contrib/jemalloc/include/jemalloc/internal/hash.h

   1 /*
   2  * The following hash function is based on MurmurHash3, placed into the public
   3  * domain by Austin Appleby.  See https://github.com/aappleby/smhasher for
   4  * details.
   5  */
   6 /******************************************************************************/
   7 #ifdef JEMALLOC_H_TYPES
   8
   9 #endif /* JEMALLOC_H_TYPES */
  10 /******************************************************************************/
  11 #ifdef JEMALLOC_H_STRUCTS
  12
  13 #endif /* JEMALLOC_H_STRUCTS */
  14 /******************************************************************************/
  15 #ifdef JEMALLOC_H_EXTERNS
  16
  17 #endif /* JEMALLOC_H_EXTERNS */
  18 /******************************************************************************/
  19 #ifdef JEMALLOC_H_INLINES
  20
  21 #ifndef JEMALLOC_ENABLE_INLINE
  22 uint32_t        hash_x86_32(const void *key, int len, uint32_t seed);
  23 void    hash_x86_128(const void *key, const int len, uint32_t seed,
  24     uint64_t r_out[2]);
  25 void    hash_x64_128(const void *key, const int len, const uint32_t seed,
  26     uint64_t r_out[2]);
  27 void    hash(const void *key, size_t len, const uint32_t seed,
  28     size_t r_hash[2]);
  29 #endif
  30
  31 #if (defined(JEMALLOC_ENABLE_INLINE) || defined(JEMALLOC_HASH_C_))
  32 /******************************************************************************/
  33 /* Internal implementation. */
  34 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  35 hash_rotl_32(uint32_t x, int8_t r)
  36 {
  37
  38         return ((x << r) | (x >> (32 - r)));
  39 }
  40
  41 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  42 hash_rotl_64(uint64_t x, int8_t r)
  43 {
  44
  45         return ((x << r) | (x >> (64 - r)));
  46 }
  47
  48 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  49 hash_get_block_32(const uint32_t *p, int i)
  50 {
  51
  52         /* Handle unaligned read. */
  53         if (unlikely((uintptr_t)p & (sizeof(uint32_t)-1)) != 0) {
  54                 uint32_t ret;
  55
  56                 memcpy(&ret, &p[i], sizeof(uint32_t));
  57                 return (ret);
  58         }
  59
  60         return (p[i]);
  61 }
  62
  63 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  64 hash_get_block_64(const uint64_t *p, int i)
  65 {
  66
  67         /* Handle unaligned read. */
  68         if (unlikely((uintptr_t)p & (sizeof(uint64_t)-1)) != 0) {
  69                 uint64_t ret;
  70
  71                 memcpy(&ret, &p[i], sizeof(uint64_t));
  72                 return (ret);
  73         }
  74
  75         return (p[i]);
  76 }
  77
  78 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  79 hash_fmix_32(uint32_t h)
  80 {
  81
  82         h ^= h >> 16;
  83         h *= 0x85ebca6b;
  84         h ^= h >> 13;
  85         h *= 0xc2b2ae35;
  86         h ^= h >> 16;
  87
  88         return (h);
  89 }
  90
  91 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  92 hash_fmix_64(uint64_t k)
  93 {
  94
  95         k ^= k >> 33;
  96         k *= KQU(0xff51afd7ed558ccd);
  97         k ^= k >> 33;
  98         k *= KQU(0xc4ceb9fe1a85ec53);
  99         k ^= k >> 33;
 100
 101         return (k);
 102 }
 103
 104 JEMALLOC_INLINE uint32_t
 105 hash_x86_32(const void *key, int len, uint32_t seed)
 106 {
 107         const uint8_t *data = (const uint8_t *) key;
 108         const int nblocks = len / 4;
 109
 110         uint32_t h1 = seed;
 111
 112         const uint32_t c1 = 0xcc9e2d51;
 113         const uint32_t c2 = 0x1b873593;
 114
 115         /* body */
 116         {
 117                 const uint32_t *blocks = (const uint32_t *) (data + nblocks*4);
 118                 int i;
 119
 120                 for (i = -nblocks; i; i++) {
 121                         uint32_t k1 = hash_get_block_32(blocks, i);
 122
 123                         k1 *= c1;
 124                         k1 = hash_rotl_32(k1, 15);
 125                         k1 *= c2;
 126
 127                         h1 ^= k1;
 128                         h1 = hash_rotl_32(h1, 13);
 129                         h1 = h1*5 + 0xe6546b64;
 130                 }
 131         }
 132
 133         /* tail */
 134         {
 135                 const uint8_t *tail = (const uint8_t *) (data + nblocks*4);
 136
 137                 uint32_t k1 = 0;
 138
 139                 switch (len & 3) {
 140                 case 3: k1 ^= tail[2] << 16;
 141                 case 2: k1 ^= tail[1] << 8;
 142                 case 1: k1 ^= tail[0]; k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15);
 143                         k1 *= c2; h1 ^= k1;
 144                 }
 145         }
 146
 147         /* finalization */
 148         h1 ^= len;
 149
 150         h1 = hash_fmix_32(h1);
 151
 152         return (h1);
 153 }
 154
 155 UNUSED JEMALLOC_INLINE void
 156 hash_x86_128(const void *key, const int len, uint32_t seed,
 157     uint64_t r_out[2])
 158 {
 159         const uint8_t * data = (const uint8_t *) key;
 160         const int nblocks = len / 16;
 161
 162         uint32_t h1 = seed;
 163         uint32_t h2 = seed;
 164         uint32_t h3 = seed;
 165         uint32_t h4 = seed;
 166
 167         const uint32_t c1 = 0x239b961b;
 168         const uint32_t c2 = 0xab0e9789;
 169         const uint32_t c3 = 0x38b34ae5;
 170         const uint32_t c4 = 0xa1e38b93;
 171
 172         /* body */
 173         {
 174                 const uint32_t *blocks = (const uint32_t *) (data + nblocks*16);
 175                 int i;
 176
 177                 for (i = -nblocks; i; i++) {
 178                         uint32_t k1 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 0);
 179                         uint32_t k2 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 1);
 180                         uint32_t k3 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 2);
 181                         uint32_t k4 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 3);
 182
 183                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 184
 185                         h1 = hash_rotl_32(h1, 19); h1 += h2;
 186                         h1 = h1*5 + 0x561ccd1b;
 187
 188                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_32(k2, 16); k2 *= c3; h2 ^= k2;
 189
 190                         h2 = hash_rotl_32(h2, 17); h2 += h3;
 191                         h2 = h2*5 + 0x0bcaa747;
 192
 193                         k3 *= c3; k3 = hash_rotl_32(k3, 17); k3 *= c4; h3 ^= k3;
 194
 195                         h3 = hash_rotl_32(h3, 15); h3 += h4;
 196                         h3 = h3*5 + 0x96cd1c35;
 197
 198                         k4 *= c4; k4 = hash_rotl_32(k4, 18); k4 *= c1; h4 ^= k4;
 199
 200                         h4 = hash_rotl_32(h4, 13); h4 += h1;
 201                         h4 = h4*5 + 0x32ac3b17;
 202                 }
 203         }
 204
 205         /* tail */
 206         {
 207                 const uint8_t *tail = (const uint8_t *) (data + nblocks*16);
 208                 uint32_t k1 = 0;
 209                 uint32_t k2 = 0;
 210                 uint32_t k3 = 0;
 211                 uint32_t k4 = 0;
 212
 213                 switch (len & 15) {
 214                 case 15: k4 ^= tail[14] << 16;
 215                 case 14: k4 ^= tail[13] << 8;
 216                 case 13: k4 ^= tail[12] << 0;
 217                         k4 *= c4; k4 = hash_rotl_32(k4, 18); k4 *= c1; h4 ^= k4;
 218
 219                 case 12: k3 ^= tail[11] << 24;
 220                 case 11: k3 ^= tail[10] << 16;
 221                 case 10: k3 ^= tail[ 9] << 8;
 222                 case  9: k3 ^= tail[ 8] << 0;
 223                      k3 *= c3; k3 = hash_rotl_32(k3, 17); k3 *= c4; h3 ^= k3;
 224
 225                 case  8: k2 ^= tail[ 7] << 24;
 226                 case  7: k2 ^= tail[ 6] << 16;
 227                 case  6: k2 ^= tail[ 5] << 8;
 228                 case  5: k2 ^= tail[ 4] << 0;
 229                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_32(k2, 16); k2 *= c3; h2 ^= k2;
 230
 231                 case  4: k1 ^= tail[ 3] << 24;
 232                 case  3: k1 ^= tail[ 2] << 16;
 233                 case  2: k1 ^= tail[ 1] << 8;
 234                 case  1: k1 ^= tail[ 0] << 0;
 235                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 236                 }
 237         }
 238
 239         /* finalization */
 240         h1 ^= len; h2 ^= len; h3 ^= len; h4 ^= len;
 241
 242         h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;
 243         h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;
 244
 245         h1 = hash_fmix_32(h1);
 246         h2 = hash_fmix_32(h2);
 247         h3 = hash_fmix_32(h3);
 248         h4 = hash_fmix_32(h4);
 249
 250         h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;
 251         h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;
 252
 253         r_out[0] = (((uint64_t) h2) << 32) | h1;
 254         r_out[1] = (((uint64_t) h4) << 32) | h3;
 255 }
 256
 257 UNUSED JEMALLOC_INLINE void
 258 hash_x64_128(const void *key, const int len, const uint32_t seed,
 259     uint64_t r_out[2])
 260 {
 261         const uint8_t *data = (const uint8_t *) key;
 262         const int nblocks = len / 16;
 263
 264         uint64_t h1 = seed;
 265         uint64_t h2 = seed;
 266
 267         const uint64_t c1 = KQU(0x87c37b91114253d5);
 268         const uint64_t c2 = KQU(0x4cf5ad432745937f);
 269
 270         /* body */
 271         {
 272                 const uint64_t *blocks = (const uint64_t *) (data);
 273                 int i;
 274
 275                 for (i = 0; i < nblocks; i++) {
 276                         uint64_t k1 = hash_get_block_64(blocks, i*2 + 0);
 277                         uint64_t k2 = hash_get_block_64(blocks, i*2 + 1);
 278
 279                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_64(k1, 31); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 280
 281                         h1 = hash_rotl_64(h1, 27); h1 += h2;
 282                         h1 = h1*5 + 0x52dce729;
 283
 284                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_64(k2, 33); k2 *= c1; h2 ^= k2;
 285
 286                         h2 = hash_rotl_64(h2, 31); h2 += h1;
 287                         h2 = h2*5 + 0x38495ab5;
 288                 }
 289         }
 290
 291         /* tail */
 292         {
 293                 const uint8_t *tail = (const uint8_t*)(data + nblocks*16);
 294                 uint64_t k1 = 0;
 295                 uint64_t k2 = 0;
 296
 297                 switch (len & 15) {
 298                 case 15: k2 ^= ((uint64_t)(tail[14])) << 48;
 299                 case 14: k2 ^= ((uint64_t)(tail[13])) << 40;
 300                 case 13: k2 ^= ((uint64_t)(tail[12])) << 32;
 301                 case 12: k2 ^= ((uint64_t)(tail[11])) << 24;
 302                 case 11: k2 ^= ((uint64_t)(tail[10])) << 16;
 303                 case 10: k2 ^= ((uint64_t)(tail[ 9])) << 8;
 304                 case  9: k2 ^= ((uint64_t)(tail[ 8])) << 0;
 305                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_64(k2, 33); k2 *= c1; h2 ^= k2;
 306
 307                 case  8: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 7])) << 56;
 308                 case  7: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 6])) << 48;
 309                 case  6: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 5])) << 40;
 310                 case  5: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 4])) << 32;
 311                 case  4: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 3])) << 24;
 312                 case  3: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 2])) << 16;
 313                 case  2: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 1])) << 8;
 314                 case  1: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 0])) << 0;
 315                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_64(k1, 31); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 316                 }
 317         }
 318
 319         /* finalization */
 320         h1 ^= len; h2 ^= len;
 321
 322         h1 += h2;
 323         h2 += h1;
 324
 325         h1 = hash_fmix_64(h1);
 326         h2 = hash_fmix_64(h2);
 327
 328         h1 += h2;
 329         h2 += h1;
 330
 331         r_out[0] = h1;
 332         r_out[1] = h2;
 333 }
 334
 335 /******************************************************************************/
 336 /* API. */
 337 JEMALLOC_INLINE void
 338 hash(const void *key, size_t len, const uint32_t seed, size_t r_hash[2])
 339 {
 340
 341         assert(len <= INT_MAX); /* Unfortunate implementation limitation. */
 342
 343 #if (LG_SIZEOF_PTR == 3 && !defined(JEMALLOC_BIG_ENDIAN))
 344         hash_x64_128(key, (int)len, seed, (uint64_t *)r_hash);
 345 #else
 346         {
 347                 uint64_t hashes[2];
 348                 hash_x86_128(key, (int)len, seed, hashes);
 349                 r_hash[0] = (size_t)hashes[0];
 350                 r_hash[1] = (size_t)hashes[1];
 351         }
 352 #endif
 353 }
 354 #endif
 355
 356 #endif /* JEMALLOC_H_INLINES */
 357 /******************************************************************************/