libcitadel/lib/hash.c

   1 #include <stdint.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <string.h>
   4 //dbg
   5 #include <stdio.h>
   6 #include "libcitadel.h"
   7 #include "lookup3.h"
   8
   9 typedef struct Payload Payload;
  10
  11 struct Payload {
  12         /**
  13          * \brief Hash Payload storage Structure; filled in linear.
  14          */
  15         void *Data; /**< the Data belonging to this storage */
  16         DeleteHashDataFunc Destructor; /**< if we want to destroy Data, do it with this function. */
  17 };
  18
  19 struct HashKey {
  20         /**
  21          * \brief Hash key element; sorted by Keye
  22          */
  23         long Key;         /**< Numeric Hashkey comperator for hash sorting */
  24         long Position;    /**< Pointer to a Payload struct in the Payload Aray */
  25         char *HashKey;    /**< the Plaintext Hashkey */
  26         long HKLen;       /**< length of the Plaintext Hashkey */
  27         Payload *PL;      /**< pointer to our payload for sorting */
  28 };
  29
  30 struct HashList {
  31         /**
  32          * \brief Hash structure; holds arrays of Hashkey and Payload.
  33          */
  34         Payload **Members;     /**< Our Payload members. This fills up linear */
  35         HashKey **LookupTable; /**< Hash Lookup table. Elements point to members, and are sorted by their hashvalue */
  36         char **MyKeys;         /**< this keeps the members for a call of GetHashKeys */
  37         long nMembersUsed;     /**< how many pointers inside of the array are used? */
  38         long MemberSize;       /**< how big is Members and LookupTable? */
  39         long tainted;          /**< if 0, we're hashed, else s.b. else sorted us in his own way. */
  40 };
  41
  42 struct HashPos {
  43         /**
  44          * \brief Anonymous Hash Iterator Object. used for traversing the whole array from outside
  45          */
  46         long Position;
  47 };
  48
  49 /**
  50  * \brief verify the contents of a hash list; here for debugging purposes.
  51  * \param Hash your Hashlist structure
  52  * \param First Functionpointer to allow you to print your payload
  53  * \param Second Functionpointer to allow you to print your payload
  54  * \returns 0
  55  */
  56 int PrintHash(HashList *Hash, PrintHashContent First, PrintHashContent Second)
  57 {
  58         const char *foo;
  59         const char *bar;
  60         const char *bla = "";
  61         long key;
  62         long i;
  63         if (Hash->MyKeys != NULL)
  64                 free (Hash->MyKeys);
  65
  66         Hash->MyKeys = (char**) malloc(sizeof(char*) * Hash->nMembersUsed);
  67 #ifdef DEBUG
  68         printf("----------------------------------\n");
  69 #endif
  70         for (i=0; i < Hash->nMembersUsed; i++) {
  71
  72                 if (Hash->LookupTable[i] == NULL)
  73                 {
  74                         foo = "";
  75                         bar = "";
  76                         key = 0;
  77                 }
  78                 else
  79                 {
  80                         key = Hash->LookupTable[i]->Key;
  81                         foo = Hash->LookupTable[i]->HashKey;
  82                         if (First != NULL)
  83                                 bar = First(Hash->Members[Hash->LookupTable[i]->Position]->Data);
  84                         if (Second != NULL)
  85                                 bla = Second(Hash->Members[Hash->LookupTable[i]->Position]->Data);
  86                 }
  87 #ifdef DEBUG
  88                 printf (" ---- Hashkey[%ld][%ld]: '%s' Value: '%s' ; %s\n", i, key, foo, bar, bla);
  89 #endif
  90         }
  91 #ifdef DEBUG
  92         printf("----------------------------------\n");
  93 #endif
  94         return 0;
  95 }
  96
  97
  98 /**
  99  * \brief instanciate a new hashlist
 100  * \returns the newly allocated list.
 101  */
 102 HashList *NewHash(void)
 103 {
 104         HashList *NewList;
 105         NewList = malloc (sizeof(HashList));
 106         memset(NewList, 0, sizeof(HashList));
 107
 108         NewList->Members = malloc(sizeof(Payload*) * 100);
 109         memset(NewList->Members, 0, sizeof(Payload*) * 100);
 110
 111         NewList->LookupTable = malloc(sizeof(HashKey*) * 100);
 112         memset(NewList->LookupTable, 0, sizeof(HashKey*) * 100);
 113
 114         NewList->MemberSize = 100;
 115         NewList->tainted = 0;
 116
 117         return NewList;
 118 }
 119
 120 /**
 121  * \brief private destructor for one hash element.
 122  * \param Data an element to free using the user provided destructor, or just plain free
 123  */
 124 static void DeleteHashPayload (Payload *Data)
 125 {
 126         /** do we have a destructor for our payload? */
 127         if (Data->Destructor)
 128                 Data->Destructor(Data->Data);
 129         else
 130                 free(Data->Data);
 131 }
 132
 133 /**
 134  * \brief destroy a hashlist and all of its members
 135  * \param Hash Hash to destroy. Is NULL'ed so you are shure its done.
 136  */
 137 void DeleteHash(HashList **Hash)
 138 {
 139         int i;
 140         HashList *FreeMe;
 141
 142         FreeMe = *Hash;
 143         if (FreeMe == NULL)
 144                 return;
 145         for (i=0; i < FreeMe->nMembersUsed; i++)
 146         {
 147                 /** get rid of our payload */
 148                 if (FreeMe->Members[i] != NULL)
 149                 {
 150                         DeleteHashPayload(FreeMe->Members[i]);
 151                         free(FreeMe->Members[i]);
 152                 }
 153                 /** delete our hashing data */
 154                 if (FreeMe->LookupTable[i] != NULL)
 155                 {
 156                         free(FreeMe->LookupTable[i]->HashKey);
 157                         free(FreeMe->LookupTable[i]);
 158                 }
 159         }
 160         /** now, free our arrays... */
 161         free(FreeMe->LookupTable);
 162         free(FreeMe->Members);
 163         /** did s.b. want an array of our keys? free them. */
 164         if (FreeMe->MyKeys != NULL)
 165                 free(FreeMe->MyKeys);
 166         /** buye bye cruel world. */
 167         free (FreeMe);
 168         *Hash = NULL;
 169 }
 170
 171
 172 /**
 173  * \brief private function to add a new item to / replace an existing in -  the hashlist
 174  * if the hash list is full, its re-alloced with double size.
 175  * \parame Hash our hashlist to manipulate
 176  * \param HashPos where should we insert / replace?
 177  * \param HashKeyStr the Hash-String
 178  * \param HKLen length of HashKeyStr
 179  * \param Data your Payload to add
 180  * \param Destructor Functionpointer to free Data. if NULL, default free() is used.
 181  */
 182 static void InsertHashItem(HashList *Hash,
 183                            long HashPos,
 184                            long HashBinKey,
 185                            char *HashKeyStr,
 186                            long HKLen,
 187                            void *Data,
 188                            DeleteHashDataFunc Destructor)
 189 {
 190         Payload *NewPayloadItem;
 191         HashKey *NewHashKey;
 192
 193         if (Hash->nMembersUsed >= Hash->MemberSize)
 194         {
 195                 /* Ok, Our space is used up. Double the available space. */
 196                 Payload **NewPayloadArea;
 197                 HashKey **NewTable;
 198
 199                 /** double our payload area */
 200                 NewPayloadArea = (Payload**) malloc(sizeof(Payload*) * Hash->MemberSize * 2);
 201                 memset(&NewPayloadArea[Hash->MemberSize], 0, sizeof(Payload*) * Hash->MemberSize);
 202                 memcpy(NewPayloadArea, Hash->Members, sizeof(Payload*) * Hash->MemberSize);
 203                 free(Hash->Members);
 204                 Hash->Members = NewPayloadArea;
 205
 206                 /** double our hashtable area */
 207                 NewTable = malloc(sizeof(HashKey*) * Hash->MemberSize * 2);
 208                 memset(&NewTable[Hash->MemberSize], 0, sizeof(HashKey*) * Hash->MemberSize);
 209                 memcpy(NewTable, Hash->LookupTable, sizeof(HashKey*) * Hash->MemberSize);
 210                 free(Hash->LookupTable);
 211                 Hash->LookupTable = NewTable;
 212
 213                 Hash->MemberSize *= 2;
 214         }
 215         /** Arrange the payload */
 216         NewPayloadItem = (Payload*) malloc (sizeof(Payload));
 217         NewPayloadItem->Data = Data;
 218         NewPayloadItem->Destructor = Destructor;
 219         /** Arrange the hashkey */
 220         NewHashKey = (HashKey*) malloc (sizeof(HashKey));
 221         NewHashKey->HashKey = (char *) malloc (HKLen + 1);
 222         NewHashKey->HKLen = HKLen;
 223         memcpy (NewHashKey->HashKey, HashKeyStr, HKLen + 1);
 224         NewHashKey->Key = HashBinKey;
 225         NewHashKey->PL = NewPayloadItem;
 226         /** our payload is queued at the end... */
 227         NewHashKey->Position = Hash->nMembersUsed;
 228         /** but if we should be sorted into a specific place... */
 229         if ((Hash->nMembersUsed != 0) &&
 230             (HashPos != Hash->nMembersUsed) ) {
 231                 long InsertAt;
 232                 long ItemsAfter;
 233
 234                 ItemsAfter = Hash->nMembersUsed - HashPos;
 235                 InsertAt = HashPos;
 236                 /** make space were we can fill us in */
 237                 if (ItemsAfter > 0)
 238                 {
 239                         memmove(&Hash->LookupTable[InsertAt + 1],
 240                                 &Hash->LookupTable[InsertAt],
 241                                 ItemsAfter * sizeof(HashKey*));
 242                 }
 243         }
 244
 245         Hash->Members[Hash->nMembersUsed] = NewPayloadItem;
 246         Hash->LookupTable[HashPos] = NewHashKey;
 247         Hash->nMembersUsed++;
 248 }
 249
 250 /**
 251  * \brief if the user has tainted the hash, but wants to insert / search items by their key
 252  *  we need to search linear through the array. You have been warned that this will take more time!
 253  * \param Hash Our Hash to manipulate
 254  * \param HashBinKey the Hash-Number to lookup.
 255  * \returns the position (most closely) matching HashBinKey (-> Caller needs to compare! )
 256  */
 257 static long FindInTaintedHash(HashList *Hash, long HashBinKey)
 258 {
 259         long SearchPos;
 260
 261         for (SearchPos = 0; SearchPos < Hash->nMembersUsed; SearchPos ++) {
 262                 if (Hash->LookupTable[SearchPos]->Key == HashBinKey){
 263                         return SearchPos;
 264                 }
 265         }
 266         return SearchPos;
 267 }
 268
 269 /**
 270  * \brief Private function to lookup the Item / the closest position to put it in
 271  * \param Hash Our Hash to manipulate
 272  * \param HashBinKey the Hash-Number to lookup.
 273  * \returns the position (most closely) matching HashBinKey (-> Caller needs to compare! )
 274  */
 275 static long FindInHash(HashList *Hash, long HashBinKey)
 276 {
 277         long SearchPos;
 278         long StepWidth;
 279
 280         if (Hash->tainted)
 281                 return FindInTaintedHash(Hash, HashBinKey);
 282
 283         SearchPos = Hash->nMembersUsed / 2;
 284         StepWidth = SearchPos / 2;
 285         while ((SearchPos > 0) &&
 286                (SearchPos < Hash->nMembersUsed))
 287         {
 288                 /** Did we find it? */
 289                 if (Hash->LookupTable[SearchPos]->Key == HashBinKey){
 290                         return SearchPos;
 291                 }
 292                 /** are we Aproximating in big steps? */
 293                 if (StepWidth > 1){
 294                         if (Hash->LookupTable[SearchPos]->Key > HashBinKey)
 295                                 SearchPos -= StepWidth;
 296                         else
 297                                 SearchPos += StepWidth;
 298                         StepWidth /= 2;
 299                 }
 300                 else { /** We are right next to our target, within 4 positions */
 301                         if (Hash->LookupTable[SearchPos]->Key > HashBinKey) {
 302                                 if ((SearchPos > 0) &&
 303                                     (Hash->LookupTable[SearchPos - 1]->Key < HashBinKey))
 304                                         return SearchPos;
 305                                 SearchPos --;
 306                         }
 307                         else {
 308                                 if ((SearchPos + 1 < Hash->nMembersUsed) &&
 309                                     (Hash->LookupTable[SearchPos + 1]->Key > HashBinKey))
 310                                         return SearchPos;
 311                                 SearchPos ++;
 312                         }
 313                         StepWidth--;
 314                 }
 315         }
 316         return SearchPos;
 317 }
 318
 319 /**
 320  * \brief private abstract wrapper around the hashing algorithm
 321  * \param HKey the hash string
 322  * \param HKLen length of HKey
 323  * \returns the calculated hash value
 324  */
 325 inline static long CalcHashKey (char *HKey, long HKLen)
 326 {
 327         return hashlittle(HKey, HKLen, 9283457);
 328 }
 329
 330
 331 /**
 332  * \brief Add a new / Replace an existing item in the Hash
 333  * \param HashList the list to manipulate
 334  * \param HKey the hash-string to store Data under
 335  * \param HKeyLen Length of HKey
 336  * \param Data the payload you want to associate with HKey
 337  * \param DeleteIt if not free() should be used to delete Data set to NULL, else DeleteIt is used.
 338  */
 339 void Put(HashList *Hash, char *HKey, long HKLen, void *Data, DeleteHashDataFunc DeleteIt)
 340 {
 341         long HashBinKey;
 342         long HashAt;
 343
 344         /** first, find out were we could fit in... */
 345         HashBinKey = CalcHashKey(HKey, HKLen);
 346         HashAt = FindInHash(Hash, HashBinKey);
 347
 348         /** oh, we're brand new... */
 349         if (Hash->LookupTable[HashAt] == NULL){
 350                 InsertHashItem(Hash, HashAt, HashBinKey, HKey, HKLen, Data, DeleteIt);
 351         }/** Insert After? */
 352         else if (Hash->LookupTable[HashAt]->Key > HashBinKey) {
 353                 InsertHashItem(Hash, HashAt, HashBinKey, HKey, HKLen, Data, DeleteIt);
 354         }/** Insert before? */
 355         else if (Hash->LookupTable[HashAt]->Key < HashBinKey) {
 356                 InsertHashItem(Hash, HashAt + 1, HashBinKey, HKey, HKLen, Data, DeleteIt);
 357         }
 358         else { /** Ok, we have a colision. replace it. */
 359                 long PayloadPos;
 360
 361                 PayloadPos = Hash->LookupTable[HashAt]->Position;
 362                 DeleteHashPayload(Hash->Members[PayloadPos]);
 363                 Hash->Members[PayloadPos]->Data = Data;
 364                 Hash->Members[PayloadPos]->Destructor = DeleteIt;
 365         }
 366 }
 367
 368 /**
 369  * \brief Lookup the Data associated with HKey
 370  * \param Hash the Hashlist to search in
 371  * \param HKey the hashkey to look up
 372  * \param HKLen length of HKey
 373  * \param Data returns the Data associated with HKey
 374  * \returns 0 if not found, 1 if.
 375  */
 376 int GetHash(HashList *Hash, const char *HKey, long HKLen, void **Data)
 377 {
 378         long HashBinKey;
 379         long HashAt;
 380
 381         /** first, find out were we could be... */
 382         HashBinKey = CalcHashKey((char*)HKey, HKLen);
 383         HashAt = FindInHash(Hash, HashBinKey);
 384         if ((HashAt < 0) || /**< Not found at the lower edge? */
 385             (HashAt >= Hash->nMembersUsed) || /**< Not found at the upper edge? */
 386             (Hash->LookupTable[HashAt]->Key != HashBinKey)) { /**< somewhere inbetween but no match? */
 387                 *Data = NULL;
 388                 return 0;
 389         }
 390         else { /** GOTCHA! */
 391                 long MemberPosition;
 392
 393                 MemberPosition = Hash->LookupTable[HashAt]->Position;
 394                 *Data = Hash->Members[MemberPosition]->Data;
 395                 return 1;
 396         }
 397 }
 398
 399 /* TODO? */
 400 int GetKey(HashList *Hash, char *HKey, long HKLen, void **Payload)
 401 {
 402         return 0;
 403 }
 404
 405 /**
 406  * \brief get the Keys present in this hash, simila to array_keys() in PHP
 407  *  Attention: List remains to Hash! don't modify or free it!
 408  * \param Hash Your Hashlist to extract the keys from
 409  * \param List returns the list of hashkeys stored in Hash
 410  */
 411 int GetHashKeys(HashList *Hash, char ***List)
 412 {
 413         long i;
 414         if (Hash->MyKeys != NULL)
 415                 free (Hash->MyKeys);
 416
 417         Hash->MyKeys = (char**) malloc(sizeof(char*) * Hash->nMembersUsed);
 418         for (i=0; i < Hash->nMembersUsed; i++) {
 419
 420                 Hash->MyKeys[i] = Hash->LookupTable[i]->HashKey;
 421         }
 422         *List = (char**)Hash->MyKeys;
 423         return Hash->nMembersUsed;
 424 }
 425
 426 /**
 427  * \brief creates a hash-linear iterator object
 428  * \returns the hash iterator
 429  */
 430 HashPos *GetNewHashPos(void)
 431 {
 432         HashPos *Ret;
 433
 434         Ret = (HashPos*)malloc(sizeof(HashPos));
 435         Ret->Position = 0;
 436         return Ret;
 437 }
 438
 439 /**
 440  * \brief frees a linear hash iterator
 441  */
 442 void DeleteHashPos(HashPos **DelMe)
 443 {
 444         free(*DelMe);
 445         *DelMe = NULL;
 446 }
 447
 448
 449 /**
 450  * \brief Get the data located where HashPos Iterator points at, and Move HashPos one forward
 451  * \param Hash your Hashlist to follow
 452  * \param HKLen returns Length of Hashkey Returned
 453  * \param HashKey returns the Hashkey corrosponding to HashPos
 454  * \param Data returns the Data found at HashPos
 455  * \returns whether the item was found or not.
 456  */
 457 int GetNextHashPos(HashList *Hash, HashPos *At, long *HKLen, char **HashKey, void **Data)
 458 {
 459         long PayloadPos;
 460
 461         if (Hash->nMembersUsed <= At->Position)
 462                 return 0;
 463         *HKLen = Hash->LookupTable[At->Position]->HKLen;
 464         *HashKey = Hash->LookupTable[At->Position]->HashKey;
 465         PayloadPos = Hash->LookupTable[At->Position]->Position;
 466         *Data = Hash->Members[PayloadPos]->Data;
 467         At->Position++;
 468         return 1;
 469 }
 470
 471 /**
 472  * \brief sorting function for sorting the Hash alphabeticaly by their strings
 473  * \param Key1 first item
 474  * \param Key2 second item
 475  */
 476 static int SortByKeys(const void *Key1, const void* Key2)
 477 {
 478         HashKey *HKey1, *HKey2;
 479         HKey1 = *(HashKey**) Key1;
 480         HKey2 = *(HashKey**) Key2;
 481
 482         return strcasecmp(HKey1->HashKey, HKey2->HashKey);
 483 }
 484
 485 /**
 486  * \brief sorting function to regain hash-sequence and revert tainted status
 487  * \param Key1 first item
 488  * \param Key2 second item
 489  */
 490 static int SortByHashKeys(const void *Key1, const void* Key2)
 491 {
 492         HashKey *HKey1, *HKey2;
 493         HKey1 = *(HashKey**) Key1;
 494         HKey2 = *(HashKey**) Key2;
 495
 496         return HKey1->Key > HKey2->Key;
 497 }
 498
 499
 500 /**
 501  * \brief sort the hash alphabeticaly by their keys.
 502  * Caution: This taints the hashlist, so accessing it later
 503  * will be significantly slower! You can un-taint it by SortByHashKeyStr
 504  * \param Hash the list to sort
 505  */
 506 void SortByHashKey(HashList *Hash)
 507 {
 508         if (Hash->nMembersUsed < 2)
 509                 return;
 510         qsort(Hash->LookupTable, Hash->nMembersUsed, sizeof(HashKey*), SortByKeys);
 511         Hash->tainted = 1;
 512 }
 513
 514 /**
 515  * \brief sort the hash by their keys (so it regains untainted state).
 516  * this will result in the sequence the hashing allgorithm produces it by default.
 517  * \param Hash the list to sort
 518  */
 519 void SortByHashKeyStr(HashList *Hash)
 520 {
 521         Hash->tainted = 0;
 522         if (Hash->nMembersUsed < 2)
 523                 return;
 524         qsort(Hash->LookupTable, Hash->nMembersUsed, sizeof(HashKey*), SortByHashKeys);
 525 }
 526
 527
 528 /**
 529  * \brief gives user sort routines access to the hash payload
 530  * \param Searchentry to retrieve Data to
 531  * \returns Data belonging to HashVoid
 532  */
 533 const void *GetSearchPayload(const void *HashVoid)
 534 {
 535         return (*(HashKey**)HashVoid)->PL->Data;
 536 }
 537
 538 /**
 539  * \brief sort the hash by your sort function. see the following sample.
 540  * this will result in the sequence the hashing allgorithm produces it by default.
 541  * \param Hash the list to sort
 542  * \param SortBy Sortfunction; see below how to implement this
 543  */
 544 void SortByPayload(HashList *Hash, CompareFunc SortBy)
 545 {
 546         if (Hash->nMembersUsed < 2)
 547                 return;
 548         qsort(Hash->LookupTable, Hash->nMembersUsed, sizeof(HashKey*), SortBy);
 549         Hash->tainted = 1;
 550 }
 551
 552
 553
 554
 555 /**
 556  * given you've put char * into your hash as a payload, a sort function might
 557  * look like this:
 558  * int SortByChar(const void* First, const void* Second)
 559  * {
 560  *      char *a, *b;
 561  *      a = (char*) GetSearchPayload(First);
 562  *      b = (char*) GetSearchPayload(Second);
 563  *      return strcmp (a, b);
 564  * }
 565  */