[project @ 1996-01-08 20:28:12 by partain]
[ghc-hetmet.git] / ghc / runtime / gum / Hash.lc
diff --git a/ghc/runtime/gum/Hash.lc b/ghc/runtime/gum/Hash.lc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d4319e1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,369 @@
+%
+% (c) The AQUA Project, Glasgow University, 1995
+%
+%************************************************************************
+%*                                                                      *
+\section[Hash.lc]{Dynamic Hash Tables}
+%*                                                                     *
+%************************************************************************
+
+Dynamically expanding linear hash tables, as described in
+Per-\AAke Larson, ``Dynamic Hash Tables,'' CACM 31(4), April 1988,
+pp. 446 -- 457.
+
+\begin{code}
+#ifdef PAR /* whole file */
+
+#include "rtsdefs.h"
+
+#define HSEGSIZE    1024    /* Size of a single hash table segment */
+                           /* Also the minimum size of a hash table */
+#define HDIRSIZE    1024    /* Size of the segment directory */
+                           /* Maximum hash table size is HSEGSIZE * HDIRSIZE */
+#define HLOAD      5       /* Maximum average load of a single hash bucket */
+
+#define HCHUNK     (1024 * sizeof(W_) / sizeof(HashList))
+                           /* Number of HashList cells to allocate in one go */
+
+\end{code}
+
+Fill in the ADTs.
+
+\begin{code}
+
+/* Linked list of (key, data) pairs for separate chaining */
+struct hashlist {
+    StgWord key;
+    void *data;
+    struct hashlist *next;  /* Next cell in bucket chain (same hash value) */
+};
+
+struct hashtable {
+    int split;             /* Next bucket to split when expanding */
+    int max;               /* Max bucket of smaller table */
+    int mask1;             /* Mask for doing the mod of h_1 (smaller table) */
+    int mask2;             /* Mask for doing the mod of h_2 (larger table) */
+    int kcount;                    /* Number of keys */
+    int bcount;                    /* Number of buckets */
+    HashList **dir[HDIRSIZE];  /* Directory of segments */
+};
+
+\end{code}
+
+Hash first using the smaller table.  If the bucket is less than the
+next bucket to be split, re-hash using the larger table.
+
+\begin{code}
+
+static int
+hash(table, key)
+HashTable *table;
+StgWord key;
+{
+    int bucket;
+
+    /* Strip the boring zero bits */
+    key /= sizeof(StgWord);
+
+    /* Mod the size of the hash table (a power of 2) */
+    bucket = key & table->mask1;
+
+    if (bucket < table->split) {
+       /* Mod the size of the expanded hash table (also a power of 2) */
+       bucket = key & table->mask2;
+    }
+    return bucket;
+}
+
+\end{code}
+
+Allocate a new segment of the dynamically growing hash table.
+
+\begin{code}
+
+static void
+allocSegment(table, segment)
+HashTable *table;
+int segment;
+{
+    if ((table->dir[segment] = (HashList **) malloc(HSEGSIZE * sizeof(HashList *))) == NULL) {
+       fflush(stdout);
+       fprintf(stderr, "VM exhausted\n");
+       EXIT(EXIT_FAILURE);
+    }
+}
+
+\end{code}
+
+Expand the larger hash table by one bucket, and split one bucket
+from the smaller table into two parts.  Only the bucket referenced
+by @table->split@ is affected by the expansion.
+
+\begin{code}
+
+static void
+expand(table)
+HashTable *table;
+{
+    int oldsegment;
+    int oldindex;
+    int newbucket;
+    int newsegment;
+    int newindex;
+    HashList *hl;
+    HashList *next;
+    HashList *old, *new;
+
+    if (table->split + table->max >= HDIRSIZE * HSEGSIZE)
+       /* Wow!  That's big.  Too big, so don't expand. */
+       return;
+
+    /* Calculate indices of bucket to split */
+    oldsegment = table->split / HSEGSIZE;
+    oldindex = table->split % HSEGSIZE;
+
+    newbucket = table->max + table->split;
+
+    /* And the indices of the new bucket */
+    newsegment = newbucket / HSEGSIZE;
+    newindex = newbucket % HSEGSIZE;
+
+    if (newindex == 0)
+       allocSegment(table, newsegment);
+
+    if (++table->split == table->max) {
+       table->split = 0;
+       table->max *= 2;
+       table->mask1 = table->mask2;
+       table->mask2 = table->mask2 << 1 | 1;
+    }
+    table->bcount++;
+
+    /* Split the bucket, paying no attention to the original order */
+
+    old = new = NULL;
+    for (hl = table->dir[oldsegment][oldindex]; hl != NULL; hl = next) {
+       next = hl->next;
+       if (hash(table, hl->key) == newbucket) {
+           hl->next = new;
+           new = hl;
+       } else {
+           hl->next = old;
+           old = hl;
+       }
+    }
+    table->dir[oldsegment][oldindex] = old;
+    table->dir[newsegment][newindex] = new;
+
+    return;
+}
+
+\end{code}
+
+\begin{code}
+
+void *
+lookupHashTable(table, key)
+HashTable *table;
+StgWord key;
+{
+    int bucket;
+    int segment;
+    int index;
+    HashList *hl;
+
+    bucket = hash(table, key);
+    segment = bucket / HSEGSIZE;
+    index = bucket % HSEGSIZE;
+
+    for (hl = table->dir[segment][index]; hl != NULL; hl = hl->next)
+       if (hl->key == key)
+           return hl->data;
+
+    /* It's not there */
+    return NULL;
+}
+
+\end{code}
+
+We allocate the hashlist cells in large chunks to cut down on malloc
+overhead.  Although we keep a free list of hashlist cells, we make
+no effort to actually return the space to the malloc arena.
+
+\begin{code}
+
+static HashList *freeList = NULL;
+
+static HashList *
+allocHashList(STG_NO_ARGS)
+{
+    HashList *hl, *p;
+
+    if ((hl = freeList) != NULL) {
+       freeList = hl->next;
+    } else if ((hl = (HashList *) malloc(HCHUNK * sizeof(HashList))) != NULL) {
+       freeList = hl + 1;
+       for (p = freeList; p < hl + HCHUNK - 1; p++)
+           p->next = p + 1;
+       p->next = NULL;
+    } else {
+       fflush(stdout);
+       fprintf(stderr, "VM exhausted\n");
+       EXIT(EXIT_FAILURE);
+    }
+    return hl;
+}
+
+static void
+freeHashList(hl)
+HashList *hl;
+{
+    hl->next = freeList;
+    freeList = hl;
+}
+
+\end{code}
+
+\begin{code}
+
+void
+insertHashTable(table, key, data)
+HashTable *table;
+StgWord key;
+void *data;
+{
+    int bucket;
+    int segment;
+    int index;
+    HashList *hl;
+
+#if 0
+    /* We want no duplicates */
+    ASSERT(lookupHashTable(table, key) == NULL);
+#endif
+    
+    /* When the average load gets too high, we expand the table */
+    if (++table->kcount >= HLOAD * table->bcount)
+       expand(table);
+
+    bucket = hash(table, key);
+    segment = bucket / HSEGSIZE;
+    index = bucket % HSEGSIZE;
+
+    hl = allocHashList();
+
+    hl->key = key;
+    hl->data = data;
+    hl->next = table->dir[segment][index];
+    table->dir[segment][index] = hl;
+
+}
+
+\end{code}
+
+\begin{code}
+
+void *
+removeHashTable(table, key, data)
+HashTable *table;
+StgWord key;
+void *data;
+{
+    int bucket;
+    int segment;
+    int index;
+    HashList *hl;
+    HashList *prev = NULL;
+
+    bucket = hash(table, key);
+    segment = bucket / HSEGSIZE;
+    index = bucket % HSEGSIZE;
+
+    for (hl = table->dir[segment][index]; hl != NULL; hl = hl->next) {
+       if (hl->key == key && (data == NULL || hl->data == data)) {
+           if (prev == NULL)
+               table->dir[segment][index] = hl->next;
+           else
+               prev->next = hl->next;
+           table->kcount--;
+           return hl->data;
+       }
+       prev = hl;
+    }
+
+    /* It's not there */
+    ASSERT(data == NULL);
+    return NULL;
+}
+
+\end{code}
+
+When we free a hash table, we are also good enough to free the
+data part of each (key, data) pair, as long as our caller can tell
+us how to do it.
+
+\begin{code}
+void
+freeHashTable(table, freeDataFun)
+HashTable *table;
+void (*freeDataFun) PROTO((void *));
+{
+    long segment;
+    long index;
+    HashList *hl;
+    HashList *next;
+
+    /* The last bucket with something in it is table->max + table->split - 1 */
+    segment = (table->max + table->split - 1) / HSEGSIZE;
+    index = (table->max + table->split - 1) % HSEGSIZE;
+
+    while (segment >= 0) {
+       while (index >= 0) {
+           for (hl = table->dir[segment][index]; hl != NULL; hl = next) {
+               next = hl->next;
+               if (freeDataFun != NULL)
+                   (*freeDataFun)(hl->data);
+               freeHashList(hl);
+           }
+           index--;
+       }
+       free(table->dir[segment]);
+       segment--;
+       index = HSEGSIZE - 1;
+    }
+    free(table);
+}
+\end{code}
+
+When we initialize a hash table, we set up the first segment as well,
+initializing all of the first segment's hash buckets to NULL.
+
+\begin{code}
+
+HashTable *
+allocHashTable(STG_NO_ARGS)
+{
+    HashTable *table;
+    HashList **hb;
+
+    if ((table = (HashTable *) malloc(sizeof(HashTable))) == NULL) {
+       fflush(stdout);
+       fprintf(stderr, "VM exhausted\n");
+       EXIT(EXIT_FAILURE);
+    }
+    allocSegment(table, 0);
+    for (hb = table->dir[0]; hb < table->dir[0] + HSEGSIZE; hb++)
+       *hb = NULL;
+    table->split = 0;
+    table->max = HSEGSIZE;
+    table->mask1 = HSEGSIZE - 1;
+    table->mask2 = 2 * HSEGSIZE - 1;
+    table->kcount = 0;
+    table->bcount = HSEGSIZE;
+
+    return table;
+}
+
+#endif /* PAR -- whole file */
+\end{code}