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 http://code.google.com/p/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 void    hash(const void *key, size_t len, const uint32_t seed,
  23     size_t r_hash[2]);
  24 #endif
  25
  26 #if (defined(JEMALLOC_ENABLE_INLINE) || defined(JEMALLOC_HASH_C_))
  27 /******************************************************************************/
  28 /* Internal implementation. */
  29 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  30 hash_rotl_32(uint32_t x, int8_t r)
  31 {
  32
  33         return (x << r) | (x >> (32 - r));
  34 }
  35
  36 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  37 hash_rotl_64(uint64_t x, int8_t r)
  38 {
  39         return (x << r) | (x >> (64 - r));
  40 }
  41
  42 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  43 hash_get_block_32(const uint32_t *p, int i)
  44 {
  45
  46         return p[i];
  47 }
  48
  49 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  50 hash_get_block_64(const uint64_t *p, int i)
  51 {
  52
  53         return p[i];
  54 }
  55
  56 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  57 hash_fmix_32(uint32_t h)
  58 {
  59
  60         h ^= h >> 16;
  61         h *= 0x85ebca6b;
  62         h ^= h >> 13;
  63         h *= 0xc2b2ae35;
  64         h ^= h >> 16;
  65
  66         return h;
  67 }
  68
  69 JEMALLOC_INLINE uint64_t
  70 hash_fmix_64(uint64_t k)
  71 {
  72
  73         k ^= k >> 33;
  74         k *= QU(0xff51afd7ed558ccdLLU);
  75         k ^= k >> 33;
  76         k *= QU(0xc4ceb9fe1a85ec53LLU);
  77         k ^= k >> 33;
  78
  79         return k;
  80 }
  81
  82 JEMALLOC_INLINE uint32_t
  83 hash_x86_32(const void *key, int len, uint32_t seed)
  84 {
  85         const uint8_t *data = (const uint8_t *) key;
  86         const int nblocks = len / 4;
  87
  88         uint32_t h1 = seed;
  89
  90         const uint32_t c1 = 0xcc9e2d51;
  91         const uint32_t c2 = 0x1b873593;
  92
  93         /* body */
  94         {
  95                 const uint32_t *blocks = (const uint32_t *) (data + nblocks*4);
  96                 int i;
  97
  98                 for (i = -nblocks; i; i++) {
  99                         uint32_t k1 = hash_get_block_32(blocks, i);
 100
 101                         k1 *= c1;
 102                         k1 = hash_rotl_32(k1, 15);
 103                         k1 *= c2;
 104
 105                         h1 ^= k1;
 106                         h1 = hash_rotl_32(h1, 13);
 107                         h1 = h1*5 + 0xe6546b64;
 108                 }
 109         }
 110
 111         /* tail */
 112         {
 113                 const uint8_t *tail = (const uint8_t *) (data + nblocks*4);
 114
 115                 uint32_t k1 = 0;
 116
 117                 switch (len & 3) {
 118                 case 3: k1 ^= tail[2] << 16;
 119                 case 2: k1 ^= tail[1] << 8;
 120                 case 1: k1 ^= tail[0]; k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15);
 121                         k1 *= c2; h1 ^= k1;
 122                 }
 123         }
 124
 125         /* finalization */
 126         h1 ^= len;
 127
 128         h1 = hash_fmix_32(h1);
 129
 130         return h1;
 131 }
 132
 133 UNUSED JEMALLOC_INLINE void
 134 hash_x86_128(const void *key, const int len, uint32_t seed,
 135   uint64_t r_out[2])
 136 {
 137         const uint8_t * data = (const uint8_t *) key;
 138         const int nblocks = len / 16;
 139
 140         uint32_t h1 = seed;
 141         uint32_t h2 = seed;
 142         uint32_t h3 = seed;
 143         uint32_t h4 = seed;
 144
 145         const uint32_t c1 = 0x239b961b;
 146         const uint32_t c2 = 0xab0e9789;
 147         const uint32_t c3 = 0x38b34ae5;
 148         const uint32_t c4 = 0xa1e38b93;
 149
 150         /* body */
 151         {
 152                 const uint32_t *blocks = (const uint32_t *) (data + nblocks*16);
 153                 int i;
 154
 155                 for (i = -nblocks; i; i++) {
 156                         uint32_t k1 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 0);
 157                         uint32_t k2 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 1);
 158                         uint32_t k3 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 2);
 159                         uint32_t k4 = hash_get_block_32(blocks, i*4 + 3);
 160
 161                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 162
 163                         h1 = hash_rotl_32(h1, 19); h1 += h2;
 164                         h1 = h1*5 + 0x561ccd1b;
 165
 166                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_32(k2, 16); k2 *= c3; h2 ^= k2;
 167
 168                         h2 = hash_rotl_32(h2, 17); h2 += h3;
 169                         h2 = h2*5 + 0x0bcaa747;
 170
 171                         k3 *= c3; k3 = hash_rotl_32(k3, 17); k3 *= c4; h3 ^= k3;
 172
 173                         h3 = hash_rotl_32(h3, 15); h3 += h4;
 174                         h3 = h3*5 + 0x96cd1c35;
 175
 176                         k4 *= c4; k4 = hash_rotl_32(k4, 18); k4 *= c1; h4 ^= k4;
 177
 178                         h4 = hash_rotl_32(h4, 13); h4 += h1;
 179                         h4 = h4*5 + 0x32ac3b17;
 180                 }
 181         }
 182
 183         /* tail */
 184         {
 185                 const uint8_t *tail = (const uint8_t *) (data + nblocks*16);
 186                 uint32_t k1 = 0;
 187                 uint32_t k2 = 0;
 188                 uint32_t k3 = 0;
 189                 uint32_t k4 = 0;
 190
 191                 switch (len & 15) {
 192                 case 15: k4 ^= tail[14] << 16;
 193                 case 14: k4 ^= tail[13] << 8;
 194                 case 13: k4 ^= tail[12] << 0;
 195                         k4 *= c4; k4 = hash_rotl_32(k4, 18); k4 *= c1; h4 ^= k4;
 196
 197                 case 12: k3 ^= tail[11] << 24;
 198                 case 11: k3 ^= tail[10] << 16;
 199                 case 10: k3 ^= tail[ 9] << 8;
 200                 case  9: k3 ^= tail[ 8] << 0;
 201                      k3 *= c3; k3 = hash_rotl_32(k3, 17); k3 *= c4; h3 ^= k3;
 202
 203                 case  8: k2 ^= tail[ 7] << 24;
 204                 case  7: k2 ^= tail[ 6] << 16;
 205                 case  6: k2 ^= tail[ 5] << 8;
 206                 case  5: k2 ^= tail[ 4] << 0;
 207                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_32(k2, 16); k2 *= c3; h2 ^= k2;
 208
 209                 case  4: k1 ^= tail[ 3] << 24;
 210                 case  3: k1 ^= tail[ 2] << 16;
 211                 case  2: k1 ^= tail[ 1] << 8;
 212                 case  1: k1 ^= tail[ 0] << 0;
 213                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_32(k1, 15); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 214                 }
 215         }
 216
 217         /* finalization */
 218         h1 ^= len; h2 ^= len; h3 ^= len; h4 ^= len;
 219
 220         h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;
 221         h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;
 222
 223         h1 = hash_fmix_32(h1);
 224         h2 = hash_fmix_32(h2);
 225         h3 = hash_fmix_32(h3);
 226         h4 = hash_fmix_32(h4);
 227
 228         h1 += h2; h1 += h3; h1 += h4;
 229         h2 += h1; h3 += h1; h4 += h1;
 230
 231         r_out[0] = (((uint64_t) h2) << 32) | h1;
 232         r_out[1] = (((uint64_t) h4) << 32) | h3;
 233 }
 234
 235 UNUSED JEMALLOC_INLINE void
 236 hash_x64_128(const void *key, const int len, const uint32_t seed,
 237   uint64_t r_out[2])
 238 {
 239         const uint8_t *data = (const uint8_t *) key;
 240         const int nblocks = len / 16;
 241
 242         uint64_t h1 = seed;
 243         uint64_t h2 = seed;
 244
 245         const uint64_t c1 = QU(0x87c37b91114253d5LLU);
 246         const uint64_t c2 = QU(0x4cf5ad432745937fLLU);
 247
 248         /* body */
 249         {
 250                 const uint64_t *blocks = (const uint64_t *) (data);
 251                 int i;
 252
 253                 for (i = 0; i < nblocks; i++) {
 254                         uint64_t k1 = hash_get_block_64(blocks, i*2 + 0);
 255                         uint64_t k2 = hash_get_block_64(blocks, i*2 + 1);
 256
 257                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_64(k1, 31); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 258
 259                         h1 = hash_rotl_64(h1, 27); h1 += h2;
 260                         h1 = h1*5 + 0x52dce729;
 261
 262                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_64(k2, 33); k2 *= c1; h2 ^= k2;
 263
 264                         h2 = hash_rotl_64(h2, 31); h2 += h1;
 265                         h2 = h2*5 + 0x38495ab5;
 266                 }
 267         }
 268
 269         /* tail */
 270         {
 271                 const uint8_t *tail = (const uint8_t*)(data + nblocks*16);
 272                 uint64_t k1 = 0;
 273                 uint64_t k2 = 0;
 274
 275                 switch (len & 15) {
 276                 case 15: k2 ^= ((uint64_t)(tail[14])) << 48;
 277                 case 14: k2 ^= ((uint64_t)(tail[13])) << 40;
 278                 case 13: k2 ^= ((uint64_t)(tail[12])) << 32;
 279                 case 12: k2 ^= ((uint64_t)(tail[11])) << 24;
 280                 case 11: k2 ^= ((uint64_t)(tail[10])) << 16;
 281                 case 10: k2 ^= ((uint64_t)(tail[ 9])) << 8;
 282                 case  9: k2 ^= ((uint64_t)(tail[ 8])) << 0;
 283                         k2 *= c2; k2 = hash_rotl_64(k2, 33); k2 *= c1; h2 ^= k2;
 284
 285                 case  8: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 7])) << 56;
 286                 case  7: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 6])) << 48;
 287                 case  6: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 5])) << 40;
 288                 case  5: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 4])) << 32;
 289                 case  4: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 3])) << 24;
 290                 case  3: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 2])) << 16;
 291                 case  2: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 1])) << 8;
 292                 case  1: k1 ^= ((uint64_t)(tail[ 0])) << 0;
 293                         k1 *= c1; k1 = hash_rotl_64(k1, 31); k1 *= c2; h1 ^= k1;
 294                 }
 295         }
 296
 297         /* finalization */
 298         h1 ^= len; h2 ^= len;
 299
 300         h1 += h2;
 301         h2 += h1;
 302
 303         h1 = hash_fmix_64(h1);
 304         h2 = hash_fmix_64(h2);
 305
 306         h1 += h2;
 307         h2 += h1;
 308
 309         r_out[0] = h1;
 310         r_out[1] = h2;
 311 }
 312
 313
 314 /******************************************************************************/
 315 /* API. */
 316 JEMALLOC_INLINE void
 317 hash(const void *key, size_t len, const uint32_t seed, size_t r_hash[2])
 318 {
 319 #if (LG_SIZEOF_PTR == 3)
 320         hash_x64_128(key, len, seed, (uint64_t *)r_hash);
 321 #else
 322         uint64_t hashes[2];
 323         hash_x86_128(key, len, seed, hashes);
 324         r_hash[0] = (size_t)hashes[0];
 325         r_hash[1] = (size_t)hashes[1];
 326 #endif
 327 }
 328 #endif
 329
 330 #endif /* JEMALLOC_H_INLINES */
 331 /******************************************************************************/