genfio: Splitting gen_template in 2 parts
[fio.git] / hash.h
1 #ifndef _LINUX_HASH_H
2 #define _LINUX_HASH_H
3
4 #include <inttypes.h>
5 #include "arch/arch.h"
6
7 /* Fast hashing routine for a long.
8    (C) 2002 William Lee Irwin III, IBM */
9
10 /*
11  * Knuth recommends primes in approximately golden ratio to the maximum
12  * integer representable by a machine word for multiplicative hashing.
13  * Chuck Lever verified the effectiveness of this technique:
14  * http://www.citi.umich.edu/techreports/reports/citi-tr-00-1.pdf
15  *
16  * These primes are chosen to be bit-sparse, that is operations on
17  * them can use shifts and additions instead of multiplications for
18  * machines where multiplications are slow.
19  */
20
21 #if BITS_PER_LONG == 32
22 /* 2^31 + 2^29 - 2^25 + 2^22 - 2^19 - 2^16 + 1 */
23 #define GOLDEN_RATIO_PRIME 0x9e370001UL
24 #elif BITS_PER_LONG == 64
25 /*  2^63 + 2^61 - 2^57 + 2^54 - 2^51 - 2^18 + 1 */
26 #define GOLDEN_RATIO_PRIME 0x9e37fffffffc0001UL
27 #else
28 #error Define GOLDEN_RATIO_PRIME for your wordsize.
29 #endif
30
31 #define GR_PRIME_64     0x9e37fffffffc0001ULL
32
33 static inline unsigned long __hash_long(unsigned long val)
34 {
35         unsigned long hash = val;
36
37 #if BITS_PER_LONG == 64
38         /*  Sigh, gcc can't optimise this alone like it does for 32 bits. */
39         unsigned long n = hash;
40         n <<= 18;
41         hash -= n;
42         n <<= 33;
43         hash -= n;
44         n <<= 3;
45         hash += n;
46         n <<= 3;
47         hash -= n;
48         n <<= 4;
49         hash += n;
50         n <<= 2;
51         hash += n;
52 #else
53         /* On some cpus multiply is faster, on others gcc will do shifts */
54         hash *= GOLDEN_RATIO_PRIME;
55 #endif
56
57         return hash;
58 }
59
60 static inline unsigned long hash_long(unsigned long val, unsigned int bits)
61 {
62         /* High bits are more random, so use them. */
63         return __hash_long(val) >> (BITS_PER_LONG - bits);
64 }
65
66 static inline uint64_t __hash_u64(uint64_t val)
67 {
68         return val * GR_PRIME_64;
69 }
70         
71 static inline unsigned long hash_ptr(void *ptr, unsigned int bits)
72 {
73         return hash_long((uintptr_t)ptr, bits);
74 }
75
76 /*
77  * Bob Jenkins jhash
78  */
79
80 #define JHASH_INITVAL   GOLDEN_RATIO_PRIME
81
82 static inline uint32_t rol32(uint32_t word, uint32_t shift)
83 {
84         return (word << shift) | (word >> (32 - shift));
85 }
86
87 /* __jhash_mix -- mix 3 32-bit values reversibly. */
88 #define __jhash_mix(a, b, c)                    \
89 {                                               \
90         a -= c;  a ^= rol32(c, 4);  c += b;     \
91         b -= a;  b ^= rol32(a, 6);  a += c;     \
92         c -= b;  c ^= rol32(b, 8);  b += a;     \
93         a -= c;  a ^= rol32(c, 16); c += b;     \
94         b -= a;  b ^= rol32(a, 19); a += c;     \
95         c -= b;  c ^= rol32(b, 4);  b += a;     \
96 }
97
98 /* __jhash_final - final mixing of 3 32-bit values (a,b,c) into c */
99 #define __jhash_final(a, b, c)                  \
100 {                                               \
101         c ^= b; c -= rol32(b, 14);              \
102         a ^= c; a -= rol32(c, 11);              \
103         b ^= a; b -= rol32(a, 25);              \
104         c ^= b; c -= rol32(b, 16);              \
105         a ^= c; a -= rol32(c, 4);               \
106         b ^= a; b -= rol32(a, 14);              \
107         c ^= b; c -= rol32(b, 24);              \
108 }
109
110 static inline uint32_t jhash(const void *key, uint32_t length, uint32_t initval)
111 {
112         const uint8_t *k = key;
113         uint32_t a, b, c;
114
115         /* Set up the internal state */
116         a = b = c = JHASH_INITVAL + length + initval;
117
118         /* All but the last block: affect some 32 bits of (a,b,c) */
119         while (length > 12) {
120                 a += *k;
121                 b += *(k + 4);
122                 c += *(k + 8);
123                 __jhash_mix(a, b, c);
124                 length -= 12;
125                 k += 12;
126         }
127
128         /* Last block: affect all 32 bits of (c) */
129         /* All the case statements fall through */
130         switch (length) {
131         case 12: c += (uint32_t) k[11] << 24;
132         case 11: c += (uint32_t) k[10] << 16;
133         case 10: c += (uint32_t) k[9] << 8;
134         case 9:  c += k[8];
135         case 8:  b += (uint32_t) k[7] << 24;
136         case 7:  b += (uint32_t) k[6] << 16;
137         case 6:  b += (uint32_t) k[5] << 8;
138         case 5:  b += k[4];
139         case 4:  a += (uint32_t) k[3] << 24;
140         case 3:  a += (uint32_t) k[2] << 16;
141         case 2:  a += (uint32_t) k[1] << 8;
142         case 1:  a += k[0];
143                  __jhash_final(a, b, c);
144         case 0: /* Nothing left to add */
145                 break;
146         }
147
148         return c;
149 }
150
151 #endif /* _LINUX_HASH_H */