~ubuntu-branches/ubuntu/vivid/bfgminer/vivid

« back to all changes in this revision

Viewing changes to lib/str-two-way.h

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Dmitry Smirnov
  • Date: 2013-12-15 05:06:07 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20131215050607-unvjo7v9v6sd2s0q
Tags: upstream-3.8.1
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 3.8.1

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/* Byte-wise substring search, using the Two-Way algorithm.
 
2
   Copyright (C) 2008-2011 Free Software Foundation, Inc.
 
3
   This file is part of the GNU C Library.
 
4
   Written by Eric Blake <ebb9@byu.net>, 2008.
 
5
 
 
6
   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
7
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
8
   the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
 
9
   any later version.
 
10
 
 
11
   This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
12
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
13
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
14
   GNU General Public License for more details.
 
15
 
 
16
   You should have received a copy of the GNU General Public License along
 
17
   with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
 
18
   Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
 
19
 
 
20
/* Before including this file, you need to include <config.h> and
 
21
   <string.h>, and define:
 
22
     RESULT_TYPE             A macro that expands to the return type.
 
23
     AVAILABLE(h, h_l, j, n_l)
 
24
                             A macro that returns nonzero if there are
 
25
                             at least N_L bytes left starting at H[J].
 
26
                             H is 'unsigned char *', H_L, J, and N_L
 
27
                             are 'size_t'; H_L is an lvalue.  For
 
28
                             NUL-terminated searches, H_L can be
 
29
                             modified each iteration to avoid having
 
30
                             to compute the end of H up front.
 
31
 
 
32
  For case-insensitivity, you may optionally define:
 
33
     CMP_FUNC(p1, p2, l)     A macro that returns 0 iff the first L
 
34
                             characters of P1 and P2 are equal.
 
35
     CANON_ELEMENT(c)        A macro that canonicalizes an element right after
 
36
                             it has been fetched from one of the two strings.
 
37
                             The argument is an 'unsigned char'; the result
 
38
                             must be an 'unsigned char' as well.
 
39
 
 
40
  This file undefines the macros documented above, and defines
 
41
  LONG_NEEDLE_THRESHOLD.
 
42
*/
 
43
 
 
44
#include <limits.h>
 
45
#include <stdint.h>
 
46
 
 
47
/* We use the Two-Way string matching algorithm (also known as
 
48
   Chrochemore-Perrin), which guarantees linear complexity with
 
49
   constant space.  Additionally, for long needles, we also use a bad
 
50
   character shift table similar to the Boyer-Moore algorithm to
 
51
   achieve improved (potentially sub-linear) performance.
 
52
 
 
53
   See http://www-igm.univ-mlv.fr/~lecroq/string/node26.html#SECTION00260,
 
54
   http://en.wikipedia.org/wiki/Boyer-Moore_string_search_algorithm,
 
55
   http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.34.6641&rep=rep1&type=pdf
 
56
*/
 
57
 
 
58
/* Point at which computing a bad-byte shift table is likely to be
 
59
   worthwhile.  Small needles should not compute a table, since it
 
60
   adds (1 << CHAR_BIT) + NEEDLE_LEN computations of preparation for a
 
61
   speedup no greater than a factor of NEEDLE_LEN.  The larger the
 
62
   needle, the better the potential performance gain.  On the other
 
63
   hand, on non-POSIX systems with CHAR_BIT larger than eight, the
 
64
   memory required for the table is prohibitive.  */
 
65
#if CHAR_BIT < 10
 
66
# define LONG_NEEDLE_THRESHOLD 32U
 
67
#else
 
68
# define LONG_NEEDLE_THRESHOLD SIZE_MAX
 
69
#endif
 
70
 
 
71
#ifndef MAX
 
72
# define MAX(a, b) ((a < b) ? (b) : (a))
 
73
#endif
 
74
 
 
75
#ifndef CANON_ELEMENT
 
76
# define CANON_ELEMENT(c) c
 
77
#endif
 
78
#ifndef CMP_FUNC
 
79
# define CMP_FUNC memcmp
 
80
#endif
 
81
 
 
82
/* Perform a critical factorization of NEEDLE, of length NEEDLE_LEN.
 
83
   Return the index of the first byte in the right half, and set
 
84
   *PERIOD to the global period of the right half.
 
85
 
 
86
   The global period of a string is the smallest index (possibly its
 
87
   length) at which all remaining bytes in the string are repetitions
 
88
   of the prefix (the last repetition may be a subset of the prefix).
 
89
 
 
90
   When NEEDLE is factored into two halves, a local period is the
 
91
   length of the smallest word that shares a suffix with the left half
 
92
   and shares a prefix with the right half.  All factorizations of a
 
93
   non-empty NEEDLE have a local period of at least 1 and no greater
 
94
   than NEEDLE_LEN.
 
95
 
 
96
   A critical factorization has the property that the local period
 
97
   equals the global period.  All strings have at least one critical
 
98
   factorization with the left half smaller than the global period.
 
99
   And while some strings have more than one critical factorization,
 
100
   it is provable that with an ordered alphabet, at least one of the
 
101
   critical factorizations corresponds to a maximal suffix.
 
102
 
 
103
   Given an ordered alphabet, a critical factorization can be computed
 
104
   in linear time, with 2 * NEEDLE_LEN comparisons, by computing the
 
105
   shorter of two ordered maximal suffixes.  The ordered maximal
 
106
   suffixes are determined by lexicographic comparison while tracking
 
107
   periodicity.  */
 
108
static size_t
 
109
critical_factorization (const unsigned char *needle, size_t needle_len,
 
110
                        size_t *period)
 
111
{
 
112
  /* Index of last byte of left half, or SIZE_MAX.  */
 
113
  size_t max_suffix, max_suffix_rev;
 
114
  size_t j; /* Index into NEEDLE for current candidate suffix.  */
 
115
  size_t k; /* Offset into current period.  */
 
116
  size_t p; /* Intermediate period.  */
 
117
  unsigned char a, b; /* Current comparison bytes.  */
 
118
 
 
119
  /* Special case NEEDLE_LEN of 1 or 2 (all callers already filtered
 
120
     out 0-length needles.  */
 
121
  if (needle_len < 3)
 
122
    {
 
123
      *period = 1;
 
124
      return needle_len - 1;
 
125
    }
 
126
 
 
127
  /* Invariants:
 
128
     0 <= j < NEEDLE_LEN - 1
 
129
     -1 <= max_suffix{,_rev} < j (treating SIZE_MAX as if it were signed)
 
130
     min(max_suffix, max_suffix_rev) < global period of NEEDLE
 
131
     1 <= p <= global period of NEEDLE
 
132
     p == global period of the substring NEEDLE[max_suffix{,_rev}+1...j]
 
133
     1 <= k <= p
 
134
  */
 
135
 
 
136
  /* Perform lexicographic search.  */
 
137
  max_suffix = SIZE_MAX;
 
138
  j = 0;
 
139
  k = p = 1;
 
140
  while (j + k < needle_len)
 
141
    {
 
142
      a = CANON_ELEMENT (needle[j + k]);
 
143
      b = CANON_ELEMENT (needle[max_suffix + k]);
 
144
      if (a < b)
 
145
        {
 
146
          /* Suffix is smaller, period is entire prefix so far.  */
 
147
          j += k;
 
148
          k = 1;
 
149
          p = j - max_suffix;
 
150
        }
 
151
      else if (a == b)
 
152
        {
 
153
          /* Advance through repetition of the current period.  */
 
154
          if (k != p)
 
155
            ++k;
 
156
          else
 
157
            {
 
158
              j += p;
 
159
              k = 1;
 
160
            }
 
161
        }
 
162
      else /* b < a */
 
163
        {
 
164
          /* Suffix is larger, start over from current location.  */
 
165
          max_suffix = j++;
 
166
          k = p = 1;
 
167
        }
 
168
    }
 
169
  *period = p;
 
170
 
 
171
  /* Perform reverse lexicographic search.  */
 
172
  max_suffix_rev = SIZE_MAX;
 
173
  j = 0;
 
174
  k = p = 1;
 
175
  while (j + k < needle_len)
 
176
    {
 
177
      a = CANON_ELEMENT (needle[j + k]);
 
178
      b = CANON_ELEMENT (needle[max_suffix_rev + k]);
 
179
      if (b < a)
 
180
        {
 
181
          /* Suffix is smaller, period is entire prefix so far.  */
 
182
          j += k;
 
183
          k = 1;
 
184
          p = j - max_suffix_rev;
 
185
        }
 
186
      else if (a == b)
 
187
        {
 
188
          /* Advance through repetition of the current period.  */
 
189
          if (k != p)
 
190
            ++k;
 
191
          else
 
192
            {
 
193
              j += p;
 
194
              k = 1;
 
195
            }
 
196
        }
 
197
      else /* a < b */
 
198
        {
 
199
          /* Suffix is larger, start over from current location.  */
 
200
          max_suffix_rev = j++;
 
201
          k = p = 1;
 
202
        }
 
203
    }
 
204
 
 
205
  /* Choose the shorter suffix.  Return the index of the first byte of
 
206
     the right half, rather than the last byte of the left half.
 
207
 
 
208
     For some examples, 'banana' has two critical factorizations, both
 
209
     exposed by the two lexicographic extreme suffixes of 'anana' and
 
210
     'nana', where both suffixes have a period of 2.  On the other
 
211
     hand, with 'aab' and 'bba', both strings have a single critical
 
212
     factorization of the last byte, with the suffix having a period
 
213
     of 1.  While the maximal lexicographic suffix of 'aab' is 'b',
 
214
     the maximal lexicographic suffix of 'bba' is 'ba', which is not a
 
215
     critical factorization.  Conversely, the maximal reverse
 
216
     lexicographic suffix of 'a' works for 'bba', but not 'ab' for
 
217
     'aab'.  The shorter suffix of the two will always be a critical
 
218
     factorization.  */
 
219
  if (max_suffix_rev + 1 < max_suffix + 1)
 
220
    return max_suffix + 1;
 
221
  *period = p;
 
222
  return max_suffix_rev + 1;
 
223
}
 
224
 
 
225
/* Return the first location of non-empty NEEDLE within HAYSTACK, or
 
226
   NULL.  HAYSTACK_LEN is the minimum known length of HAYSTACK.  This
 
227
   method is optimized for NEEDLE_LEN < LONG_NEEDLE_THRESHOLD.
 
228
   Performance is guaranteed to be linear, with an initialization cost
 
229
   of 2 * NEEDLE_LEN comparisons.
 
230
 
 
231
   If AVAILABLE does not modify HAYSTACK_LEN (as in memmem), then at
 
232
   most 2 * HAYSTACK_LEN - NEEDLE_LEN comparisons occur in searching.
 
233
   If AVAILABLE modifies HAYSTACK_LEN (as in strstr), then at most 3 *
 
234
   HAYSTACK_LEN - NEEDLE_LEN comparisons occur in searching.  */
 
235
static RETURN_TYPE
 
236
two_way_short_needle (const unsigned char *haystack, size_t haystack_len,
 
237
                      const unsigned char *needle, size_t needle_len)
 
238
{
 
239
  size_t i; /* Index into current byte of NEEDLE.  */
 
240
  size_t j; /* Index into current window of HAYSTACK.  */
 
241
  size_t period; /* The period of the right half of needle.  */
 
242
  size_t suffix; /* The index of the right half of needle.  */
 
243
 
 
244
  /* Factor the needle into two halves, such that the left half is
 
245
     smaller than the global period, and the right half is
 
246
     periodic (with a period as large as NEEDLE_LEN - suffix).  */
 
247
  suffix = critical_factorization (needle, needle_len, &period);
 
248
 
 
249
  /* Perform the search.  Each iteration compares the right half
 
250
     first.  */
 
251
  if (CMP_FUNC (needle, needle + period, suffix) == 0)
 
252
    {
 
253
      /* Entire needle is periodic; a mismatch in the left half can
 
254
         only advance by the period, so use memory to avoid rescanning
 
255
         known occurrences of the period in the right half.  */
 
256
      size_t memory = 0;
 
257
      j = 0;
 
258
      while (AVAILABLE (haystack, haystack_len, j, needle_len))
 
259
        {
 
260
          /* Scan for matches in right half.  */
 
261
          i = MAX (suffix, memory);
 
262
          while (i < needle_len && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
263
                                    == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
264
            ++i;
 
265
          if (needle_len <= i)
 
266
            {
 
267
              /* Scan for matches in left half.  */
 
268
              i = suffix - 1;
 
269
              while (memory < i + 1 && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
270
                                        == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
271
                --i;
 
272
              if (i + 1 < memory + 1)
 
273
                return (RETURN_TYPE) (haystack + j);
 
274
              /* No match, so remember how many repetitions of period
 
275
                 on the right half were scanned.  */
 
276
              j += period;
 
277
              memory = needle_len - period;
 
278
            }
 
279
          else
 
280
            {
 
281
              j += i - suffix + 1;
 
282
              memory = 0;
 
283
            }
 
284
        }
 
285
    }
 
286
  else
 
287
    {
 
288
      /* The two halves of needle are distinct; no extra memory is
 
289
         required, and any mismatch results in a maximal shift.  */
 
290
      period = MAX (suffix, needle_len - suffix) + 1;
 
291
      j = 0;
 
292
      while (AVAILABLE (haystack, haystack_len, j, needle_len))
 
293
        {
 
294
          /* Scan for matches in right half.  */
 
295
          i = suffix;
 
296
          while (i < needle_len && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
297
                                    == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
298
            ++i;
 
299
          if (needle_len <= i)
 
300
            {
 
301
              /* Scan for matches in left half.  */
 
302
              i = suffix - 1;
 
303
              while (i != SIZE_MAX && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
304
                                       == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
305
                --i;
 
306
              if (i == SIZE_MAX)
 
307
                return (RETURN_TYPE) (haystack + j);
 
308
              j += period;
 
309
            }
 
310
          else
 
311
            j += i - suffix + 1;
 
312
        }
 
313
    }
 
314
  return NULL;
 
315
}
 
316
 
 
317
/* Return the first location of non-empty NEEDLE within HAYSTACK, or
 
318
   NULL.  HAYSTACK_LEN is the minimum known length of HAYSTACK.  This
 
319
   method is optimized for LONG_NEEDLE_THRESHOLD <= NEEDLE_LEN.
 
320
   Performance is guaranteed to be linear, with an initialization cost
 
321
   of 3 * NEEDLE_LEN + (1 << CHAR_BIT) operations.
 
322
 
 
323
   If AVAILABLE does not modify HAYSTACK_LEN (as in memmem), then at
 
324
   most 2 * HAYSTACK_LEN - NEEDLE_LEN comparisons occur in searching,
 
325
   and sublinear performance O(HAYSTACK_LEN / NEEDLE_LEN) is possible.
 
326
   If AVAILABLE modifies HAYSTACK_LEN (as in strstr), then at most 3 *
 
327
   HAYSTACK_LEN - NEEDLE_LEN comparisons occur in searching, and
 
328
   sublinear performance is not possible.  */
 
329
static RETURN_TYPE
 
330
two_way_long_needle (const unsigned char *haystack, size_t haystack_len,
 
331
                     const unsigned char *needle, size_t needle_len)
 
332
{
 
333
  size_t i; /* Index into current byte of NEEDLE.  */
 
334
  size_t j; /* Index into current window of HAYSTACK.  */
 
335
  size_t period; /* The period of the right half of needle.  */
 
336
  size_t suffix; /* The index of the right half of needle.  */
 
337
  size_t shift_table[1U << CHAR_BIT]; /* See below.  */
 
338
 
 
339
  /* Factor the needle into two halves, such that the left half is
 
340
     smaller than the global period, and the right half is
 
341
     periodic (with a period as large as NEEDLE_LEN - suffix).  */
 
342
  suffix = critical_factorization (needle, needle_len, &period);
 
343
 
 
344
  /* Populate shift_table.  For each possible byte value c,
 
345
     shift_table[c] is the distance from the last occurrence of c to
 
346
     the end of NEEDLE, or NEEDLE_LEN if c is absent from the NEEDLE.
 
347
     shift_table[NEEDLE[NEEDLE_LEN - 1]] contains the only 0.  */
 
348
  for (i = 0; i < 1U << CHAR_BIT; i++)
 
349
    shift_table[i] = needle_len;
 
350
  for (i = 0; i < needle_len; i++)
 
351
    shift_table[CANON_ELEMENT (needle[i])] = needle_len - i - 1;
 
352
 
 
353
  /* Perform the search.  Each iteration compares the right half
 
354
     first.  */
 
355
  if (CMP_FUNC (needle, needle + period, suffix) == 0)
 
356
    {
 
357
      /* Entire needle is periodic; a mismatch in the left half can
 
358
         only advance by the period, so use memory to avoid rescanning
 
359
         known occurrences of the period in the right half.  */
 
360
      size_t memory = 0;
 
361
      size_t shift;
 
362
      j = 0;
 
363
      while (AVAILABLE (haystack, haystack_len, j, needle_len))
 
364
        {
 
365
          /* Check the last byte first; if it does not match, then
 
366
             shift to the next possible match location.  */
 
367
          shift = shift_table[CANON_ELEMENT (haystack[j + needle_len - 1])];
 
368
          if (0 < shift)
 
369
            {
 
370
              if (memory && shift < period)
 
371
                {
 
372
                  /* Since needle is periodic, but the last period has
 
373
                     a byte out of place, there can be no match until
 
374
                     after the mismatch.  */
 
375
                  shift = needle_len - period;
 
376
                }
 
377
              memory = 0;
 
378
              j += shift;
 
379
              continue;
 
380
            }
 
381
          /* Scan for matches in right half.  The last byte has
 
382
             already been matched, by virtue of the shift table.  */
 
383
          i = MAX (suffix, memory);
 
384
          while (i < needle_len - 1 && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
385
                                        == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
386
            ++i;
 
387
          if (needle_len - 1 <= i)
 
388
            {
 
389
              /* Scan for matches in left half.  */
 
390
              i = suffix - 1;
 
391
              while (memory < i + 1 && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
392
                                        == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
393
                --i;
 
394
              if (i + 1 < memory + 1)
 
395
                return (RETURN_TYPE) (haystack + j);
 
396
              /* No match, so remember how many repetitions of period
 
397
                 on the right half were scanned.  */
 
398
              j += period;
 
399
              memory = needle_len - period;
 
400
            }
 
401
          else
 
402
            {
 
403
              j += i - suffix + 1;
 
404
              memory = 0;
 
405
            }
 
406
        }
 
407
    }
 
408
  else
 
409
    {
 
410
      /* The two halves of needle are distinct; no extra memory is
 
411
         required, and any mismatch results in a maximal shift.  */
 
412
      size_t shift;
 
413
      period = MAX (suffix, needle_len - suffix) + 1;
 
414
      j = 0;
 
415
      while (AVAILABLE (haystack, haystack_len, j, needle_len))
 
416
        {
 
417
          /* Check the last byte first; if it does not match, then
 
418
             shift to the next possible match location.  */
 
419
          shift = shift_table[CANON_ELEMENT (haystack[j + needle_len - 1])];
 
420
          if (0 < shift)
 
421
            {
 
422
              j += shift;
 
423
              continue;
 
424
            }
 
425
          /* Scan for matches in right half.  The last byte has
 
426
             already been matched, by virtue of the shift table.  */
 
427
          i = suffix;
 
428
          while (i < needle_len - 1 && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
429
                                        == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
430
            ++i;
 
431
          if (needle_len - 1 <= i)
 
432
            {
 
433
              /* Scan for matches in left half.  */
 
434
              i = suffix - 1;
 
435
              while (i != SIZE_MAX && (CANON_ELEMENT (needle[i])
 
436
                                       == CANON_ELEMENT (haystack[i + j])))
 
437
                --i;
 
438
              if (i == SIZE_MAX)
 
439
                return (RETURN_TYPE) (haystack + j);
 
440
              j += period;
 
441
            }
 
442
          else
 
443
            j += i - suffix + 1;
 
444
        }
 
445
    }
 
446
  return NULL;
 
447
}
 
448
 
 
449
#undef AVAILABLE
 
450
#undef CANON_ELEMENT
 
451
#undef CMP_FUNC
 
452
#undef MAX
 
453
#undef RETURN_TYPE