 }\r
  43 \r
  44 #define ROTL32(x,y)     rotl32(x,y)\r
  45 #define ROTL64(x,y)     rotl64(x,y)\r
  46 \r
  47 #define BIG_CONSTANT(x) (x##LLU)\r
  48 \r
  49 #endif // !defined(_MSC_VER)\r
  50 \r
  51 //-----------------------------------------------------------------------------\r
  52 // Block read - if your platform needs to do endian-swapping or can only\r
  53 // handle aligned reads, do the conversion here\r
  54 \r
  55 inline uint32_t getblock ( const uint32_t * p, int i )\r
  56 {\r
  57   return p[i];\r
  58 }\r
  59 \r
  60 inline uint64_t getblock ( const uint64_t * p, int i )\r
  61 {\r
  62   return p[i];\r
  63 }\r
  64 \r
  65 //-----------------------------------------------------------------------------\r
  66 // Finalization mix - force all bits of a hash block to avalanche\r
  67 \r
  68 inline uint32_t fmix ( uint32_t h )\r
  69 {\r
  70   h ^= h >> 16;\r
  71   h *= 0x85ebca6b;\r
  72   h ^= h >> 13;\r
  73   h *= 0xc2b2ae35;\r
  74   h ^= h >> 16;\r
  75 \r
  76   return h;\r
  77 }\r
  78 \r
  79 //----------\r
  80 \r
  81 inline uint64_t fmix ( uint64_t k )\r
  82 {\r
  83   k ^= k >> 33;\r
  84   k *= BIG_CONSTANT(0xff51afd7ed558ccd);\r
  85   k ^= k >> 33;\r
  86   k *= BIG_CONSTANT(0xc4ceb9fe1a85ec53);\r
  87   k ^= k >> 33;\r
  88 \r
  89   return k;\r
  90 }\r
  91 \r
  92 //-----------------------------------------------------------------------------\r
  93 \r
  94 void MurmurHash3_x86_32 ( const void * key, int len,\r
  95                           uint32_t seed, void * out )\r
  96 {\r
  97   const uint8_t * data = (const uint8_t*)key;\r
  98   const int nblocks = len / 4;\r
  99 \r
 100   uint32_t h1 = seed;\r
 101 \r
 102   uint32_t c1 = 0xcc9e2d51;\r
 103   uint32_t c2 = 0x1b873593;\r
 104 \r
 105   //----------\r
 106   // body\r
 107 \r
 108   const uint32_t * blocks = (const uint32_t *)(data + nblocks*4);\r
 109 \r
 110   for(int i = -nblocks; i; i++)\r
 111   {\r
 112     uint32_t k1 = getblock(blocks,i);\r
 113 \r
 114     k1 *= c1;\r
 115     k1 = ROTL32(k1,15);\r
 116     k1 *= c2;\r
 117     \r
 118     h1 ^= k1;\r
 119     h1 = ROTL32(h1,13); \r
 120     h1 = h1*5+0xe6546b64;\r
 121   }\r
 122 \r
 123   //----------\r
 124   // tail\r
 125 \r
 126   const uint8_t * tail = (const uint8_t*)(data + nblocks*4);\r
 127 \r
 128   uint32_t k1 = 0;\r
 129 \r
 130   switch(len & 3)\r
 131   {\r
 132   case 3: k1 ^= tail[2] << 16;\r
 133   case 2: k1 ^= tail[1] << 8;\r
 134   case 1: k1 ^= tail[0];\r
 135           k1 *= c1; k1 = ROTL32(k1,15); k1 *= c2; h1 ^= k1;\r
 136   };\r
 137 \r
 138   //----------\r
 139   // finalization\r
 140 \r
 141   h1 ^= len;\r
 142 \r
 143   h1 = fmix(h1);\r
 144 \r
 145   *(uint32_t*)out = h1;\r
 146 } \r
 147 \r
 148 //-----------------------------------------------------------------------------\r
 149 \r
 150 void MurmurHash3_x86_128 ( const void * key, const int len,\r
 151                            uint32_t seed, void * out )\r
 152 {\r
 153   const uint8_t * data = (const uint8_t*)key;\r
 154   const int nblocks = len / 16;\r
 155 \r
 156   uint32_t h1 = seed;\r
 157   uint32_t h2 = seed;\r
 158   uint32_t h3 = seed;\r
 159   uint32_t h4 = seed;\r
 160 \r
 161   uint32_t c1 = 0x239b961b; \r
 162   uint32_t c2 = 0xab0e9789;\r
 163   uint32_t c3 = 0x38b34ae5; \r
 164   uint32_t c4 = 0xa1e38b93;\r
 165 \r
 166   //----------\r
 167   // body\r
 168 \r
 169   const uint32_t * blocks = (const uint32_t *)(data + nblocks*16);\r
 170 \r
 171   for(int i = -nblocks; i; i++)\r
 172   {\r
 173     uint32_t k1 = getblock(blocks,i*4+0);\r
 174     uint32_t k2 = getblock(blocks,i*4+1);\r
 175     uint32_t k3 = getblock(blocks,i*4+2);\r
 176     uint32_t k4 = getblock(blocks,i*4+3);\r
 177 \r
 178     k1 *= c1; k1  = ROTL32(k1,15); k1 *= c2; h1 ^= k1;\r
 179 \r
 180     h1 = ROTL32(h1,19); h1 += h2; h1 = h1*5+0x561ccd1b;\r
 181 \r
 182     k2 *= c2; k2  = ROTL32(k2,16); k2 *= c3; h2 ^= k2;\r
 183 \r
 184     h2 = ROTL32(h2,17); h2 += h3; h2 = h2*5+0x0bcaa747;\r
 185 \r
 186     k3 *= c3; k3  = ROTL32(k3,17); k3 *= c4; h3 ^= k3;\r
 187 \r
 188     h3 = ROTL32(h3,15); h3 += h4; h3 = h3*5+0x96cd1c35;\r
 189 \r
 190     k4 *= c4; k4  = ROTL32(k4,18); k4 *= c1; h4 ^= k4;\r
 191 \r
 192     h4 = ROTL32(h4,13); h4 += h1; h4 = h4*5+0x32ac3b17;\r
 193   }\r
 194 \r
 195   //----------\r
 196   // tail\r
 197 \r
 198   const uint8_t * tail = (const uint8_t*)(data + nblocks*16);\r
 199 \r
 200   uint32_t k1 = 0;\r
 201   uint32_t k2 = 0;\r
 202   uint32_t k3 = 0;\r
 203   uint32_t k4 = 0;\r
 204 \r
 205   switch(len & 15)\r
 206   {\r
 207   case 15: k4 ^= tail[14] << 16;\r
 208   case 14: k4 ^= tail[13] << 8;\r
 209   case 13: k4 ^= tail[12] << 0;\r
 210            k4 *= c4; k4  = ROTL32(k4,18); k4 *= c1; h4 ^= k4;\r
 211 \r
 212   case 12: k3 ^= tail[11] << 24;\r
 213   case 11: k3 ^= tail[10] << 16;\r
 214   case 10: k3 ^= tail[ 9] << 8;\r
 215   case  9: k3 ^= tail[ 8] << 0;\r
 216            k3 *= c3; k3  = ROTL32(k3,17); k3 *= c4; h3 ^= k3;\r
 217 \r
 218   case  8: k2 ^= tail[ 7] << 24;\r
 219   case  7: k2 ^= tail[ 6] << 16;\r
 220   case  6: k2 ^= tail[ 5] << 8;\r
 221   case  5: k2 ^= tail[ 4] << 0;\r
 222            k2 *= c2; k2  = ROTL32(k2,16); k2 *= c3; h2 ^= k2;\r
 223 \r
 224   case  4: k1 ^= tail[ 3] << 24;\r
 225   case  3: k1 ^= tail[ 2] << 16;\r
 226   case  2: k1 ^= tail[ 1] << 8;\r
 227   case  1: k1 ^= tail[ 0] << 0;\r
 228            k1 *= c1; k1  = ROTL32(k1,15); k1 *= c2; h1 ^= k1;\r
 229   };\r
 230 \r
 231   //----------\r
 232   // finalization\r
 233 \r
 234   h1 ^= len; h2 ^= len; h3 ^= len; h4 ^= len;\r
 235 \r
 236   h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;\r
 237   h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;\r
 238 \r
 239   h1 = fmix(h1);\r
 240   h2 = fmix(h2);\r
 241   h3 = fmix(h3);\r
 242   h4 = fmix(h4);\r
 243 \r
 244   h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;\r
 245   h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;\r
 246 \r
 247   ((uint32_t*)out)[0] = h1;\r
 248   ((uint32_t*)out)[1] = h2;\r
 249   ((uint32_t*)out)[2] = h3;\r
 250   ((uint32_t*)out)[3] = h4;\r
 251 }\r
 252 \r
 253 //-----------------------------------------------------------------------------\r
 254 \r
 255 void MurmurHash3_x64_128 ( const void * key, const int len,\r
 256                            const uint32_t seed, void * out )\r
 257 {\r
 258   const uint8_t * data = (const uint8_t*)key;\r
 259   const int nblocks = len / 16;\r
 260 \r
 261   uint64_t h1 = seed;\r
 262   uint64_t h2 = seed;\r
 263 \r
 264   uint64_t c1 = BIG_CONSTANT(0x87c37b91114253d5);\r
 265   uint64_t c2 = BIG_CONSTANT(0x4cf5ad432745937f);\r
 266 \r
 267   //----------\r
 268   // body\r
 269 \r
 270   const uint64_t * blocks = (const uint64_t *)(data);\r
 271 \r
 272   for(int i = 0; i < nblocks; i++)\r
 273   {\r
 274     uint64_t k1 = getblock(blocks,i*2+0);\r
 275     uint64_t k2 = getblock(blocks,i*2+1);\r
 276 \r
 277     k1 *= c1; k1  = ROTL64(k1,31); k1 *= c2; h1 ^= k1;\r
 278 \r
 279     h1 = ROTL64(h1,27); h1 += h2; h1 = h1*5+0x52dce729;\r
 280 \r
 281     k2 *= c2; k2  = ROTL64(k2,33); k2 *= c1; h2 ^= k2;\r
 282 \r
 283     h2 = ROTL64(h2,31); h2 += h1; h2 = h2*5+0x38495ab5;\r
 284   }\r
 285 \r
 286   //----------\r
 287   // tail\r
 288 \r
 289   const uint8_t * tail = (const uint8_t*)(data + nblocks*16);\r
 290 \r
 291   uint64_t k1 = 0;\r
 292   uint64_t k2 = 0;\r
 293 \r
 294   switch(len & 15)\r
 295   {\r
 296   case 15: k2 ^= uint64_t(tail[14]) << 48;\r
 297   case 14: k2 ^= uint64_t(tail[13]) << 40;\r
 298   case 13: k2 ^= uint64_t(tail[12]) << 32;\r
 299   case 12: k2 ^= uint64_t(tail[11]) << 24;\r
 300   case 11: k2 ^= uint64_t(tail[10]) << 16;\r
 301   case 10: k2 ^= uint64_t(tail[ 9]) << 8;\r
 302   case  9: k2 ^= uint64_t(tail[ 8]) << 0;\r
 303            k2 *= c2; k2  = ROTL64(k2,33); k2 *= c1; h2 ^= k2;\r
 304 \r
 305   case  8: k1 ^= uint64_t(tail[ 7]) << 56;\r
 306   case  7: k1 ^= uint64_t(tail[ 6]) << 48;\r
 307   case  6: k1 ^= uint64_t(tail[ 5]) << 40;\r
 308   case  5: k1 ^= uint64_t(tail[ 4]) << 32;\r
 309   case  4: k1 ^= uint64_t(tail[ 3]) << 24;\r
 310   case  3: k1 ^= uint64_t(tail[ 2]) << 16;\r
 311   case  2: k1 ^= uint64_t(tail[ 1]) << 8;\r
 312   case  1: k1 ^= uint64_t(tail[ 0]) << 0;\r
 313            k1 *= c1; k1  = ROTL64(k1,31); k1 *= c2; h1 ^= k1;\r
 314   };\r
 315 \r
 316   //----------\r
 317   // finalization\r
 318 \r
 319   h1 ^= len; h2 ^= len;\r
 320 \r
 321   h1 += h2;\r
 322   h2 += h1;\r
 323 \r
 324   h1 = fmix(h1);\r
 325   h2 = fmix(h2);\r
 326 \r
 327   h1 += h2;\r
 328   h2 += h1;\r
 329 \r
 330   ((uint64_t*)out)[0] = h1;\r
 331   ((uint64_t*)out)[1] = h2;\r
 332 }\r
 333 \r
 334 //-----------------------------------------------------------------------------\r
 335 \r