source: trunk/libtransmission/bitfield.c @ 12545

Last change on this file since 12545 was 12422, checked in by jordan, 11 years ago

(trunk libT) small CPU optimization in bitfield.c's countRange()

  • Property svn:keywords set to Date Rev Author Id
File size: 8.8 KB
Line 
1/*
2 * This file Copyright (C) Mnemosyne LLC
3 *
4 * This file is licensed by the GPL version 2. Works owned by the
5 * Transmission project are granted a special exemption to clause 2(b)
6 * so that the bulk of its code can remain under the MIT license.
7 * This exemption does not extend to derived works not owned by
8 * the Transmission project.
9 *
10 * $Id: bitfield.c 12422 2011-05-10 03:43:06Z jordan $
11 */
12
13#include <assert.h>
14#include <stdlib.h> /* realloc() */
15#include <string.h> /* memset */
16
17#include "transmission.h"
18#include "bitfield.h"
19#include "utils.h" /* tr_new0() */
20
21const tr_bitfield TR_BITFIELD_INIT = { NULL, 0, 0, 0, false, false };
22
23/****
24*****
25****/
26
27static const int8_t trueBitCount[256] =
28{
29    0, 1, 1, 2, 1, 2, 2, 3, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4,
30    1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
31    1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
32    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
33    1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
34    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
35    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
36    3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
37    1, 2, 2, 3, 2, 3, 3, 4, 2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5,
38    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
39    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
40    3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
41    2, 3, 3, 4, 3, 4, 4, 5, 3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6,
42    3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
43    3, 4, 4, 5, 4, 5, 5, 6, 4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7,
44    4, 5, 5, 6, 5, 6, 6, 7, 5, 6, 6, 7, 6, 7, 7, 8
45};
46
47static size_t
48countArray( const tr_bitfield * b )
49{
50    size_t i;
51    size_t ret = 0;
52
53    for( i=0; i<b->alloc_count; ++i )
54        ret += trueBitCount[b->bits[i]];
55
56    return ret;
57}
58
59static size_t
60countRange( const tr_bitfield * b, size_t begin, size_t end )
61{
62    size_t ret = 0;
63    const size_t first_byte = begin >> 3u;
64    const size_t last_byte = ( end - 1 ) >> 3u;
65
66    if( !b->bit_count )
67        return 0;
68    if( first_byte >= b->alloc_count )
69        return 0;
70
71    assert( begin < end );
72    assert( b->bits != NULL );
73
74    if( first_byte == last_byte )
75    {
76        int i;
77        uint8_t val = b->bits[first_byte];
78
79        i = begin - (first_byte * 8);
80        val <<= i;
81        val >>= i;
82        i = (last_byte+1)*8 - end;
83        val >>= i;
84        val <<= i;
85
86        ret += trueBitCount[val];
87    }
88    else
89    {
90        size_t i;
91        uint8_t val;
92
93        /* first byte */
94        i = begin - (first_byte * 8);
95        val = b->bits[first_byte];
96        val <<= i;
97        val >>= i;
98        ret += trueBitCount[val];
99
100        /* middle bytes */
101        for( i=first_byte+1; i<b->alloc_count && i<last_byte; ++i )
102            ret += trueBitCount[b->bits[i]];
103
104        /* last byte */
105        if( last_byte < b->alloc_count ) {
106            i = (last_byte+1)*8 - end;
107            val = b->bits[last_byte];
108            val >>= i;
109            val <<= i;
110            ret += trueBitCount[val];
111        }
112    }
113
114    assert( ret <= ( begin - end ) );
115    return ret;
116}
117
118size_t
119tr_bitfieldCountRange( const tr_bitfield * b, size_t begin, size_t end )
120{
121    if( tr_bitfieldHasAll( b ) )
122        return end - begin;
123
124    if( tr_bitfieldHasNone( b ) )
125        return 0;
126
127    return countRange( b, begin, end );
128}
129
130/***
131****
132***/
133
134static bool
135tr_bitfieldIsValid( const tr_bitfield * b )
136{
137    assert( b != NULL );
138    assert( ( b->alloc_count == 0 ) == ( b->bits == 0 ) );
139    assert( !b->bits || ( b->true_count == countArray ( b ) ) );
140    return true;
141}
142
143size_t
144tr_bitfieldCountTrueBits( const tr_bitfield * b )
145{
146    tr_bitfieldIsValid( b );
147    return b->true_count;
148}
149
150static size_t
151get_bytes_needed( size_t bit_count )
152{
153    return ( bit_count + 7u ) / 8u;
154}
155
156static void
157set_all_true( uint8_t * array, size_t bit_count )
158{
159    const uint8_t val = 0xFF;
160    const size_t n = get_bytes_needed( bit_count );
161    memset( array, val, n-1 );
162    array[n-1] = val << (n*8 - bit_count);
163}
164
165void*
166tr_bitfieldGetRaw( const tr_bitfield * b, size_t * byte_count )
167{
168    const size_t n = get_bytes_needed( b->bit_count );
169    uint8_t * bits = tr_new0( uint8_t, n );
170
171    assert( b->bit_count > 0 );
172
173    if( b->alloc_count )
174        memcpy( bits, b->bits, b->alloc_count );
175    else if( tr_bitfieldHasAll( b ) )
176        set_all_true( bits, b->bit_count );
177
178    *byte_count = n;
179    return bits;
180}
181
182static void
183tr_bitfieldEnsureBitsAlloced( tr_bitfield * b, size_t nth )
184{
185    size_t bytes_needed;
186    const bool has_all = tr_bitfieldHasAll( b );
187
188    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
189
190    if( has_all )
191        bytes_needed = get_bytes_needed( MAX( nth, b->true_count ) + 1 );
192    else
193        bytes_needed = get_bytes_needed( nth + 1 );
194
195    if( b->alloc_count < bytes_needed )
196    {
197        const size_t old_count = countArray( b );
198        b->bits = tr_renew( uint8_t, b->bits, bytes_needed );
199        memset( b->bits + b->alloc_count, 0, bytes_needed - b->alloc_count );
200        b->alloc_count = bytes_needed;
201        assert( old_count == countArray( b ) );
202
203        if( has_all )
204            set_all_true( b->bits, b->true_count );
205    }
206
207    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
208}
209
210static void
211tr_bitfieldFreeArray( tr_bitfield * b )
212{
213    tr_free( b->bits );
214    b->bits = NULL;
215    b->alloc_count = 0;
216}
217
218static void
219tr_bitfieldSetTrueCount( tr_bitfield * b, size_t n )
220{
221    b->true_count = n;
222
223    if( tr_bitfieldHasAll( b ) || tr_bitfieldHasNone( b ) )
224        tr_bitfieldFreeArray( b );
225
226    assert( tr_bitfieldIsValid(  b ) );
227}
228
229static void
230tr_bitfieldRebuildTrueCount( tr_bitfield * b )
231{
232    tr_bitfieldSetTrueCount( b, countArray( b ) );
233}
234
235static void
236tr_bitfieldIncTrueCount( tr_bitfield * b, int i )
237{
238    tr_bitfieldSetTrueCount( b, b->true_count + i );
239}
240
241/****
242*****
243****/
244
245void
246tr_bitfieldConstruct( tr_bitfield * b, size_t bit_count )
247{
248    b->bit_count = bit_count;
249    b->true_count = 0;
250    b->bits = NULL;
251    b->alloc_count = 0;
252    b->have_all_hint = false;
253    b->have_none_hint = false;
254
255    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
256}
257
258void
259tr_bitfieldSetHasNone( tr_bitfield * b )
260{
261    tr_bitfieldFreeArray( b );
262    b->true_count = 0;
263    b->have_all_hint = false;
264    b->have_none_hint = true;
265
266    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
267}
268
269void
270tr_bitfieldSetHasAll( tr_bitfield * b )
271{
272    tr_bitfieldFreeArray( b );
273    b->true_count = b->bit_count;
274    b->have_all_hint = true;
275    b->have_none_hint = false;
276
277    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
278}
279
280void
281tr_bitfieldSetFromBitfield( tr_bitfield * b, const tr_bitfield * src )
282{
283    if( tr_bitfieldHasAll( src ) )
284        tr_bitfieldSetHasAll( b );
285    else if( tr_bitfieldHasNone( src ) )
286        tr_bitfieldSetHasNone( b );
287    else
288        tr_bitfieldSetRaw( b, src->bits, src->alloc_count );
289}
290
291void
292tr_bitfieldSetRaw( tr_bitfield * b, const void * bits, size_t byte_count )
293{
294    tr_bitfieldFreeArray( b );
295    b->true_count = 0;
296    b->bits = tr_memdup( bits, byte_count );
297    b->alloc_count = byte_count;
298    tr_bitfieldRebuildTrueCount( b );
299}
300
301void
302tr_bitfieldAdd( tr_bitfield * b, size_t nth )
303{
304    if( !tr_bitfieldHas( b, nth ) )
305    {
306        tr_bitfieldEnsureBitsAlloced( b, nth );
307        b->bits[nth >> 3u] |= ( 0x80 >> ( nth & 7u ) );
308        tr_bitfieldIncTrueCount( b, 1 );
309    }
310}
311
312/* Sets bit range [begin, end) to 1 */
313void
314tr_bitfieldAddRange( tr_bitfield * b, size_t begin, size_t end )
315{
316    size_t sb, eb;
317    unsigned char sm, em;
318    const size_t diff = (end-begin) - tr_bitfieldCountRange( b, begin, end );
319
320    if( diff == 0 )
321        return;
322
323    end--;
324    if( ( end >= b->bit_count ) || ( begin > end ) )
325        return;
326
327    sb = begin >> 3;
328    sm = ~( 0xff << ( 8 - ( begin & 7 ) ) );
329    eb = end >> 3;
330    em = 0xff << ( 7 - ( end & 7 ) );
331
332    tr_bitfieldEnsureBitsAlloced( b, end );
333    if( sb == eb )
334    {
335        b->bits[sb] |= ( sm & em );
336    }
337    else
338    {
339        b->bits[sb] |= sm;
340        b->bits[eb] |= em;
341        if( ++sb < eb )
342            memset ( b->bits + sb, 0xff, eb - sb );
343    }
344
345    tr_bitfieldIncTrueCount( b, diff );
346}
347
348void
349tr_bitfieldRem( tr_bitfield * b, size_t nth )
350{
351    assert( tr_bitfieldIsValid( b ) );
352
353    if( !tr_bitfieldHas( b, nth ) )
354    {
355        tr_bitfieldEnsureBitsAlloced( b, nth );
356        b->bits[nth >> 3u] &= ( 0xff7f >> ( nth & 7u ) );
357        tr_bitfieldIncTrueCount( b, -1 );
358    }
359}
360
361/* Clears bit range [begin, end) to 0 */
362void
363tr_bitfieldRemRange( tr_bitfield * b, size_t begin, size_t end )
364{
365    size_t sb, eb;
366    unsigned char sm, em;
367    const size_t diff = tr_bitfieldCountRange( b, begin, end );
368
369    if( !diff )
370        return;
371
372    end--;
373
374    if( ( end >= b->bit_count ) || ( begin > end ) )
375        return;
376
377    sb = begin >> 3;
378    sm = 0xff << ( 8 - ( begin & 7 ) );
379    eb = end >> 3;
380    em = ~( 0xff << ( 7 - ( end & 7 ) ) );
381
382    tr_bitfieldEnsureBitsAlloced( b, end );
383    if( sb == eb )
384    {
385        b->bits[sb] &= ( sm | em );
386    }
387    else
388    {
389        b->bits[sb] &= sm;
390        b->bits[eb] &= em;
391        if( ++sb < eb )
392            memset ( b->bits + sb, 0, eb - sb );
393    }
394
395    tr_bitfieldIncTrueCount( b, -diff );
396}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.