1 /* Functions to support link list bitsets.
2 
3    Copyright (C) 2002-2004, 2006, 2009-2012 Free Software Foundation,
4    Inc.
5 
6    Contributed by Michael Hayes (m.hayes@elec.canterbury.ac.nz).
7 
8    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
9    it under the terms of the GNU General Public License as published by
10    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
11    (at your option) any later version.
12 
13    This program is distributed in the hope that it will be useful,
14    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16    GNU General Public License for more details.
17 
18    You should have received a copy of the GNU General Public License
19    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20 
21 #include <config.h>
22 
23 #include "lbitset.h"
24 
25 #include "obstack.h"
26 #include <stddef.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <stdio.h>
29 #include <string.h>
30 
31 /* This file implements linked-list bitsets.  These bitsets can be of
32    arbitrary length and are more efficient than arrays of bits for
33    large sparse sets.
34 
35    Usually if all the bits in an element are zero we remove the element
36    from the list.  However, a side effect of the bit caching is that we
37    do not always notice when an element becomes zero.  Hence the
38    lbitset_weed function which removes zero elements.  */
39 
40 
41 /* Number of words to use for each element.  The larger the value the
42    greater the size of the cache and the shorter the time to find a given bit
43    but the more memory wasted for sparse bitsets and the longer the time
44    to search for set bits.
45 
46    The routines that dominate timing profiles are lbitset_elt_find
47    and lbitset_elt_link, especially when accessing the bits randomly.  */
48 
49 #define LBITSET_ELT_WORDS 2
50 
51 typedef bitset_word lbitset_word;
52 
53 #define LBITSET_WORD_BITS BITSET_WORD_BITS
54 
55 /* Number of bits stored in each element.  */
56 #define LBITSET_ELT_BITS \
57   ((unsigned int) (LBITSET_ELT_WORDS * LBITSET_WORD_BITS))
58 
59 /* Lbitset element.   We use an array of bits for each element.
60    These are linked together in a doubly-linked list.  */
61 typedef struct lbitset_elt_struct
62 {
63   struct lbitset_elt_struct *next;	/* Next element.  */
64   struct lbitset_elt_struct *prev;	/* Previous element.  */
65   bitset_windex index;	/* bitno / BITSET_WORD_BITS.  */
66   bitset_word words[LBITSET_ELT_WORDS];	/* Bits that are set.  */
67 }
68 lbitset_elt;
69 
70 
71 enum lbitset_find_mode
72   { LBITSET_FIND, LBITSET_CREATE, LBITSET_SUBST };
73 
74 static lbitset_elt lbitset_zero_elts[3]; /* Elements of all zero bits.  */
75 
76 /* Obstack to allocate bitset elements from.  */
77 static struct obstack lbitset_obstack;
78 static bool lbitset_obstack_init = false;
79 static lbitset_elt *lbitset_free_list;	/* Free list of bitset elements.  */
80 
81 extern void debug_lbitset (bitset);
82 
83 #define LBITSET_CURRENT1(X) \
84   ((lbitset_elt *) (void *) ((char *) (X) - offsetof (lbitset_elt, words)))
85 
86 #define LBITSET_CURRENT(X) LBITSET_CURRENT1((X)->b.cdata)
87 
88 #define LBITSET_HEAD(X) ((X)->l.head)
89 #define LBITSET_TAIL(X) ((X)->l.tail)
90 
91 /* Allocate a lbitset element.  The bits are not cleared.  */
92 static inline lbitset_elt *
lbitset_elt_alloc(void)93 lbitset_elt_alloc (void)
94 {
95   lbitset_elt *elt;
96 
97   if (lbitset_free_list != 0)
98     {
99       elt = lbitset_free_list;
100       lbitset_free_list = elt->next;
101     }
102   else
103     {
104       if (!lbitset_obstack_init)
105 	{
106 	  lbitset_obstack_init = true;
107 
108 	  /* Let particular systems override the size of a chunk.  */
109 
110 #ifndef OBSTACK_CHUNK_SIZE
111 #define OBSTACK_CHUNK_SIZE 0
112 #endif
113 
114 	  /* Let them override the alloc and free routines too.  */
115 
116 #ifndef OBSTACK_CHUNK_ALLOC
117 #define OBSTACK_CHUNK_ALLOC xmalloc
118 #endif
119 
120 #ifndef OBSTACK_CHUNK_FREE
121 #define OBSTACK_CHUNK_FREE free
122 #endif
123 
124 #if ! defined __GNUC__ || __GNUC__ < 2
125 #define __alignof__(type) 0
126 #endif
127 
128 	  obstack_specify_allocation (&lbitset_obstack, OBSTACK_CHUNK_SIZE,
129 				      __alignof__ (lbitset_elt),
130 				      OBSTACK_CHUNK_ALLOC,
131 				      OBSTACK_CHUNK_FREE);
132 	}
133 
134       /* Perhaps we should add a number of new elements to the free
135 	 list.  */
136       elt = (lbitset_elt *) obstack_alloc (&lbitset_obstack,
137 					   sizeof (lbitset_elt));
138     }
139 
140   return elt;
141 }
142 
143 
144 /* Allocate a lbitset element.  The bits are cleared.  */
145 static inline lbitset_elt *
lbitset_elt_calloc(void)146 lbitset_elt_calloc (void)
147 {
148   lbitset_elt *elt;
149 
150   elt = lbitset_elt_alloc ();
151   memset (elt->words, 0, sizeof (elt->words));
152   return elt;
153 }
154 
155 
156 static inline void
lbitset_elt_free(lbitset_elt * elt)157 lbitset_elt_free (lbitset_elt *elt)
158 {
159   elt->next = lbitset_free_list;
160   lbitset_free_list = elt;
161 }
162 
163 
164 /* Unlink element ELT from bitset BSET.  */
165 static inline void
lbitset_elt_unlink(bitset bset,lbitset_elt * elt)166 lbitset_elt_unlink (bitset bset, lbitset_elt *elt)
167 {
168   lbitset_elt *next = elt->next;
169   lbitset_elt *prev = elt->prev;
170 
171   if (prev)
172     prev->next = next;
173 
174   if (next)
175     next->prev = prev;
176 
177   if (LBITSET_HEAD (bset) == elt)
178     LBITSET_HEAD (bset) = next;
179   if (LBITSET_TAIL (bset) == elt)
180     LBITSET_TAIL (bset) = prev;
181 
182   /* Update cache pointer.  Since the first thing we try is to insert
183      before current, make current the next entry in preference to the
184      previous.  */
185   if (LBITSET_CURRENT (bset) == elt)
186     {
187       if (next)
188 	{
189 	  bset->b.cdata = next->words;
190 	  bset->b.cindex = next->index;
191 	}
192       else if (prev)
193 	{
194 	  bset->b.cdata = prev->words;
195 	  bset->b.cindex = prev->index;
196 	}
197       else
198 	{
199 	  bset->b.csize = 0;
200 	  bset->b.cdata = 0;
201 	}
202     }
203 
204   lbitset_elt_free (elt);
205 }
206 
207 
208 /* Cut the chain of bitset BSET before element ELT and free the
209    elements.  */
210 static inline void
lbitset_prune(bitset bset,lbitset_elt * elt)211 lbitset_prune (bitset bset, lbitset_elt *elt)
212 {
213   lbitset_elt *next;
214 
215   if (!elt)
216     return;
217 
218   if (elt->prev)
219     {
220       LBITSET_TAIL (bset) = elt->prev;
221       bset->b.cdata = elt->prev->words;
222       bset->b.cindex = elt->prev->index;
223       elt->prev->next = 0;
224     }
225   else
226     {
227       LBITSET_HEAD (bset) = 0;
228       LBITSET_TAIL (bset) = 0;
229       bset->b.cdata = 0;
230       bset->b.csize = 0;
231     }
232 
233   for (; elt; elt = next)
234     {
235       next = elt->next;
236       lbitset_elt_free (elt);
237     }
238 }
239 
240 
241 /* Are all bits in an element zero?  */
242 static inline bool
lbitset_elt_zero_p(lbitset_elt * elt)243 lbitset_elt_zero_p (lbitset_elt *elt)
244 {
245   int i;
246 
247   for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++)
248     if (elt->words[i])
249       return false;
250 
251   return true;
252 }
253 
254 
255 /* Link the bitset element into the current bitset linked list.  */
256 static inline void
lbitset_elt_link(bitset bset,lbitset_elt * elt)257 lbitset_elt_link (bitset bset, lbitset_elt *elt)
258 {
259   bitset_windex windex = elt->index;
260   lbitset_elt *ptr;
261   lbitset_elt *current;
262 
263   if (bset->b.csize)
264     current = LBITSET_CURRENT (bset);
265   else
266     current = LBITSET_HEAD (bset);
267 
268   /* If this is the first and only element, add it in.  */
269   if (LBITSET_HEAD (bset) == 0)
270     {
271       elt->next = elt->prev = 0;
272       LBITSET_HEAD (bset) = elt;
273       LBITSET_TAIL (bset) = elt;
274     }
275 
276   /* If this index is less than that of the current element, it goes
277      somewhere before the current element.  */
278   else if (windex < bset->b.cindex)
279     {
280       for (ptr = current;
281 	   ptr->prev && ptr->prev->index > windex; ptr = ptr->prev)
282 	continue;
283 
284       if (ptr->prev)
285 	ptr->prev->next = elt;
286       else
287 	LBITSET_HEAD (bset) = elt;
288 
289       elt->prev = ptr->prev;
290       elt->next = ptr;
291       ptr->prev = elt;
292     }
293 
294   /* Otherwise, it must go somewhere after the current element.  */
295   else
296     {
297       for (ptr = current;
298 	   ptr->next && ptr->next->index < windex; ptr = ptr->next)
299 	continue;
300 
301       if (ptr->next)
302 	ptr->next->prev = elt;
303       else
304 	LBITSET_TAIL (bset) = elt;
305 
306       elt->next = ptr->next;
307       elt->prev = ptr;
308       ptr->next = elt;
309     }
310 
311   /* Set up so this is the first element searched.  */
312   bset->b.cindex = windex;
313   bset->b.csize = LBITSET_ELT_WORDS;
314   bset->b.cdata = elt->words;
315 }
316 
317 
318 static lbitset_elt *
lbitset_elt_find(bitset bset,bitset_windex windex,enum lbitset_find_mode mode)319 lbitset_elt_find (bitset bset, bitset_windex windex,
320 		  enum lbitset_find_mode mode)
321 {
322   lbitset_elt *elt;
323   lbitset_elt *current;
324 
325   if (bset->b.csize)
326     {
327       current = LBITSET_CURRENT (bset);
328       /* Check if element is the cached element.  */
329       if ((windex - bset->b.cindex) < bset->b.csize)
330 	return current;
331     }
332   else
333     {
334       current = LBITSET_HEAD (bset);
335     }
336 
337   if (current)
338     {
339       if (windex < bset->b.cindex)
340 	{
341 	  for (elt = current;
342 	       elt->prev && elt->index > windex; elt = elt->prev)
343 	    continue;
344 	}
345       else
346 	{
347 	  for (elt = current;
348 	       elt->next && (elt->index + LBITSET_ELT_WORDS - 1) < windex;
349 	       elt = elt->next)
350 	    continue;
351 	}
352 
353       /* ELT is the nearest to the one we want.  If it's not the one
354 	 we want, the one we want does not exist.  */
355       if (windex - elt->index < LBITSET_ELT_WORDS)
356 	{
357 	  bset->b.cindex = elt->index;
358 	  bset->b.csize = LBITSET_ELT_WORDS;
359 	  bset->b.cdata = elt->words;
360 	  return elt;
361 	}
362     }
363 
364   switch (mode)
365     {
366     default:
367       abort ();
368 
369     case LBITSET_FIND:
370       return 0;
371 
372     case LBITSET_CREATE:
373       windex -= windex % LBITSET_ELT_WORDS;
374 
375       elt = lbitset_elt_calloc ();
376       elt->index = windex;
377       lbitset_elt_link (bset, elt);
378       return elt;
379 
380     case LBITSET_SUBST:
381       return &lbitset_zero_elts[0];
382     }
383 }
384 
385 
386 /* Weed out the zero elements from the list.  */
387 static inline void
lbitset_weed(bitset bset)388 lbitset_weed (bitset bset)
389 {
390   lbitset_elt *elt;
391   lbitset_elt *next;
392 
393   for (elt = LBITSET_HEAD (bset); elt; elt = next)
394     {
395       next = elt->next;
396       if (lbitset_elt_zero_p (elt))
397 	lbitset_elt_unlink (bset, elt);
398     }
399 }
400 
401 
402 /* Set all bits in the bitset to zero.  */
403 static void
lbitset_zero(bitset bset)404 lbitset_zero (bitset bset)
405 {
406   lbitset_elt *head;
407 
408   head = LBITSET_HEAD (bset);
409   if (!head)
410     return;
411 
412   /* Clear a bitset by freeing the linked list at the head element.  */
413   lbitset_prune (bset, head);
414 }
415 
416 
417 /* Is DST == SRC?  */
418 static inline bool
lbitset_equal_p(bitset dst,bitset src)419 lbitset_equal_p (bitset dst, bitset src)
420 {
421   lbitset_elt *selt;
422   lbitset_elt *delt;
423   int j;
424 
425   if (src == dst)
426     return true;
427 
428   lbitset_weed (src);
429   lbitset_weed (dst);
430   for (selt = LBITSET_HEAD (src), delt = LBITSET_HEAD (dst);
431        selt && delt; selt = selt->next, delt = delt->next)
432     {
433       if (selt->index != delt->index)
434 	return false;
435 
436       for (j = 0; j < LBITSET_ELT_WORDS; j++)
437 	if (delt->words[j] != selt->words[j])
438 	  return false;
439     }
440   return !selt && !delt;
441 }
442 
443 
444 /* Copy bits from bitset SRC to bitset DST.  */
445 static inline void
lbitset_copy(bitset dst,bitset src)446 lbitset_copy (bitset dst, bitset src)
447 {
448   lbitset_elt *elt;
449   lbitset_elt *head;
450   lbitset_elt *prev;
451   lbitset_elt *tmp;
452 
453   if (src == dst)
454     return;
455 
456   lbitset_zero (dst);
457 
458   head = LBITSET_HEAD (src);
459   if (!head)
460     return;
461 
462   prev = 0;
463   for (elt = head; elt; elt = elt->next)
464     {
465       tmp = lbitset_elt_alloc ();
466       tmp->index = elt->index;
467       tmp->prev = prev;
468       tmp->next = 0;
469       if (prev)
470 	prev->next = tmp;
471       else
472 	LBITSET_HEAD (dst) = tmp;
473       prev = tmp;
474 
475       memcpy (tmp->words, elt->words, sizeof (elt->words));
476     }
477   LBITSET_TAIL (dst) = tmp;
478 
479   dst->b.csize = LBITSET_ELT_WORDS;
480   dst->b.cdata = LBITSET_HEAD (dst)->words;
481   dst->b.cindex = LBITSET_HEAD (dst)->index;
482 }
483 
484 
485 /* Copy bits from bitset SRC to bitset DST.  Return true if
486    bitsets different.  */
487 static inline bool
lbitset_copy_cmp(bitset dst,bitset src)488 lbitset_copy_cmp (bitset dst, bitset src)
489 {
490   if (src == dst)
491     return false;
492 
493   if (!LBITSET_HEAD (dst))
494     {
495       lbitset_copy (dst, src);
496       return LBITSET_HEAD (src) != 0;
497     }
498 
499   if (lbitset_equal_p (dst, src))
500     return false;
501 
502   lbitset_copy (dst, src);
503   return true;
504 }
505 
506 
507 static bitset_bindex
lbitset_resize(bitset src,bitset_bindex size)508 lbitset_resize (bitset src, bitset_bindex size)
509 {
510     BITSET_NBITS_ (src) = size;
511 
512     /* Need to prune any excess bits.  FIXME.  */
513     return size;
514 }
515 
516 /* Set bit BITNO in bitset DST.  */
517 static void
lbitset_set(bitset dst,bitset_bindex bitno)518 lbitset_set (bitset dst, bitset_bindex bitno)
519 {
520   bitset_windex windex = bitno / BITSET_WORD_BITS;
521 
522   lbitset_elt_find (dst, windex, LBITSET_CREATE);
523 
524   dst->b.cdata[windex - dst->b.cindex] |=
525     (bitset_word) 1 << (bitno % BITSET_WORD_BITS);
526 }
527 
528 
529 /* Reset bit BITNO in bitset DST.  */
530 static void
lbitset_reset(bitset dst,bitset_bindex bitno)531 lbitset_reset (bitset dst, bitset_bindex bitno)
532 {
533   bitset_windex windex = bitno / BITSET_WORD_BITS;
534 
535   if (!lbitset_elt_find (dst, windex, LBITSET_FIND))
536     return;
537 
538   dst->b.cdata[windex - dst->b.cindex] &=
539     ~((bitset_word) 1 << (bitno % BITSET_WORD_BITS));
540 
541   /* If all the data is zero, perhaps we should unlink it now...  */
542 }
543 
544 
545 /* Test bit BITNO in bitset SRC.  */
546 static bool
lbitset_test(bitset src,bitset_bindex bitno)547 lbitset_test (bitset src, bitset_bindex bitno)
548 {
549   bitset_windex windex = bitno / BITSET_WORD_BITS;
550 
551   return (lbitset_elt_find (src, windex, LBITSET_FIND)
552 	  && ((src->b.cdata[windex - src->b.cindex]
553 	       >> (bitno % BITSET_WORD_BITS))
554 	      & 1));
555 }
556 
557 
558 static void
lbitset_free(bitset bset)559 lbitset_free (bitset bset)
560 {
561   lbitset_zero (bset);
562 }
563 
564 
565 /* Find list of up to NUM bits set in BSET starting from and including
566  *NEXT and store in array LIST.  Return with actual number of bits
567  found and with *NEXT indicating where search stopped.  */
568 static bitset_bindex
lbitset_list_reverse(bitset bset,bitset_bindex * list,bitset_bindex num,bitset_bindex * next)569 lbitset_list_reverse (bitset bset, bitset_bindex *list,
570 		      bitset_bindex num, bitset_bindex *next)
571 {
572   bitset_bindex rbitno;
573   bitset_bindex bitno;
574   unsigned int bcount;
575   bitset_bindex boffset;
576   bitset_windex windex;
577   bitset_bindex count;
578   lbitset_elt *elt;
579   bitset_word word;
580   bitset_bindex n_bits;
581 
582   elt = LBITSET_TAIL (bset);
583   if (!elt)
584     return 0;
585 
586   n_bits = (elt->index + LBITSET_ELT_WORDS) * BITSET_WORD_BITS;
587   rbitno = *next;
588 
589   if (rbitno >= n_bits)
590     return 0;
591 
592   bitno = n_bits - (rbitno + 1);
593 
594   windex = bitno / BITSET_WORD_BITS;
595 
596   /* Skip back to starting element.  */
597   for (; elt && elt->index > windex; elt = elt->prev)
598     continue;
599 
600   if (!elt)
601     return 0;
602 
603   if (windex >= elt->index + LBITSET_ELT_WORDS)
604     {
605       /* We are trying to start in no-mans land so start
606 	 at end of current elt.  */
607       bcount = BITSET_WORD_BITS - 1;
608       windex = elt->index + LBITSET_ELT_WORDS - 1;
609     }
610   else
611     {
612       bcount = bitno % BITSET_WORD_BITS;
613     }
614 
615   count = 0;
616   boffset = windex * BITSET_WORD_BITS;
617 
618   /* If num is 1, we could speed things up with a binary search
619      of the word of interest.  */
620 
621   while (elt)
622     {
623       bitset_word *srcp = elt->words;
624 
625       for (; (windex - elt->index) < LBITSET_ELT_WORDS;
626 	   windex--, boffset -= BITSET_WORD_BITS,
627 	     bcount = BITSET_WORD_BITS - 1)
628 	{
629 	  word =
630 	    srcp[windex - elt->index] << (BITSET_WORD_BITS - 1 - bcount);
631 
632 	  for (; word; bcount--)
633 	    {
634 	      if (word & BITSET_MSB)
635 		{
636 		  list[count++] = boffset + bcount;
637 		  if (count >= num)
638 		    {
639 		      *next = n_bits - (boffset + bcount);
640 		      return count;
641 		    }
642 		}
643 	      word <<= 1;
644 	    }
645 	}
646 
647       elt = elt->prev;
648       if (elt)
649 	{
650 	  windex = elt->index + LBITSET_ELT_WORDS - 1;
651 	  boffset = windex * BITSET_WORD_BITS;
652 	}
653     }
654 
655   *next = n_bits - (boffset + 1);
656   return count;
657 }
658 
659 
660 /* Find list of up to NUM bits set in BSET starting from and including
661  *NEXT and store in array LIST.  Return with actual number of bits
662  found and with *NEXT indicating where search stopped.  */
663 static bitset_bindex
lbitset_list(bitset bset,bitset_bindex * list,bitset_bindex num,bitset_bindex * next)664 lbitset_list (bitset bset, bitset_bindex *list,
665 	      bitset_bindex num, bitset_bindex *next)
666 {
667   bitset_bindex bitno;
668   bitset_windex windex;
669   bitset_bindex count;
670   lbitset_elt *elt;
671   lbitset_elt *head;
672   bitset_word word;
673 
674   head = LBITSET_HEAD (bset);
675   if (!head)
676     return 0;
677 
678   bitno = *next;
679   count = 0;
680 
681   if (!bitno)
682     {
683       /* This is the most common case.  */
684 
685       /* Start with the first element.  */
686       elt = head;
687       windex = elt->index;
688       bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
689     }
690   else
691     {
692       windex = bitno / BITSET_WORD_BITS;
693 
694       /* Skip to starting element.  */
695       for (elt = head;
696 	   elt && (elt->index + LBITSET_ELT_WORDS - 1) < windex;
697 	   elt = elt->next)
698 	continue;
699 
700       if (!elt)
701 	return 0;
702 
703       if (windex < elt->index)
704 	{
705 	  windex = elt->index;
706 	  bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
707 	}
708       else
709 	{
710 	  bitset_word *srcp = elt->words;
711 
712 	  /* We are starting within an element.  */
713 
714 	  for (; (windex - elt->index) < LBITSET_ELT_WORDS; windex++)
715 	    {
716 	      word = srcp[windex - elt->index] >> (bitno % BITSET_WORD_BITS);
717 
718 	      for (; word; bitno++)
719 		{
720 		  if (word & 1)
721 		    {
722 		      list[count++] = bitno;
723 		      if (count >= num)
724 			{
725 			  *next = bitno + 1;
726 			  return count;
727 			}
728 		    }
729 		  word >>= 1;
730 		}
731 	      bitno = (windex + 1) * BITSET_WORD_BITS;
732 	    }
733 
734 	  elt = elt->next;
735 	  if (elt)
736 	    {
737 	      windex = elt->index;
738 	      bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
739 	    }
740 	}
741     }
742 
743 
744   /* If num is 1, we could speed things up with a binary search
745      of the word of interest.  */
746 
747   while (elt)
748     {
749       int i;
750       bitset_word *srcp = elt->words;
751 
752       if ((count + LBITSET_ELT_BITS) < num)
753 	{
754 	  /* The coast is clear, plant boot!  */
755 
756 #if LBITSET_ELT_WORDS == 2
757 	  word = srcp[0];
758 	  if (word)
759 	    {
760 	      if (!(word & 0xffff))
761 		{
762 		  word >>= 16;
763 		  bitno += 16;
764 		}
765 	      if (!(word & 0xff))
766 		{
767 		  word >>= 8;
768 		  bitno += 8;
769 		}
770 	      for (; word; bitno++)
771 		{
772 		  if (word & 1)
773 		    list[count++] = bitno;
774 		  word >>= 1;
775 		}
776 	    }
777 	  windex++;
778 	  bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
779 
780 	  word = srcp[1];
781 	  if (word)
782 	    {
783 	      if (!(word & 0xffff))
784 		{
785 		  word >>= 16;
786 		  bitno += 16;
787 		}
788 	      for (; word; bitno++)
789 		{
790 		  if (word & 1)
791 		    list[count++] = bitno;
792 		  word >>= 1;
793 		}
794 	    }
795 	  windex++;
796 	  bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
797 #else
798 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++)
799 	    {
800 	      word = srcp[i];
801 	      if (word)
802 		{
803 		  if (!(word & 0xffff))
804 		    {
805 		      word >>= 16;
806 		      bitno += 16;
807 		    }
808 		  if (!(word & 0xff))
809 		    {
810 		      word >>= 8;
811 		      bitno += 8;
812 		    }
813 		  for (; word; bitno++)
814 		    {
815 		      if (word & 1)
816 			list[count++] = bitno;
817 		      word >>= 1;
818 		    }
819 		}
820 	      windex++;
821 	      bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
822 	    }
823 #endif
824 	}
825       else
826 	{
827 	  /* Tread more carefully since we need to check
828 	     if array overflows.  */
829 
830 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++)
831 	    {
832 	      for (word = srcp[i]; word; bitno++)
833 		{
834 		  if (word & 1)
835 		    {
836 		      list[count++] = bitno;
837 		      if (count >= num)
838 			{
839 			  *next = bitno + 1;
840 			  return count;
841 			}
842 		    }
843 		  word >>= 1;
844 		}
845 	      windex++;
846 	      bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
847 	    }
848 	}
849 
850       elt = elt->next;
851       if (elt)
852 	{
853 	  windex = elt->index;
854 	  bitno = windex * BITSET_WORD_BITS;
855 	}
856     }
857 
858   *next = bitno;
859   return count;
860 }
861 
862 
863 static bool
lbitset_empty_p(bitset dst)864 lbitset_empty_p (bitset dst)
865 {
866   lbitset_elt *elt;
867   lbitset_elt *next;
868 
869   for (elt = LBITSET_HEAD (dst); elt; elt = next)
870     {
871       next = elt->next;
872       if (!lbitset_elt_zero_p (elt))
873 	return 0;
874       /* Weed as we go.  */
875       lbitset_elt_unlink (dst, elt);
876     }
877 
878   return 1;
879 }
880 
881 
882 /* Ensure that any unused bits within the last element are clear.  */
883 static inline void
lbitset_unused_clear(bitset dst)884 lbitset_unused_clear (bitset dst)
885 {
886   unsigned int last_bit;
887   bitset_bindex n_bits;
888 
889   n_bits = BITSET_SIZE_ (dst);
890   last_bit = n_bits % LBITSET_ELT_BITS;
891 
892   if (last_bit)
893     {
894       lbitset_elt *elt;
895       bitset_windex windex;
896       bitset_word *srcp;
897 
898       elt = LBITSET_TAIL (dst);
899       srcp = elt->words;
900       windex = n_bits / BITSET_WORD_BITS;
901 
902       srcp[windex - elt->index] &= ((bitset_word) 1 << last_bit) - 1;
903       windex++;
904 
905       for (; (windex - elt->index) < LBITSET_ELT_WORDS; windex++)
906 	srcp[windex - elt->index] = 0;
907     }
908 }
909 
910 
911 static void
lbitset_ones(bitset dst)912 lbitset_ones (bitset dst)
913 {
914   bitset_windex i;
915   bitset_windex windex;
916   lbitset_elt *elt;
917 
918   /* This is a decidedly unfriendly operation for a linked list
919       bitset!  It makes a sparse bitset become dense.  An alternative
920       is to have a flag that indicates that the bitset stores the
921       complement of what it indicates.  */
922 
923   windex = (BITSET_SIZE_ (dst) + BITSET_WORD_BITS - 1) / BITSET_WORD_BITS;
924 
925   for (i = 0; i < windex; i += LBITSET_ELT_WORDS)
926     {
927       /* Create new elements if they cannot be found.  */
928       elt = lbitset_elt_find (dst, i, LBITSET_CREATE);
929       memset (elt->words, -1, sizeof (elt->words));
930     }
931 
932   lbitset_unused_clear (dst);
933 }
934 
935 
936 static void
lbitset_not(bitset dst,bitset src)937 lbitset_not (bitset dst, bitset src)
938 {
939   lbitset_elt *selt;
940   lbitset_elt *delt;
941   bitset_windex i;
942   unsigned int j;
943   bitset_windex windex;
944 
945   windex = (BITSET_SIZE_ (dst) + BITSET_WORD_BITS - 1) / BITSET_WORD_BITS;
946 
947   for (i = 0; i < windex; i += LBITSET_ELT_WORDS)
948     {
949       /* Create new elements for dst if they cannot be found
950 	 or substitute zero elements if src elements not found.  */
951       selt = lbitset_elt_find (src, i, LBITSET_SUBST);
952       delt = lbitset_elt_find (dst, i, LBITSET_CREATE);
953 
954       for (j = 0; j < LBITSET_ELT_WORDS; j++)
955 	delt->words[j] = ~selt->words[j];
956     }
957   lbitset_unused_clear (dst);
958   lbitset_weed (dst);
959   return;
960 }
961 
962 
963 /* Is DST == DST | SRC?  */
964 static bool
lbitset_subset_p(bitset dst,bitset src)965 lbitset_subset_p (bitset dst, bitset src)
966 {
967   lbitset_elt *selt;
968   lbitset_elt *delt;
969   unsigned int j;
970 
971   for (selt = LBITSET_HEAD (src), delt = LBITSET_HEAD (dst);
972        selt || delt; selt = selt->next, delt = delt->next)
973     {
974       if (!selt)
975 	selt = &lbitset_zero_elts[0];
976       else if (!delt)
977 	delt = &lbitset_zero_elts[0];
978       else if (selt->index != delt->index)
979 	{
980 	  if (selt->index < delt->index)
981 	    {
982 	      lbitset_zero_elts[2].next = delt;
983 	      delt = &lbitset_zero_elts[2];
984 	    }
985 	  else
986 	    {
987 	      lbitset_zero_elts[1].next = selt;
988 	      selt = &lbitset_zero_elts[1];
989 	    }
990 	}
991 
992       for (j = 0; j < LBITSET_ELT_WORDS; j++)
993 	if (delt->words[j] != (selt->words[j] | delt->words[j]))
994 	  return false;
995     }
996   return true;
997 }
998 
999 
1000 /* Is DST & SRC == 0?  */
1001 static bool
lbitset_disjoint_p(bitset dst,bitset src)1002 lbitset_disjoint_p (bitset dst, bitset src)
1003 {
1004   lbitset_elt *selt;
1005   lbitset_elt *delt;
1006   unsigned int j;
1007 
1008   for (selt = LBITSET_HEAD (src), delt = LBITSET_HEAD (dst);
1009        selt && delt; selt = selt->next, delt = delt->next)
1010     {
1011       if (selt->index != delt->index)
1012 	{
1013 	  if (selt->index < delt->index)
1014 	    {
1015 	      lbitset_zero_elts[2].next = delt;
1016 	      delt = &lbitset_zero_elts[2];
1017 	    }
1018 	  else
1019 	    {
1020 	      lbitset_zero_elts[1].next = selt;
1021 	      selt = &lbitset_zero_elts[1];
1022 	    }
1023 	  /* Since the elements are different, there is no
1024 	     intersection of these elements.  */
1025 	  continue;
1026 	}
1027 
1028       for (j = 0; j < LBITSET_ELT_WORDS; j++)
1029 	if (selt->words[j] & delt->words[j])
1030 	  return false;
1031     }
1032   return true;
1033 }
1034 
1035 
1036 static bool
lbitset_op3_cmp(bitset dst,bitset src1,bitset src2,enum bitset_ops op)1037 lbitset_op3_cmp (bitset dst, bitset src1, bitset src2, enum bitset_ops op)
1038 {
1039   lbitset_elt *selt1 = LBITSET_HEAD (src1);
1040   lbitset_elt *selt2 = LBITSET_HEAD (src2);
1041   lbitset_elt *delt = LBITSET_HEAD (dst);
1042   bitset_windex windex1;
1043   bitset_windex windex2;
1044   bitset_windex windex;
1045   lbitset_elt *stmp1;
1046   lbitset_elt *stmp2;
1047   lbitset_elt *dtmp;
1048   bitset_word *srcp1;
1049   bitset_word *srcp2;
1050   bitset_word *dstp;
1051   bool changed = false;
1052   unsigned int i;
1053 
1054   LBITSET_HEAD (dst) = 0;
1055   dst->b.csize = 0;
1056 
1057   windex1 = (selt1) ? selt1->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1058   windex2 = (selt2) ? selt2->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1059 
1060   while (selt1 || selt2)
1061     {
1062       /* Figure out whether we need to substitute zero elements for
1063 	 missing links.  */
1064       if (windex1 == windex2)
1065 	{
1066 	  windex = windex1;
1067 	  stmp1 = selt1;
1068 	  stmp2 = selt2;
1069 	  selt1 = selt1->next;
1070 	  windex1 = (selt1) ? selt1->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1071 	  selt2 = selt2->next;
1072 	  windex2 = (selt2) ? selt2->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1073 	}
1074       else if (windex1 < windex2)
1075 	{
1076 	  windex = windex1;
1077 	  stmp1 = selt1;
1078 	  stmp2 = &lbitset_zero_elts[0];
1079 	  selt1 = selt1->next;
1080 	  windex1 = (selt1) ? selt1->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1081 	}
1082       else
1083 	{
1084 	  windex = windex2;
1085 	  stmp1 = &lbitset_zero_elts[0];
1086 	  stmp2 = selt2;
1087 	  selt2 = selt2->next;
1088 	  windex2 = (selt2) ? selt2->index : BITSET_WINDEX_MAX;
1089 	}
1090 
1091       /* Find the appropriate element from DST.  Begin by discarding
1092 	 elements that we've skipped.  */
1093       while (delt && delt->index < windex)
1094 	{
1095 	  changed = true;
1096 	  dtmp = delt;
1097 	  delt = delt->next;
1098 	  lbitset_elt_free (dtmp);
1099 	}
1100       if (delt && delt->index == windex)
1101 	{
1102 	  dtmp = delt;
1103 	  delt = delt->next;
1104 	}
1105       else
1106 	dtmp = lbitset_elt_calloc ();
1107 
1108       /* Do the operation, and if any bits are set, link it into the
1109 	 linked list.  */
1110       srcp1 = stmp1->words;
1111       srcp2 = stmp2->words;
1112       dstp = dtmp->words;
1113       switch (op)
1114 	{
1115 	default:
1116 	  abort ();
1117 
1118 	case BITSET_OP_OR:
1119 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++, dstp++)
1120 	    {
1121 	      bitset_word tmp = *srcp1++ | *srcp2++;
1122 
1123 	      if (*dstp != tmp)
1124 		{
1125 		  changed = true;
1126 		  *dstp = tmp;
1127 		}
1128 	    }
1129 	  break;
1130 
1131 	case BITSET_OP_AND:
1132 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++, dstp++)
1133 	    {
1134 	      bitset_word tmp = *srcp1++ & *srcp2++;
1135 
1136 	      if (*dstp != tmp)
1137 		{
1138 		  changed = true;
1139 		  *dstp = tmp;
1140 		}
1141 	    }
1142 	  break;
1143 
1144 	case BITSET_OP_XOR:
1145 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++, dstp++)
1146 	    {
1147 	      bitset_word tmp = *srcp1++ ^ *srcp2++;
1148 
1149 	      if (*dstp != tmp)
1150 		{
1151 		  changed = true;
1152 		  *dstp = tmp;
1153 		}
1154 	    }
1155 	  break;
1156 
1157 	case BITSET_OP_ANDN:
1158 	  for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++, dstp++)
1159 	    {
1160 	      bitset_word tmp = *srcp1++ & ~(*srcp2++);
1161 
1162 	      if (*dstp != tmp)
1163 		{
1164 		  changed = true;
1165 		  *dstp = tmp;
1166 		}
1167 	    }
1168 	  break;
1169 	}
1170 
1171       if (!lbitset_elt_zero_p (dtmp))
1172 	{
1173 	  dtmp->index = windex;
1174 	  /* Perhaps this could be optimised...  */
1175 	  lbitset_elt_link (dst, dtmp);
1176 	}
1177       else
1178 	{
1179 	  lbitset_elt_free (dtmp);
1180 	}
1181     }
1182 
1183   /* If we have elements of DST left over, free them all.  */
1184   if (delt)
1185     {
1186       changed = true;
1187       lbitset_prune (dst, delt);
1188     }
1189 
1190   return changed;
1191 }
1192 
1193 
1194 static bool
lbitset_and_cmp(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1195 lbitset_and_cmp (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1196 {
1197   lbitset_elt *selt1 = LBITSET_HEAD (src1);
1198   lbitset_elt *selt2 = LBITSET_HEAD (src2);
1199   bool changed;
1200 
1201   if (!selt2)
1202     {
1203       lbitset_weed (dst);
1204       changed = !LBITSET_HEAD (dst);
1205       lbitset_zero (dst);
1206       return changed;
1207     }
1208   else if (!selt1)
1209     {
1210       lbitset_weed (dst);
1211       changed = !LBITSET_HEAD (dst);
1212       lbitset_zero (dst);
1213       return changed;
1214     }
1215   return lbitset_op3_cmp (dst, src1, src2, BITSET_OP_AND);
1216 }
1217 
1218 
1219 static void
lbitset_and(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1220 lbitset_and (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1221 {
1222   lbitset_and_cmp (dst, src1, src2);
1223 }
1224 
1225 
1226 static bool
lbitset_andn_cmp(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1227 lbitset_andn_cmp (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1228 {
1229   lbitset_elt *selt1 = LBITSET_HEAD (src1);
1230   lbitset_elt *selt2 = LBITSET_HEAD (src2);
1231   bool changed;
1232 
1233   if (!selt2)
1234     {
1235       return lbitset_copy_cmp (dst, src1);
1236     }
1237   else if (!selt1)
1238     {
1239       lbitset_weed (dst);
1240       changed = !LBITSET_HEAD (dst);
1241       lbitset_zero (dst);
1242       return changed;
1243     }
1244   return lbitset_op3_cmp (dst, src1, src2, BITSET_OP_ANDN);
1245 }
1246 
1247 
1248 static void
lbitset_andn(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1249 lbitset_andn (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1250 {
1251   lbitset_andn_cmp (dst, src1, src2);
1252 }
1253 
1254 
1255 static bool
lbitset_or_cmp(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1256 lbitset_or_cmp (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1257 {
1258   lbitset_elt *selt1 = LBITSET_HEAD (src1);
1259   lbitset_elt *selt2 = LBITSET_HEAD (src2);
1260 
1261   if (!selt2)
1262     {
1263       return lbitset_copy_cmp (dst, src1);
1264     }
1265   else if (!selt1)
1266     {
1267       return lbitset_copy_cmp (dst, src2);
1268     }
1269   return lbitset_op3_cmp (dst, src1, src2, BITSET_OP_OR);
1270 }
1271 
1272 
1273 static void
lbitset_or(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1274 lbitset_or (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1275 {
1276   lbitset_or_cmp (dst, src1, src2);
1277 }
1278 
1279 
1280 static bool
lbitset_xor_cmp(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1281 lbitset_xor_cmp (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1282 {
1283   lbitset_elt *selt1 = LBITSET_HEAD (src1);
1284   lbitset_elt *selt2 = LBITSET_HEAD (src2);
1285 
1286   if (!selt2)
1287     {
1288       return lbitset_copy_cmp (dst, src1);
1289     }
1290   else if (!selt1)
1291     {
1292       return lbitset_copy_cmp (dst, src2);
1293     }
1294   return lbitset_op3_cmp (dst, src1, src2, BITSET_OP_XOR);
1295 }
1296 
1297 
1298 static void
lbitset_xor(bitset dst,bitset src1,bitset src2)1299 lbitset_xor (bitset dst, bitset src1, bitset src2)
1300 {
1301   lbitset_xor_cmp (dst, src1, src2);
1302 }
1303 
1304 
1305 
1306 /* Vector of operations for linked-list bitsets.  */
1307 struct bitset_vtable lbitset_vtable = {
1308   lbitset_set,
1309   lbitset_reset,
1310   bitset_toggle_,
1311   lbitset_test,
1312   lbitset_resize,
1313   bitset_size_,
1314   bitset_count_,
1315   lbitset_empty_p,
1316   lbitset_ones,
1317   lbitset_zero,
1318   lbitset_copy,
1319   lbitset_disjoint_p,
1320   lbitset_equal_p,
1321   lbitset_not,
1322   lbitset_subset_p,
1323   lbitset_and,
1324   lbitset_and_cmp,
1325   lbitset_andn,
1326   lbitset_andn_cmp,
1327   lbitset_or,
1328   lbitset_or_cmp,
1329   lbitset_xor,
1330   lbitset_xor_cmp,
1331   bitset_and_or_,
1332   bitset_and_or_cmp_,
1333   bitset_andn_or_,
1334   bitset_andn_or_cmp_,
1335   bitset_or_and_,
1336   bitset_or_and_cmp_,
1337   lbitset_list,
1338   lbitset_list_reverse,
1339   lbitset_free,
1340   BITSET_LIST
1341 };
1342 
1343 
1344 /* Return size of initial structure.  */
1345 size_t
lbitset_bytes(bitset_bindex n_bits ATTRIBUTE_UNUSED)1346 lbitset_bytes (bitset_bindex n_bits ATTRIBUTE_UNUSED)
1347 {
1348   return sizeof (struct lbitset_struct);
1349 }
1350 
1351 
1352 /* Initialize a bitset.  */
1353 bitset
lbitset_init(bitset bset,bitset_bindex n_bits ATTRIBUTE_UNUSED)1354 lbitset_init (bitset bset, bitset_bindex n_bits ATTRIBUTE_UNUSED)
1355 {
1356   BITSET_NBITS_ (bset) = n_bits;
1357   bset->b.vtable = &lbitset_vtable;
1358   return bset;
1359 }
1360 
1361 
1362 void
lbitset_release_memory(void)1363 lbitset_release_memory (void)
1364 {
1365   lbitset_free_list = 0;
1366   if (lbitset_obstack_init)
1367     {
1368       lbitset_obstack_init = false;
1369       obstack_free (&lbitset_obstack, NULL);
1370     }
1371 }
1372 
1373 
1374 /* Function to be called from debugger to debug lbitset.  */
1375 void
debug_lbitset(bitset bset)1376 debug_lbitset (bitset bset)
1377 {
1378   lbitset_elt *elt;
1379   unsigned int i;
1380 
1381   if (!bset)
1382     return;
1383 
1384   for (elt = LBITSET_HEAD (bset); elt; elt = elt->next)
1385     {
1386       fprintf (stderr, "Elt %lu\n", (unsigned long int) elt->index);
1387       for (i = 0; i < LBITSET_ELT_WORDS; i++)
1388 	{
1389 	  unsigned int j;
1390 	  bitset_word word;
1391 
1392 	  word = elt->words[i];
1393 
1394 	  fprintf (stderr, "  Word %u:", i);
1395 	  for (j = 0; j < LBITSET_WORD_BITS; j++)
1396 	    if ((word & ((bitset_word) 1 << j)))
1397 	      fprintf (stderr, " %u", j);
1398 	  fprintf (stderr, "\n");
1399 	}
1400     }
1401 }
1402