]> sjero.net Git - wget/blobdiff - src/hash.c
Fix compiler warnings
[wget] / src / hash.c
index 45974dad0c72a700695486b133495fd3034019a7..129ead1a830b478ec8f27c8cc662611068d1a971 100644 (file)
 /* Hash tables.
-   Copyright (C) 2000 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008,
+   2009, 2010, 2011 Free Software Foundation, Inc.
 
-This file is part of Wget.
+This file is part of GNU Wget.
 
-This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+GNU Wget is free software; you can redistribute it and/or modify
 it under the terms of the GNU General Public License as published by
-the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at
+the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at
 your option) any later version.
 
-This program is distributed in the hope that it will be useful,
+GNU Wget is distributed in the hope that it will be useful,
 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 GNU General Public License for more details.
 
 You should have received a copy of the GNU General Public License
-along with this program; if not, write to the Free Software
-Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
+along with Wget.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
-#ifdef HAVE_CONFIG_H
-# include <config.h>
-#endif
+Additional permission under GNU GPL version 3 section 7
 
-#include <stdlib.h>
-#include <assert.h>
+If you modify this program, or any covered work, by linking or
+combining it with the OpenSSL project's OpenSSL library (or a
+modified version of that library), containing parts covered by the
+terms of the OpenSSL or SSLeay licenses, the Free Software Foundation
+grants you additional permission to convey the resulting work.
+Corresponding Source for a non-source form of such a combination
+shall include the source code for the parts of OpenSSL used as well
+as that of the covered work.  */
 
-#include "wget.h"
-#include "utils.h"
-
-#include "hash.h"
+/* With -DSTANDALONE, this file can be compiled outside Wget source
+   tree.  To test, also use -DTEST.  */
 
-#ifdef STANDALONE
-# undef xmalloc
-# undef xrealloc
-# undef xfree
+#ifndef STANDALONE
+# include "wget.h"
+#endif
 
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <assert.h>
+#include <string.h>
+#include <limits.h>
+
+#ifndef STANDALONE
+/* Get Wget's utility headers. */
+# include "utils.h"
+#else
+/* Make do without them. */
+# define xnew(x) xmalloc (sizeof (x))
+# define xnew_array(type, x) xmalloc (sizeof (type) * (x))
 # define xmalloc malloc
-# define xrealloc realloc
 # define xfree free
+# ifndef countof
+#  define countof(x) (sizeof (x) / sizeof ((x)[0]))
+# endif
+# include <ctype.h>
+# define c_tolower(x) tolower ((unsigned char) (x))
+# ifdef HAVE_STDINT_H
+#  include <stdint.h>
+# else
+   typedef unsigned long uintptr_t;
+# endif
 #endif
 
-/* INTERFACE:
-
-   Hash tables are an implementation technique used to implement
-   mapping between objects.  Provided a good hashing function is used,
-   they guarantee constant-time access and storing of information.
-   Duplicate keys are not allowed.
-
-   The basics are all covered.  hash_table_new creates a hash table,
-   and hash_table_destroy deletes it.  hash_table_put establishes a
-   mapping between a key and a value.  hash_table_get retrieves the
-   value that corresponds to a key.  hash_table_exists queries whether
-   a key is stored in a table at all.  hash_table_remove removes a
-   mapping that corresponds to a key.  hash_table_map allows you to
-   map through all the entries in a hash table.  hash_table_clear
-   clears all the entries from the hash table.
-
-   The number of mappings in a table is not limited, except by the
-   amount of memory.  As you add new elements to a table, it regrows
-   as necessary.  If you have an idea about how many elements you will
-   store, you can provide a hint to hash_table_new().
-
-   The hashing and equality functions are normally provided by the
-   user.  For the special (and frequent) case of hashing strings, you
-   can use the pre-canned make_string_hash_table(), which provides the
-   string hashing function from the Dragon Book, and a string equality
-   wrapper around strcmp().
-
-   When specifying your own hash and test functions, make sure the
-   following holds true:
-
-   - The test function returns non-zero for keys that are considered
-     "equal", zero otherwise.
-
-   - The hash function returns a number that represents the
-     "distinctness" of the object.  In more precise terms, it means
-     that for any two objects that test "equal" under the test
-     function, the hash function MUST produce the same result.
-
-     This does not mean that each distinct object must produce a
-     distinct value, only that non-distinct objects must produce the
-     same values!  For instance, a hash function that returns 0 for
-     any given object is a perfectly valid (albeit extremely bad) hash
-     function.
+#include "hash.h"
 
-     The above stated rule is quite easy to enforce.  For example, if
-     your testing function compares strings case-insensitively, all
-     your function needs to do is lower-case the string characters
-     before calculating a hash.  That way you have easily guaranteed
-     that changes in case will not result in a different hash.
+/* INTERFACE:
 
-   - (optional) Choose the hash function to get as good "spreading" as
-     possible.  A good hash function will react to even a small change
-     in its input with a completely different resulting hash.
-     Finally, don't make your hash function extremely slow, because
-     you're then defeating the purpose of hashing.
+   Hash tables are a technique used to implement mapping between
+   objects with near-constant-time access and storage.  The table
+   associates keys to values, and a value can be very quickly
+   retrieved by providing the key.  Fast lookup tables are typically
+   implemented as hash tables.
+
+   The entry points are
+     hash_table_new       -- creates the table.
+     hash_table_destroy   -- destroys the table.
+     hash_table_put       -- establishes or updates key->value mapping.
+     hash_table_get       -- retrieves value of key.
+     hash_table_get_pair  -- get key/value pair for key.
+     hash_table_contains  -- test whether the table contains key.
+     hash_table_remove    -- remove key->value mapping for given key.
+     hash_table_for_each  -- call function for each table entry.
+     hash_table_iterate   -- iterate over entries in hash table.
+     hash_table_iter_next -- return next element during iteration.
+     hash_table_clear     -- clear hash table contents.
+     hash_table_count     -- return the number of entries in the table.
+
+   The hash table grows internally as new entries are added and is not
+   limited in size, except by available memory.  The table doubles
+   with each resize, which ensures that the amortized time per
+   operation remains constant.
+
+   If not instructed otherwise, tables created by hash_table_new
+   consider the keys to be equal if their pointer values are the same.
+   You can use make_string_hash_table to create tables whose keys are
+   considered equal if their string contents are the same.  In the
+   general case, the criterion of equality used to compare keys is
+   specified at table creation time with two callback functions,
+   "hash" and "test".  The hash function transforms the key into an
+   arbitrary number that must be the same for two equal keys.  The
+   test function accepts two keys and returns non-zero if they are to
+   be considered equal.
 
    Note that neither keys nor values are copied when inserted into the
    hash table, so they must exist for the lifetime of the table.  This
    means that e.g. the use of static strings is OK, but objects with a
-   shorter life-time need to be copied (with strdup() or the like in
-   the case of strings) before being inserted.  */
+   shorter life-time probably need to be copied (with strdup() or the
+   like in the case of strings) before being inserted.  */
 
 /* IMPLEMENTATION:
 
-   All the hash mappings (key-value pairs of pointers) are stored in a
-   contiguous array.  The position of each mapping is determined by
-   applying the hash function to the key: location = hash(key) % size.
-   If two different keys end up on the same position, the collision is
-   resolved by placing the second mapping at the next empty place in
-   the array following the occupied place.  This method of collision
-   resolution is called "linear probing".
-
-   There are more advanced collision resolution mechanisms (quadratic
-   probing, double hashing), but we don't use them because they
-   involve more non-sequential access to the array, and therefore
-   worse cache behavior.  Linear probing works well as long as the
-   fullness/size ratio is kept below 75%.  We make sure to regrow or
-   rehash the hash table whenever this threshold is exceeded.
-
-   Collisions make deletion tricky because finding collisions again
-   relies on new empty spots not being created.  That's why
-   hash_table_remove only marks the spot as deleted rather than really
-   making it empty. */
-
-struct mapping {
+   The hash table is implemented as an open-addressed table with
+   linear probing collision resolution.
+
+   The above means that all the cells (each cell containing a key and
+   a value pointer) are stored in a contiguous array.  Array position
+   of each cell is determined by the hash value of its key and the
+   size of the table: location := hash(key) % size.  If two different
+   keys end up on the same position (collide), the one that came
+   second is stored in the first unoccupied cell that follows it.
+   This collision resolution technique is called "linear probing".
+
+   There are more advanced collision resolution methods (quadratic
+   probing, double hashing), but we don't use them because they incur
+   more non-sequential access to the array, which results in worse CPU
+   cache behavior.  Linear probing works well as long as the
+   count/size ratio (fullness) is kept below 75%.  We make sure to
+   grow and rehash the table whenever this threshold is exceeded.
+
+   Collisions complicate deletion because simply clearing a cell
+   followed by previously collided entries would cause those neighbors
+   to not be picked up by find_cell later.  One solution is to leave a
+   "tombstone" marker instead of clearing the cell, and another is to
+   recalculate the positions of adjacent cells.  We take the latter
+   approach because it results in less bookkeeping garbage and faster
+   retrieval at the (slight) expense of deletion.  */
+
+/* Maximum allowed fullness: when hash table's fullness exceeds this
+   value, the table is resized.  */
+#define HASH_MAX_FULLNESS 0.75
+
+/* The hash table size is multiplied by this factor (and then rounded
+   to the next prime) with each resize.  This guarantees infrequent
+   resizes.  */
+#define HASH_RESIZE_FACTOR 2
+
+struct cell {
   void *key;
   void *value;
 };
 
+typedef unsigned long (*hashfun_t) (const void *);
+typedef int (*testfun_t) (const void *, const void *);
+
 struct hash_table {
-  unsigned long (*hash_function) (const void *);
-  int (*test_function) (const void *, const void *);
+  hashfun_t hash_function;
+  testfun_t test_function;
 
-  int size;                    /* size of the array */
-  int fullness;                        /* number of non-empty fields */
-  int count;                   /* number of non-empty, non-deleted
-                                   fields. */
+  struct cell *cells;           /* contiguous array of cells. */
+  int size;                     /* size of the array. */
 
-  struct mapping *mappings;
+  int count;                    /* number of occupied entries. */
+  int resize_threshold;         /* after size exceeds this number of
+                                   entries, resize the table.  */
+  int prime_offset;             /* the offset of the current prime in
+                                   the prime table. */
 };
 
-#define ENTRY_DELETED ((void *)0xdeadbeef)
-#define ENTRY_EMPTY   NULL
+/* We use the all-bits-set constant (INVALID_PTR) marker to mean that
+   a cell is empty.  It is unaligned and therefore illegal as a
+   pointer.  INVALID_PTR_CHAR (0xff) is the single-character constant
+   used to initialize the entire cells array as empty.
 
-#define DELETED_ENTRY_P(ptr) ((ptr) == ENTRY_DELETED)
-#define EMPTY_ENTRY_P(ptr)   ((ptr) == ENTRY_EMPTY)
+   The all-bits-set value is a better choice than NULL because it
+   allows the use of NULL/0 keys.  Since the keys are either integers
+   or pointers, the only key that cannot be used is the integer value
+   -1.  This is acceptable because it still allows the use of
+   nonnegative integer keys.  */
 
-/* Find a prime near, but greather than or equal to SIZE. */
+#define INVALID_PTR ((void *) ~(uintptr_t) 0)
+#ifndef UCHAR_MAX
+# define UCHAR_MAX 0xff
+#endif
+#define INVALID_PTR_CHAR UCHAR_MAX
 
-int
-prime_size (int size)
+/* Whether the cell C is occupied (non-empty). */
+#define CELL_OCCUPIED(c) ((c)->key != INVALID_PTR)
+
+/* Clear the cell C, i.e. mark it as empty (unoccupied). */
+#define CLEAR_CELL(c) ((c)->key = INVALID_PTR)
+
+/* "Next" cell is the cell following C, but wrapping back to CELLS
+   when C would reach CELLS+SIZE.  */
+#define NEXT_CELL(c, cells, size) (c != cells + (size - 1) ? c + 1 : cells)
+
+/* Loop over occupied cells starting at C, terminating the loop when
+   an empty cell is encountered.  */
+#define FOREACH_OCCUPIED_ADJACENT(c, cells, size)                               \
+  for (; CELL_OCCUPIED (c); c = NEXT_CELL (c, cells, size))
+
+/* Return the position of KEY in hash table SIZE large, hash function
+   being HASHFUN.  */
+#define HASH_POSITION(key, hashfun, size) ((hashfun) (key) % size)
+
+/* Find a prime near, but greather than or equal to SIZE.  The primes
+   are looked up from a table with a selection of primes convenient
+   for this purpose.
+
+   PRIME_OFFSET is a minor optimization: it specifies start position
+   for the search for the large enough prime.  The final offset is
+   stored in the same variable.  That way the list of primes does not
+   have to be scanned from the beginning each time around.  */
+
+static int
+prime_size (int size, int *prime_offset)
 {
-  static const unsigned long primes [] = {
-    19, 29, 41, 59, 79, 107, 149, 197, 263, 347, 457, 599, 787, 1031,
+  static const int primes[] = {
+    13, 19, 29, 41, 59, 79, 107, 149, 197, 263, 347, 457, 599, 787, 1031,
     1361, 1777, 2333, 3037, 3967, 5167, 6719, 8737, 11369, 14783,
     19219, 24989, 32491, 42257, 54941, 71429, 92861, 120721, 156941,
     204047, 265271, 344857, 448321, 582821, 757693, 985003, 1280519,
@@ -160,35 +224,82 @@ prime_size (int size)
     10445899, 13579681, 17653589, 22949669, 29834603, 38784989,
     50420551, 65546729, 85210757, 110774011, 144006217, 187208107,
     243370577, 316381771, 411296309, 534685237, 695090819, 903618083,
-    1174703521, 1527114613, 1985248999, 2580823717UL, 3355070839UL
+    1174703521, 1527114613, 1837299131, 2147483647
   };
-  int i;
-  for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (primes); i++)
+  size_t i;
+
+  for (i = *prime_offset; i < countof (primes); i++)
     if (primes[i] >= size)
-      return primes[i];
-  /* huh? */
-  return size;
+      {
+        /* Set the offset to the next prime.  That is safe because,
+           next time we are called, it will be with a larger SIZE,
+           which means we could never return the same prime anyway.
+           (If that is not the case, the caller can simply reset
+           *prime_offset.)  */
+        *prime_offset = i + 1;
+        return primes[i];
+      }
+
+  abort ();
 }
 
-/* Create a hash table of INITIAL_SIZE with hash function
-   HASH_FUNCTION and test function TEST_FUNCTION.  If you wish to
-   start out with a "small" table which will be regrown as needed,
-   specify 0 as INITIAL_SIZE.  */
+static int cmp_pointer (const void *, const void *);
+
+/* Create a hash table with hash function HASH_FUNCTION and test
+   function TEST_FUNCTION.  The table is empty (its count is 0), but
+   pre-allocated to store at least ITEMS items.
+
+   ITEMS is the number of items that the table can accept without
+   needing to resize.  It is useful when creating a table that is to
+   be immediately filled with a known number of items.  In that case,
+   the regrows are a waste of time, and specifying ITEMS correctly
+   will avoid them altogether.
+
+   Note that hash tables grow dynamically regardless of ITEMS.  The
+   only use of ITEMS is to preallocate the table and avoid unnecessary
+   dynamic regrows.  Don't bother making ITEMS prime because it's not
+   used as size unchanged.  To start with a small table that grows as
+   needed, simply specify zero ITEMS.
+
+   If hash and test callbacks are not specified, identity mapping is
+   assumed, i.e. pointer values are used for key comparison.  (Common
+   Lisp calls such tables EQ hash tables, and Java calls them
+   IdentityHashMaps.)  If your keys require different comparison,
+   specify hash and test functions.  For easy use of C strings as hash
+   keys, you can use the convenience functions make_string_hash_table
+   and make_nocase_string_hash_table.  */
 
 struct hash_table *
-hash_table_new (int initial_size,
-               unsigned long (*hash_function) (const void *),
-               int (*test_function) (const void *, const void *))
+hash_table_new (int items,
+                unsigned long (*hash_function) (const void *),
+                int (*test_function) (const void *, const void *))
 {
-  struct hash_table *ht
-    = (struct hash_table *)xmalloc (sizeof (struct hash_table));
-  ht->hash_function = hash_function;
-  ht->test_function = test_function;
-  ht->size = prime_size (initial_size);
-  ht->fullness = 0;
-  ht->count    = 0;
-  ht->mappings = xmalloc (ht->size * sizeof (struct mapping));
-  memset (ht->mappings, '\0', ht->size * sizeof (struct mapping));
+  int size;
+  struct hash_table *ht = xnew (struct hash_table);
+
+  ht->hash_function = hash_function ? hash_function : hash_pointer;
+  ht->test_function = test_function ? test_function : cmp_pointer;
+
+  /* If the size of struct hash_table ever becomes a concern, this
+     field can go.  (Wget doesn't create many hashes.)  */
+  ht->prime_offset = 0;
+
+  /* Calculate the size that ensures that the table will store at
+     least ITEMS keys without the need to resize.  */
+  size = 1 + items / HASH_MAX_FULLNESS;
+  size = prime_size (size, &ht->prime_offset);
+  ht->size = size;
+  ht->resize_threshold = size * HASH_MAX_FULLNESS;
+  /*assert (ht->resize_threshold >= items);*/
+
+  ht->cells = xnew_array (struct cell, ht->size);
+
+  /* Mark cells as empty.  We use 0xff rather than 0 to mark empty
+     keys because it allows us to use NULL/0 as keys.  */
+  memset (ht->cells, INVALID_PTR_CHAR, size * sizeof (struct cell));
+
+  ht->count = 0;
+
   return ht;
 }
 
@@ -197,223 +308,189 @@ hash_table_new (int initial_size,
 void
 hash_table_destroy (struct hash_table *ht)
 {
-  xfree (ht->mappings);
+  xfree (ht->cells);
   xfree (ht);
 }
 
-/* The heart of almost all functions in this file -- find the mapping
-   whose KEY is equal to key, using a linear probing loop.  Returns
-   the offset of the mapping in ht->mappings.  This should probably be
-   declared inline.  */
+/* The heart of most functions in this file -- find the cell whose
+   KEY is equal to key, using linear probing.  Returns the cell
+   that matches KEY, or the first empty cell if none matches.  */
 
-static int
-find_mapping (struct hash_table *ht, const void *key)
+static inline struct cell *
+find_cell (const struct hash_table *ht, const void *key)
 {
-  struct mapping *mappings = ht->mappings;
+  struct cell *cells = ht->cells;
   int size = ht->size;
-  int location = ht->hash_function (key) % size;
-  while (1)
-    {
-      struct mapping *mp = mappings + location;
-      void *mp_key = mp->key;
-
-      if (EMPTY_ENTRY_P (mp_key))
-       return -1;
-      else if (DELETED_ENTRY_P (mp_key)
-              || !ht->test_function (key, mp_key))
-       {
-         if (++location == size)
-           location = 0;
-       }
-      else
-       return location;
-    }
+  struct cell *c = cells + HASH_POSITION (key, ht->hash_function, size);
+  testfun_t equals = ht->test_function;
+
+  FOREACH_OCCUPIED_ADJACENT (c, cells, size)
+    if (equals (key, c->key))
+      break;
+  return c;
 }
 
 /* Get the value that corresponds to the key KEY in the hash table HT.
    If no value is found, return NULL.  Note that NULL is a legal value
    for value; if you are storing NULLs in your hash table, you can use
-   hash_table_exists to be sure that a (possibly NULL) value exists in
-   the table.  Or, you can use hash_table_get_pair instead of this
+   hash_table_contains to be sure that a (possibly NULL) value exists
+   in the table.  Or, you can use hash_table_get_pair instead of this
    function.  */
 
 void *
-hash_table_get (struct hash_table *ht, const void *key)
+hash_table_get (const struct hash_table *ht, const void *key)
 {
-  int location = find_mapping (ht, key);
-  if (location < 0)
-    return NULL;
+  struct cell *c = find_cell (ht, key);
+  if (CELL_OCCUPIED (c))
+    return c->value;
   else
-    return ht->mappings[location].value;
+    return NULL;
 }
 
 /* Like hash_table_get, but writes out the pointers to both key and
    value.  Returns non-zero on success.  */
 
 int
-hash_table_get_pair (struct hash_table *ht, const void *lookup_key,
-                    void *orig_key, void *value)
+hash_table_get_pair (const struct hash_table *ht, const void *lookup_key,
+                     void *orig_key, void *value)
 {
-  int location = find_mapping (ht, lookup_key);
-  if (location < 0)
-    return 0;
-  else
+  struct cell *c = find_cell (ht, lookup_key);
+  if (CELL_OCCUPIED (c))
     {
-      struct mapping *mp = ht->mappings + location;
       if (orig_key)
-       *(void **)orig_key = mp->key;
+        *(void **)orig_key = c->key;
       if (value)
-       *(void **)value = mp->value;
+        *(void **)value = c->value;
       return 1;
     }
+  else
+    return 0;
 }
 
-/* Return 1 if KEY exists in HT, 0 otherwise. */
+/* Return 1 if HT contains KEY, 0 otherwise. */
 
 int
-hash_table_exists (struct hash_table *ht, const void *key)
+hash_table_contains (const struct hash_table *ht, const void *key)
 {
-  return find_mapping (ht, key) >= 0;
+  struct cell *c = find_cell (ht, key);
+  return CELL_OCCUPIED (c);
 }
 
-#define MAX(i, j) (((i) >= (j)) ? (i) : (j))
-
 /* Grow hash table HT as necessary, and rehash all the key-value
    mappings.  */
 
 static void
 grow_hash_table (struct hash_table *ht)
 {
-  int i;
-  struct mapping *old_mappings = ht->mappings;
-  int old_count = ht->count;   /* for assert() below */
-  int old_size = ht->size;
-
-  /* To minimize the number of regrowth, we'd like to resize the hash
-     table exponentially.  Normally, this would be done by doubling
-     ht->size (and round it to next prime) on each regrow:
-
-         ht->size = prime_size (ht->size * 2);
-
-     But it is possible that the table has large fullness because of
-     the many deleted entries.  If that is the case, we don't want to
-     blindly grow the table; we just want to rehash it.  For that
-     reason, we use ht->count as the relevant parameter.  MAX is used
-     only because we don't want to actually shrink the table.  (But
-     maybe that's wrong.)  */
-
-  int needed_size = prime_size (ht->count * 3);
-  ht->size = MAX (old_size, needed_size);
+  hashfun_t hasher = ht->hash_function;
+  struct cell *old_cells = ht->cells;
+  struct cell *old_end   = ht->cells + ht->size;
+  struct cell *c, *cells;
+  int newsize;
 
+  newsize = prime_size (ht->size * HASH_RESIZE_FACTOR, &ht->prime_offset);
 #if 0
-  printf ("growing from %d to %d\n", old_size, ht->size);
+  printf ("growing from %d to %d; fullness %.2f%% to %.2f%%\n",
+          ht->size, newsize,
+          100.0 * ht->count / ht->size,
+          100.0 * ht->count / newsize);
 #endif
 
-  ht->mappings = xmalloc (ht->size * sizeof (struct mapping));
-  memset (ht->mappings, '\0', ht->size * sizeof (struct mapping));
-
-  /* Need to reset these two; hash_table_put will reinitialize them.  */
-  ht->fullness = 0;
-  ht->count    = 0;
-  for (i = 0; i < old_size; i++)
-    {
-      struct mapping *mp = old_mappings + i;
-      void *mp_key = mp->key;
-
-      if (!EMPTY_ENTRY_P (mp_key)
-         && !DELETED_ENTRY_P (mp_key))
-       hash_table_put (ht, mp_key, mp->value);
-    }
-  assert (ht->count == old_count);
-  xfree (old_mappings);
+  ht->size = newsize;
+  ht->resize_threshold = newsize * HASH_MAX_FULLNESS;
+
+  cells = xnew_array (struct cell, newsize);
+  memset (cells, INVALID_PTR_CHAR, newsize * sizeof (struct cell));
+  ht->cells = cells;
+
+  for (c = old_cells; c < old_end; c++)
+    if (CELL_OCCUPIED (c))
+      {
+        struct cell *new_c;
+        /* We don't need to test for uniqueness of keys because they
+           come from the hash table and are therefore known to be
+           unique.  */
+        new_c = cells + HASH_POSITION (c->key, hasher, newsize);
+        FOREACH_OCCUPIED_ADJACENT (new_c, cells, newsize)
+          ;
+        *new_c = *c;
+      }
+
+  xfree (old_cells);
 }
 
 /* Put VALUE in the hash table HT under the key KEY.  This regrows the
    table if necessary.  */
 
 void
-hash_table_put (struct hash_table *ht, const void *key, void *value)
+hash_table_put (struct hash_table *ht, const void *key, const void *value)
 {
-  /* Cannot use find_mapping here because we're actually looking for
-     an *empty* entry.  */
+  struct cell *c = find_cell (ht, key);
+  if (CELL_OCCUPIED (c))
+    {
+      /* update existing item */
+      c->key   = (void *)key; /* const? */
+      c->value = (void *)value;
+      return;
+    }
 
-  struct mapping *mappings = ht->mappings;
-  int size = ht->size;
-  int location = ht->hash_function (key) % size;
-  while (1)
+  /* If adding the item would make the table exceed max. fullness,
+     grow the table first.  */
+  if (ht->count >= ht->resize_threshold)
     {
-      struct mapping *mp = mappings + location;
-      void *mp_key = mp->key;
-
-      if (EMPTY_ENTRY_P (mp_key))
-       {
-         ++ht->fullness;
-         ++ht->count;
-       just_insert:
-         mp->key = (void *)key; /* const? */
-         mp->value = value;
-         break;
-       }
-      else if (DELETED_ENTRY_P (mp_key)
-              || !ht->test_function (key, mp_key))
-       {
-         if (++location == size)
-           location = 0;
-       }
-      else                     /* equal to key and not deleted */
-       {
-         /* We're replacing an existing entry, so ht->count and
-             ht->fullness remain unchanged.  */
-         goto just_insert;
-       }
+      grow_hash_table (ht);
+      c = find_cell (ht, key);
     }
-  if (ht->fullness * 4 > ht->size * 3)
-    /* When fullness exceeds 75% of size, regrow the table. */
-    grow_hash_table (ht);
+
+  /* add new item */
+  ++ht->count;
+  c->key   = (void *)key;       /* const? */
+  c->value = (void *)value;
 }
 
-/* Remove KEY from HT. */
+/* Remove KEY->value mapping from HT.  Return 0 if there was no such
+   entry; return 1 if an entry was removed.  */
 
 int
 hash_table_remove (struct hash_table *ht, const void *key)
 {
-  int location = find_mapping (ht, key);
-  if (location < 0)
+  struct cell *c = find_cell (ht, key);
+  if (!CELL_OCCUPIED (c))
     return 0;
   else
     {
-      struct mapping *mappings = ht->mappings;
-      struct mapping *mp = mappings + location;
-      /* We don't really remove an entry from the hash table: we just
-        mark it as deleted.  This is because there may be other
-        entries located after this entry whose hash points to a
-        location before this entry.  (Example: keys A, B and C have
-        the same hash.  If you were to really *delete* B from the
-        table, C could no longer be found.) */
-
-      /* Optimization addendum: if the mapping that follows LOCATION
-        is already empty, that is a sure sign that nobody depends on
-        LOCATION being non-empty.  (This is because we're using
-        linear probing.  This would not be the case with double
-        hashing.)  In that case, we may safely delete the mapping.  */
-
-      /* This could be generalized so that the all the non-empty
-        locations following LOCATION are simply shifted leftward.  It
-        would make deletion a bit slower, but it would remove the
-        ugly DELETED_ENTRY_P checks from all the rest of the code,
-        making the whole thing faster.  */
-      int location_after = (location + 1) == ht->size ? 0 : location + 1;
-      struct mapping *mp_after = mappings + location_after;
-
-      if (EMPTY_ENTRY_P (mp_after->key))
-       {
-         mp->key = ENTRY_EMPTY;
-         --ht->fullness;
-       }
-      else
-       mp->key = ENTRY_DELETED;
+      int size = ht->size;
+      struct cell *cells = ht->cells;
+      hashfun_t hasher = ht->hash_function;
 
+      CLEAR_CELL (c);
       --ht->count;
+
+      /* Rehash all the entries following C.  The alternative
+         approach is to mark the entry as deleted, i.e. create a
+         "tombstone".  That speeds up removal, but leaves a lot of
+         garbage and slows down hash_table_get and hash_table_put.  */
+
+      c = NEXT_CELL (c, cells, size);
+      FOREACH_OCCUPIED_ADJACENT (c, cells, size)
+        {
+          const void *key2 = c->key;
+          struct cell *c_new;
+
+          /* Find the new location for the key. */
+          c_new = cells + HASH_POSITION (key2, hasher, size);
+          FOREACH_OCCUPIED_ADJACENT (c_new, cells, size)
+            if (key2 == c_new->key)
+              /* The cell C (key2) is already where we want it (in
+                 C_NEW's "chain" of keys.)  */
+              goto next_rehash;
+
+          *c_new = *c;
+          CLEAR_CELL (c);
+
+        next_rehash:
+          ;
+        }
       return 1;
     }
 }
@@ -425,61 +502,222 @@ hash_table_remove (struct hash_table *ht, const void *key)
 void
 hash_table_clear (struct hash_table *ht)
 {
-  memset (ht->mappings, '\0', ht->size * sizeof (struct mapping));
-  ht->fullness = 0;
-  ht->count    = 0;
+  memset (ht->cells, INVALID_PTR_CHAR, ht->size * sizeof (struct cell));
+  ht->count = 0;
 }
 
-/* Map MAPFUN over all the mappings in hash table HT.  MAPFUN is
-   called with three arguments: the key, the value, and the CLOSURE.
-   Don't add or remove entries from HT while hash_table_map is being
-   called, or strange things may happen.  */
+/* Call FN for each entry in HT.  FN is called with three arguments:
+   the key, the value, and ARG.  When FN returns a non-zero value, the
+   mapping stops.
+
+   It is undefined what happens if you add or remove entries in the
+   hash table while hash_table_for_each is running.  The exception is
+   the entry you're currently mapping over; you may call
+   hash_table_put or hash_table_remove on that entry's key.  That is
+   also the reason why this function cannot be implemented in terms of
+   hash_table_iterate.  */
 
 void
-hash_table_map (struct hash_table *ht,
-               int (*mapfun) (void *, void *, void *),
-               void *closure)
+hash_table_for_each (struct hash_table *ht,
+                     int (*fn) (void *, void *, void *), void *arg)
 {
-  struct mapping *mappings = ht->mappings;
-  int i;
-  for (i = 0; i < ht->size; i++)
-    {
-      struct mapping *mp = mappings + i;
-      void *mp_key = mp->key;
+  struct cell *c = ht->cells;
+  struct cell *end = ht->cells + ht->size;
+
+  for (; c < end; c++)
+    if (CELL_OCCUPIED (c))
+      {
+        void *key;
+      repeat:
+        key = c->key;
+        if (fn (key, c->value, arg))
+          return;
+        /* hash_table_remove might have moved the adjacent cells. */
+        if (c->key != key && CELL_OCCUPIED (c))
+          goto repeat;
+      }
+}
 
-      if (!EMPTY_ENTRY_P (mp_key)
-         && !DELETED_ENTRY_P (mp_key))
-       if (mapfun (mp_key, mp->value, closure))
-         return;
-    }
+/* Initiate iteration over HT.  Entries are obtained with
+   hash_table_iter_next, a typical iteration loop looking like this:
+
+       hash_table_iterator iter;
+       for (hash_table_iterate (ht, &iter); hash_table_iter_next (&iter); )
+         ... do something with iter.key and iter.value ...
+
+   The iterator does not need to be deallocated after use.  The hash
+   table must not be modified while being iterated over.  */
+
+void
+hash_table_iterate (struct hash_table *ht, hash_table_iterator *iter)
+{
+  iter->pos = ht->cells;
+  iter->end = ht->cells + ht->size;
+}
+
+/* Get the next hash table entry.  ITER is an iterator object
+   initialized using hash_table_iterate.  While there are more
+   entries, the key and value pointers are stored to ITER->key and
+   ITER->value respectively and 1 is returned.  When there are no more
+   entries, 0 is returned.
+
+   If the hash table is modified between calls to this function, the
+   result is undefined.  */
+
+int
+hash_table_iter_next (hash_table_iterator *iter)
+{
+  struct cell *c = iter->pos;
+  struct cell *end = iter->end;
+  for (; c < end; c++)
+    if (CELL_OCCUPIED (c))
+      {
+        iter->key = c->key;
+        iter->value = c->value;
+        iter->pos = c + 1;
+        return 1;
+      }
+  return 0;
+}
+
+/* Return the number of elements in the hash table.  This is not the
+   same as the physical size of the hash table, which is always
+   greater than the number of elements.  */
+
+int
+hash_table_count (const struct hash_table *ht)
+{
+  return ht->count;
 }
 \f
-/* Support for hash tables whose keys are strings.  */
+/* Functions from this point onward are meant for convenience and
+   don't strictly belong to this file.  However, this is as good a
+   place for them as any.  */
 
-/* supposedly from the Dragon Book P436. */
-unsigned long
-string_hash (const void *sv)
+/* Guidelines for creating custom hash and test functions:
+
+   - The test function returns non-zero for keys that are considered
+     "equal", zero otherwise.
+
+   - The hash function returns a number that represents the
+     "distinctness" of the object.  In more precise terms, it means
+     that for any two objects that test "equal" under the test
+     function, the hash function MUST produce the same result.
+
+     This does not mean that all different objects must produce
+     different values (that would be "perfect" hashing), only that
+     non-distinct objects must produce the same values!  For instance,
+     a hash function that returns 0 for any given object is a
+     perfectly valid (albeit extremely bad) hash function.  A hash
+     function that hashes a string by adding up all its characters is
+     another example of a valid (but still quite bad) hash function.
+
+     It is not hard to make hash and test functions agree about
+     equality.  For example, if the test function compares strings
+     case-insensitively, the hash function can lower-case the
+     characters when calculating the hash value.  That ensures that
+     two strings differing only in case will hash the same.
+
+   - To prevent performance degradation, choose a hash function with
+     as good "spreading" as possible.  A good hash function will use
+     all the bits of the input when calculating the hash, and will
+     react to even small changes in input with a completely different
+     output.  But don't make the hash function itself overly slow,
+     because you'll be incurring a non-negligible overhead to all hash
+     table operations.  */
+
+/*
+ * Support for hash tables whose keys are strings.
+ *
+ */
+
+/* Base 31 hash function.  Taken from Gnome's glib, modified to use
+   standard C types.
+
+   We used to use the popular hash function from the Dragon Book, but
+   this one seems to perform much better, both by being faster and by
+   generating less collisions.  */
+
+static unsigned long
+hash_string (const void *key)
 {
-  unsigned int h = 0;
-  unsigned const char *x = (unsigned const char *) sv;
+  const char *p = key;
+  unsigned int h = *p;
 
-  while (*x)
-    {
-      unsigned int g;
-      h = (h << 4) + *x++;
-      if ((g = h & 0xf0000000) != 0)
-       h = (h ^ (g >> 24)) ^ g;
-    }
+  if (h)
+    for (p += 1; *p != '\0'; p++)
+      h = (h << 5) - h + *p;
 
   return h;
 }
 
-#if 0
-/* If I ever need it: hashing of integers. */
+/* Frontend for strcmp usable for hash tables. */
 
-unsigned int
-inthash (unsigned int key)
+static int
+cmp_string (const void *s1, const void *s2)
 {
+  return !strcmp ((const char *)s1, (const char *)s2);
+}
+
+/* Return a hash table of preallocated to store at least ITEMS items
+   suitable to use strings as keys.  */
+
+struct hash_table *
+make_string_hash_table (int items)
+{
+  return hash_table_new (items, hash_string, cmp_string);
+}
+
+/*
+ * Support for hash tables whose keys are strings, but which are
+ * compared case-insensitively.
+ *
+ */
+
+/* Like hash_string, but produce the same hash regardless of the case. */
+
+static unsigned long
+hash_string_nocase (const void *key)
+{
+  const char *p = key;
+  unsigned int h = c_tolower (*p);
+
+  if (h)
+    for (p += 1; *p != '\0'; p++)
+      h = (h << 5) - h + c_tolower (*p);
+
+  return h;
+}
+
+/* Like string_cmp, but doing case-insensitive compareison. */
+
+static int
+string_cmp_nocase (const void *s1, const void *s2)
+{
+  return !strcasecmp ((const char *)s1, (const char *)s2);
+}
+
+/* Like make_string_hash_table, but uses string_hash_nocase and
+   string_cmp_nocase.  */
+
+struct hash_table *
+make_nocase_string_hash_table (int items)
+{
+  return hash_table_new (items, hash_string_nocase, string_cmp_nocase);
+}
+
+/* Hashing of numeric values, such as pointers and integers.
+
+   This implementation is the Robert Jenkins' 32 bit Mix Function,
+   with a simple adaptation for 64-bit values.  According to Jenkins
+   it should offer excellent spreading of values.  Unlike the popular
+   Knuth's multiplication hash, this function doesn't need to know the
+   hash table size to work.  */
+
+unsigned long
+hash_pointer (const void *ptr)
+{
+  uintptr_t key = (uintptr_t) ptr;
   key += (key << 12);
   key ^= (key >> 22);
   key += (key << 4);
@@ -488,45 +726,40 @@ inthash (unsigned int key)
   key ^= (key >> 2);
   key += (key << 7);
   key ^= (key >> 12);
-  return key;
-}
+#if SIZEOF_VOID_P > 4
+  key += (key << 44);
+  key ^= (key >> 54);
+  key += (key << 36);
+  key ^= (key >> 41);
+  key += (key << 42);
+  key ^= (key >> 34);
+  key += (key << 39);
+  key ^= (key >> 44);
 #endif
-
-int
-string_cmp (const void *s1, const void *s2)
-{
-  return !strcmp ((const char *)s1, (const char *)s2);
+  return (unsigned long) key;
 }
 
-/* Return a hash table of initial size INITIAL_SIZE suitable to use
-   strings as keys.  */
-
-struct hash_table *
-make_string_hash_table (int initial_size)
+static int
+cmp_pointer (const void *ptr1, const void *ptr2)
 {
-  return hash_table_new (initial_size, string_hash, string_cmp);
+  return ptr1 == ptr2;
 }
-
 \f
-#ifdef STANDALONE
+#ifdef TEST
 
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 
-int
-print_hash_table_mapper (void *key, void *value, void *count)
-{
-  ++*(int *)count;
-  printf ("%s: %s\n", (const char *)key, (char *)value);
-  return 0;
-}
-
 void
 print_hash (struct hash_table *sht)
 {
-  int debug_count = 0;
-  hash_table_map (sht, print_hash_table_mapper, &debug_count);
-  assert (debug_count == sht->count);
+  hash_table_iterator iter;
+  int count = 0;
+
+  for (hash_table_iterate (sht, &iter); hash_table_iter_next (&iter);
+       ++count)
+    printf ("%s: %s\n", iter.key, iter.value);
+  assert (count == sht->count);
 }
 
 int
@@ -538,28 +771,28 @@ main (void)
     {
       int len = strlen (line);
       if (len <= 1)
-       continue;
+        continue;
       line[--len] = '\0';
-      if (!hash_table_exists (ht, line))
-       hash_table_put (ht, strdup (line), "here I am!");
+      if (!hash_table_contains (ht, line))
+        hash_table_put (ht, strdup (line), "here I am!");
 #if 1
-      if (len % 3)
-       {
-         char *line_copy;
-         if (hash_table_get_pair (ht, line, &line_copy, NULL))
-           {
-             hash_table_remove (ht, line);
-             xfree (line_copy);
-           }
-       }
+      if (len % 5 == 0)
+        {
+          char *line_copy;
+          if (hash_table_get_pair (ht, line, &line_copy, NULL))
+            {
+              hash_table_remove (ht, line);
+              xfree (line_copy);
+            }
+        }
 #endif
     }
 #if 0
   print_hash (ht);
 #endif
 #if 1
-  printf ("%d %d %d\n", ht->count, ht->fullness, ht->size);
+  printf ("%d %d\n", ht->count, ht->size);
 #endif
   return 0;
 }
-#endif
+#endif /* TEST */