lib/libc/stdlib/qsort.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  14  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  15  *    without specific prior written permission.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  18  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  19  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  20  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  21  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  22  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  23  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  24  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  25  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  26  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  27  * SUCH DAMAGE.
  28  */
  29
  30 #if defined(LIBC_SCCS) && !defined(lint)
  31 static char sccsid[] = "@(#)qsort.c     8.1 (Berkeley) 6/4/93";
  32 #endif /* LIBC_SCCS and not lint */
  33 #include <sys/cdefs.h>
  34 __FBSDID("$FreeBSD$");
  35
  36 #include <stdlib.h>
  37
  38 #ifdef I_AM_QSORT_R
  39 typedef int              cmp_t(void *, const void *, const void *);
  40 #else
  41 typedef int              cmp_t(const void *, const void *);
  42 #endif
  43 static inline char      *med3(char *, char *, char *, cmp_t *, void *);
  44 static inline void       swapfunc(char *, char *, int, int, int);
  45
  46 #define MIN(a, b)       ((a) < (b) ? a : b)
  47
  48 /*
  49  * Qsort routine from Bentley & McIlroy's "Engineering a Sort Function".
  50  */
  51 #define swapcode(TYPE, parmi, parmj, n) {               \
  52         long i = (n) / sizeof (TYPE);                   \
  53         TYPE *pi = (TYPE *) (parmi);            \
  54         TYPE *pj = (TYPE *) (parmj);            \
  55         do {                                            \
  56                 TYPE    t = *pi;                \
  57                 *pi++ = *pj;                            \
  58                 *pj++ = t;                              \
  59         } while (--i > 0);                              \
  60 }
  61
  62 #define SWAPINIT(TYPE, a, es) swaptype_ ## TYPE =       \
  63         ((char *)a - (char *)0) % sizeof(TYPE) ||       \
  64         es % sizeof(TYPE) ? 2 : es == sizeof(TYPE) ? 0 : 1;
  65
  66 static inline void
  67 swapfunc(a, b, n, swaptype_long, swaptype_int)
  68         char *a, *b;
  69         int n, swaptype_long, swaptype_int;
  70 {
  71         if (swaptype_long <= 1)
  72                 swapcode(long, a, b, n)
  73         else if (swaptype_int <= 1)
  74                 swapcode(int, a, b, n)
  75         else
  76                 swapcode(char, a, b, n)
  77 }
  78
  79 #define swap(a, b)                                      \
  80         if (swaptype_long == 0) {                       \
  81                 long t = *(long *)(a);                  \
  82                 *(long *)(a) = *(long *)(b);            \
  83                 *(long *)(b) = t;                       \
  84         } else if (swaptype_int == 0) {                 \
  85                 int t = *(int *)(a);                    \
  86                 *(int *)(a) = *(int *)(b);              \
  87                 *(int *)(b) = t;                        \
  88         } else                                          \
  89                 swapfunc(a, b, es, swaptype_long, swaptype_int)
  90
  91 #define vecswap(a, b, n)                                \
  92         if ((n) > 0) swapfunc(a, b, n, swaptype_long, swaptype_int)
  93
  94 #ifdef I_AM_QSORT_R
  95 #define CMP(t, x, y) (cmp((t), (x), (y)))
  96 #else
  97 #define CMP(t, x, y) (cmp((x), (y)))
  98 #endif
  99
 100 static inline char *
 101 med3(char *a, char *b, char *c, cmp_t *cmp, void *thunk
 102 #ifndef I_AM_QSORT_R
 103 __unused
 104 #endif
 105 )
 106 {
 107         return CMP(thunk, a, b) < 0 ?
 108                (CMP(thunk, b, c) < 0 ? b : (CMP(thunk, a, c) < 0 ? c : a ))
 109               :(CMP(thunk, b, c) > 0 ? b : (CMP(thunk, a, c) < 0 ? a : c ));
 110 }
 111
 112 #ifdef I_AM_QSORT_R
 113 void
 114 qsort_r(void *a, size_t n, size_t es, void *thunk, cmp_t *cmp)
 115 #else
 116 #define thunk NULL
 117 void
 118 qsort(void *a, size_t n, size_t es, cmp_t *cmp)
 119 #endif
 120 {
 121         char *pa, *pb, *pc, *pd, *pl, *pm, *pn;
 122         size_t d, r;
 123         int cmp_result;
 124         int swaptype_long, swaptype_int, swap_cnt;
 125
 126 loop:   SWAPINIT(long, a, es);
 127         SWAPINIT(int, a, es);
 128         swap_cnt = 0;
 129         if (n < 7) {
 130                 for (pm = (char *)a + es; pm < (char *)a + n * es; pm += es)
 131                         for (pl = pm;
 132                              pl > (char *)a && CMP(thunk, pl - es, pl) > 0;
 133                              pl -= es)
 134                                 swap(pl, pl - es);
 135                 return;
 136         }
 137         pm = (char *)a + (n / 2) * es;
 138         if (n > 7) {
 139                 pl = a;
 140                 pn = (char *)a + (n - 1) * es;
 141                 if (n > 40) {
 142                         d = (n / 8) * es;
 143                         pl = med3(pl, pl + d, pl + 2 * d, cmp, thunk);
 144                         pm = med3(pm - d, pm, pm + d, cmp, thunk);
 145                         pn = med3(pn - 2 * d, pn - d, pn, cmp, thunk);
 146                 }
 147                 pm = med3(pl, pm, pn, cmp, thunk);
 148         }
 149         swap(a, pm);
 150         pa = pb = (char *)a + es;
 151
 152         pc = pd = (char *)a + (n - 1) * es;
 153         for (;;) {
 154                 while (pb <= pc && (cmp_result = CMP(thunk, pb, a)) <= 0) {
 155                         if (cmp_result == 0) {
 156                                 swap_cnt = 1;
 157                                 swap(pa, pb);
 158                                 pa += es;
 159                         }
 160                         pb += es;
 161                 }
 162                 while (pb <= pc && (cmp_result = CMP(thunk, pc, a)) >= 0) {
 163                         if (cmp_result == 0) {
 164                                 swap_cnt = 1;
 165                                 swap(pc, pd);
 166                                 pd -= es;
 167                         }
 168                         pc -= es;
 169                 }
 170                 if (pb > pc)
 171                         break;
 172                 swap(pb, pc);
 173                 swap_cnt = 1;
 174                 pb += es;
 175                 pc -= es;
 176         }
 177         if (swap_cnt == 0) {  /* Switch to insertion sort */
 178                 for (pm = (char *)a + es; pm < (char *)a + n * es; pm += es)
 179                         for (pl = pm;
 180                              pl > (char *)a && CMP(thunk, pl - es, pl) > 0;
 181                              pl -= es)
 182                                 swap(pl, pl - es);
 183                 return;
 184         }
 185
 186         pn = (char *)a + n * es;
 187         r = MIN(pa - (char *)a, pb - pa);
 188         vecswap(a, pb - r, r);
 189         r = MIN(pd - pc, pn - pd - es);
 190         vecswap(pb, pn - r, r);
 191         if ((r = pb - pa) > es)
 192 #ifdef I_AM_QSORT_R
 193                 qsort_r(a, r / es, es, thunk, cmp);
 194 #else
 195                 qsort(a, r / es, es, cmp);
 196 #endif
 197         if ((r = pd - pc) > es) {
 198                 /* Iterate rather than recurse to save stack space */
 199                 a = pn - r;
 200                 n = r / es;
 201                 goto loop;
 202         }
 203 /*              qsort(pn - r, r / es, es, cmp);*/
 204 }