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Viewing changes to sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/sys/avl.h

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Robert Millan
  • Date: 2013-11-09 17:07:06 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20131109170706-kacr6nvpkbhxsk81
Tags: upstream-9.2
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 9.2

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removed removed

Lines of Context:
 
1
/*
 
2
 * CDDL HEADER START
 
3
 *
 
4
 * The contents of this file are subject to the terms of the
 
5
 * Common Development and Distribution License (the "License").
 
6
 * You may not use this file except in compliance with the License.
 
7
 *
 
8
 * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
 
9
 * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
 
10
 * See the License for the specific language governing permissions
 
11
 * and limitations under the License.
 
12
 *
 
13
 * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
 
14
 * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
 
15
 * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
 
16
 * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
 
17
 * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
 
18
 *
 
19
 * CDDL HEADER END
 
20
 */
 
21
/*
 
22
 * Copyright 2009 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
 
23
 * Use is subject to license terms.
 
24
 */
 
25
 
 
26
#ifndef _AVL_H
 
27
#define _AVL_H
 
28
 
 
29
/*
 
30
 * This is a private header file.  Applications should not directly include
 
31
 * this file.
 
32
 */
 
33
 
 
34
#ifdef  __cplusplus
 
35
extern "C" {
 
36
#endif
 
37
 
 
38
#include <sys/types.h>
 
39
#include <sys/avl_impl.h>
 
40
 
 
41
/*
 
42
 * This is a generic implemenatation of AVL trees for use in the Solaris kernel.
 
43
 * The interfaces provide an efficient way of implementing an ordered set of
 
44
 * data structures.
 
45
 *
 
46
 * AVL trees provide an alternative to using an ordered linked list. Using AVL
 
47
 * trees will usually be faster, however they requires more storage. An ordered
 
48
 * linked list in general requires 2 pointers in each data structure. The
 
49
 * AVL tree implementation uses 3 pointers. The following chart gives the
 
50
 * approximate performance of operations with the different approaches:
 
51
 *
 
52
 *      Operation        Link List      AVL tree
 
53
 *      ---------        --------       --------
 
54
 *      lookup             O(n)         O(log(n))
 
55
 *
 
56
 *      insert 1 node    constant       constant
 
57
 *
 
58
 *      delete 1 node    constant       between constant and O(log(n))
 
59
 *
 
60
 *      delete all nodes   O(n)         O(n)
 
61
 *
 
62
 *      visit the next
 
63
 *      or prev node     constant       between constant and O(log(n))
 
64
 *
 
65
 *
 
66
 * The data structure nodes are anchored at an "avl_tree_t" (the equivalent
 
67
 * of a list header) and the individual nodes will have a field of
 
68
 * type "avl_node_t" (corresponding to list pointers).
 
69
 *
 
70
 * The type "avl_index_t" is used to indicate a position in the list for
 
71
 * certain calls.
 
72
 *
 
73
 * The usage scenario is generally:
 
74
 *
 
75
 * 1. Create the list/tree with: avl_create()
 
76
 *
 
77
 * followed by any mixture of:
 
78
 *
 
79
 * 2a. Insert nodes with: avl_add(), or avl_find() and avl_insert()
 
80
 *
 
81
 * 2b. Visited elements with:
 
82
 *       avl_first() - returns the lowest valued node
 
83
 *       avl_last() - returns the highest valued node
 
84
 *       AVL_NEXT() - given a node go to next higher one
 
85
 *       AVL_PREV() - given a node go to previous lower one
 
86
 *
 
87
 * 2c.  Find the node with the closest value either less than or greater
 
88
 *      than a given value with avl_nearest().
 
89
 *
 
90
 * 2d. Remove individual nodes from the list/tree with avl_remove().
 
91
 *
 
92
 * and finally when the list is being destroyed
 
93
 *
 
94
 * 3. Use avl_destroy_nodes() to quickly process/free up any remaining nodes.
 
95
 *    Note that once you use avl_destroy_nodes(), you can no longer
 
96
 *    use any routine except avl_destroy_nodes() and avl_destoy().
 
97
 *
 
98
 * 4. Use avl_destroy() to destroy the AVL tree itself.
 
99
 *
 
100
 * Any locking for multiple thread access is up to the user to provide, just
 
101
 * as is needed for any linked list implementation.
 
102
 */
 
103
 
 
104
 
 
105
/*
 
106
 * Type used for the root of the AVL tree.
 
107
 */
 
108
typedef struct avl_tree avl_tree_t;
 
109
 
 
110
/*
 
111
 * The data nodes in the AVL tree must have a field of this type.
 
112
 */
 
113
typedef struct avl_node avl_node_t;
 
114
 
 
115
/*
 
116
 * An opaque type used to locate a position in the tree where a node
 
117
 * would be inserted.
 
118
 */
 
119
typedef uintptr_t avl_index_t;
 
120
 
 
121
 
 
122
/*
 
123
 * Direction constants used for avl_nearest().
 
124
 */
 
125
#define AVL_BEFORE      (0)
 
126
#define AVL_AFTER       (1)
 
127
 
 
128
 
 
129
/*
 
130
 * Prototypes
 
131
 *
 
132
 * Where not otherwise mentioned, "void *" arguments are a pointer to the
 
133
 * user data structure which must contain a field of type avl_node_t.
 
134
 *
 
135
 * Also assume the user data structures looks like:
 
136
 *      stuct my_type {
 
137
 *              ...
 
138
 *              avl_node_t      my_link;
 
139
 *              ...
 
140
 *      };
 
141
 */
 
142
 
 
143
/*
 
144
 * Initialize an AVL tree. Arguments are:
 
145
 *
 
146
 * tree   - the tree to be initialized
 
147
 * compar - function to compare two nodes, it must return exactly: -1, 0, or +1
 
148
 *          -1 for <, 0 for ==, and +1 for >
 
149
 * size   - the value of sizeof(struct my_type)
 
150
 * offset - the value of OFFSETOF(struct my_type, my_link)
 
151
 */
 
152
extern void avl_create(avl_tree_t *tree,
 
153
        int (*compar) (const void *, const void *), size_t size, size_t offset);
 
154
 
 
155
 
 
156
/*
 
157
 * Find a node with a matching value in the tree. Returns the matching node
 
158
 * found. If not found, it returns NULL and then if "where" is not NULL it sets
 
159
 * "where" for use with avl_insert() or avl_nearest().
 
160
 *
 
161
 * node   - node that has the value being looked for
 
162
 * where  - position for use with avl_nearest() or avl_insert(), may be NULL
 
163
 */
 
164
extern void *avl_find(avl_tree_t *tree, const void *node, avl_index_t *where);
 
165
 
 
166
/*
 
167
 * Insert a node into the tree.
 
168
 *
 
169
 * node   - the node to insert
 
170
 * where  - position as returned from avl_find()
 
171
 */
 
172
extern void avl_insert(avl_tree_t *tree, void *node, avl_index_t where);
 
173
 
 
174
/*
 
175
 * Insert "new_data" in "tree" in the given "direction" either after
 
176
 * or before the data "here".
 
177
 *
 
178
 * This might be usefull for avl clients caching recently accessed
 
179
 * data to avoid doing avl_find() again for insertion.
 
180
 *
 
181
 * new_data     - new data to insert
 
182
 * here         - existing node in "tree"
 
183
 * direction    - either AVL_AFTER or AVL_BEFORE the data "here".
 
184
 */
 
185
extern void avl_insert_here(avl_tree_t *tree, void *new_data, void *here,
 
186
    int direction);
 
187
 
 
188
 
 
189
/*
 
190
 * Return the first or last valued node in the tree. Will return NULL
 
191
 * if the tree is empty.
 
192
 *
 
193
 */
 
194
extern void *avl_first(avl_tree_t *tree);
 
195
extern void *avl_last(avl_tree_t *tree);
 
196
 
 
197
 
 
198
/*
 
199
 * Return the next or previous valued node in the tree.
 
200
 * AVL_NEXT() will return NULL if at the last node.
 
201
 * AVL_PREV() will return NULL if at the first node.
 
202
 *
 
203
 * node   - the node from which the next or previous node is found
 
204
 */
 
205
#define AVL_NEXT(tree, node)    avl_walk(tree, node, AVL_AFTER)
 
206
#define AVL_PREV(tree, node)    avl_walk(tree, node, AVL_BEFORE)
 
207
 
 
208
 
 
209
/*
 
210
 * Find the node with the nearest value either greater or less than
 
211
 * the value from a previous avl_find(). Returns the node or NULL if
 
212
 * there isn't a matching one.
 
213
 *
 
214
 * where     - position as returned from avl_find()
 
215
 * direction - either AVL_BEFORE or AVL_AFTER
 
216
 *
 
217
 * EXAMPLE get the greatest node that is less than a given value:
 
218
 *
 
219
 *      avl_tree_t *tree;
 
220
 *      struct my_data look_for_value = {....};
 
221
 *      struct my_data *node;
 
222
 *      struct my_data *less;
 
223
 *      avl_index_t where;
 
224
 *
 
225
 *      node = avl_find(tree, &look_for_value, &where);
 
226
 *      if (node != NULL)
 
227
 *              less = AVL_PREV(tree, node);
 
228
 *      else
 
229
 *              less = avl_nearest(tree, where, AVL_BEFORE);
 
230
 */
 
231
extern void *avl_nearest(avl_tree_t *tree, avl_index_t where, int direction);
 
232
 
 
233
 
 
234
/*
 
235
 * Add a single node to the tree.
 
236
 * The node must not be in the tree, and it must not
 
237
 * compare equal to any other node already in the tree.
 
238
 *
 
239
 * node   - the node to add
 
240
 */
 
241
extern void avl_add(avl_tree_t *tree, void *node);
 
242
 
 
243
 
 
244
/*
 
245
 * Remove a single node from the tree.  The node must be in the tree.
 
246
 *
 
247
 * node   - the node to remove
 
248
 */
 
249
extern void avl_remove(avl_tree_t *tree, void *node);
 
250
 
 
251
/*
 
252
 * Reinsert a node only if its order has changed relative to its nearest
 
253
 * neighbors. To optimize performance avl_update_lt() checks only the previous
 
254
 * node and avl_update_gt() checks only the next node. Use avl_update_lt() and
 
255
 * avl_update_gt() only if you know the direction in which the order of the
 
256
 * node may change.
 
257
 */
 
258
extern boolean_t avl_update(avl_tree_t *, void *);
 
259
extern boolean_t avl_update_lt(avl_tree_t *, void *);
 
260
extern boolean_t avl_update_gt(avl_tree_t *, void *);
 
261
 
 
262
/*
 
263
 * Return the number of nodes in the tree
 
264
 */
 
265
extern ulong_t avl_numnodes(avl_tree_t *tree);
 
266
 
 
267
/*
 
268
 * Return B_TRUE if there are zero nodes in the tree, B_FALSE otherwise.
 
269
 */
 
270
extern boolean_t avl_is_empty(avl_tree_t *tree);
 
271
 
 
272
/*
 
273
 * Used to destroy any remaining nodes in a tree. The cookie argument should
 
274
 * be initialized to NULL before the first call. Returns a node that has been
 
275
 * removed from the tree and may be free()'d. Returns NULL when the tree is
 
276
 * empty.
 
277
 *
 
278
 * Once you call avl_destroy_nodes(), you can only continuing calling it and
 
279
 * finally avl_destroy(). No other AVL routines will be valid.
 
280
 *
 
281
 * cookie - a "void *" used to save state between calls to avl_destroy_nodes()
 
282
 *
 
283
 * EXAMPLE:
 
284
 *      avl_tree_t *tree;
 
285
 *      struct my_data *node;
 
286
 *      void *cookie;
 
287
 *
 
288
 *      cookie = NULL;
 
289
 *      while ((node = avl_destroy_nodes(tree, &cookie)) != NULL)
 
290
 *              free(node);
 
291
 *      avl_destroy(tree);
 
292
 */
 
293
extern void *avl_destroy_nodes(avl_tree_t *tree, void **cookie);
 
294
 
 
295
 
 
296
/*
 
297
 * Final destroy of an AVL tree. Arguments are:
 
298
 *
 
299
 * tree   - the empty tree to destroy
 
300
 */
 
301
extern void avl_destroy(avl_tree_t *tree);
 
302
 
 
303
 
 
304
 
 
305
#ifdef  __cplusplus
 
306
}
 
307
#endif
 
308
 
 
309
#endif  /* _AVL_H */