Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Update copyright lines.
[simgrid.git] / src / xbt / dynar.cpp
1 /* a generic DYNamic ARray implementation.                                  */
2
3 /* Copyright (c) 2004-2021. The SimGrid Team.
4  * All rights reserved.                                                     */
5
6 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
8
9 #include "xbt/dynar.h"
10 #include "simgrid/Exception.hpp"
11 #include "xbt/ex.h"
12 #include "xbt/log.h"
13 #include "xbt/misc.h"
14 #include "xbt/string.hpp"
15 #include "xbt/sysdep.h"
16 #include <sys/types.h>
17
18 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(xbt_dyn, xbt, "Dynamic arrays");
19
20 static inline void _sanity_check_dynar(const_xbt_dynar_t dynar)
21 {
22   xbt_assert(dynar, "dynar is nullptr");
23 }
24
25 static inline void _sanity_check_idx(int idx)
26 {
27   xbt_assert(idx >= 0, "dynar idx(=%d) < 0", idx);
28 }
29
30 static inline void _check_inbound_idx(const_xbt_dynar_t dynar, int idx)
31 {
32   xbt_assert(idx >= 0 && idx < static_cast<int>(dynar->used),
33              "dynar is not that long. You asked %d, but it's only %lu long", idx, dynar->used);
34 }
35
36 static inline void _check_populated_dynar(const_xbt_dynar_t dynar)
37 {
38   xbt_assert(dynar->used > 0, "dynar %p is empty", dynar);
39 }
40
41 static inline void _xbt_dynar_resize(xbt_dynar_t dynar, unsigned long new_size)
42 {
43   if (new_size != dynar->size) {
44     dynar->size = new_size;
45     dynar->data = xbt_realloc(dynar->data, new_size * dynar->elmsize);
46   }
47 }
48
49 static inline void _xbt_dynar_expand(xbt_dynar_t dynar, unsigned long nb)
50 {
51   const unsigned long old_size = dynar->size;
52
53   if (nb > old_size) {
54     const unsigned long expand = 2 * (old_size + 1);
55     _xbt_dynar_resize(dynar, (nb > expand ? nb : expand));
56     XBT_DEBUG("expand %p from %lu to %lu elements", dynar, old_size, dynar->size);
57   }
58 }
59
60 static inline void* _xbt_dynar_elm(const_xbt_dynar_t dynar, unsigned long idx)
61 {
62   auto* const data            = static_cast<char*>(dynar->data);
63   const unsigned long elmsize = dynar->elmsize;
64
65   return data + idx * elmsize;
66 }
67
68 static inline void _xbt_dynar_get_elm(void* dst, const_xbt_dynar_t dynar, unsigned long idx)
69 {
70   const void* const elm = _xbt_dynar_elm(dynar, idx);
71   memcpy(dst, elm, dynar->elmsize);
72 }
73
74 /** @brief Constructor
75  *
76  * @param elmsize size of each element in the dynar
77  * @param free_f function to call each time we want to get rid of an element (or nullptr if nothing to do).
78  *
79  * Creates a new dynar. If a free_func is provided, the elements have to be pointer of pointer. That is to say that
80  * dynars can contain either base types (int, char, double, etc) or pointer of pointers (struct **).
81  */
82 xbt_dynar_t xbt_dynar_new(const unsigned long elmsize, void_f_pvoid_t free_f)
83 {
84   xbt_dynar_t dynar = xbt_new0(s_xbt_dynar_t, 1);
85
86   dynar->size = 0;
87   dynar->used = 0;
88   dynar->elmsize = elmsize;
89   dynar->data = nullptr;
90   dynar->free_f = free_f;
91
92   return dynar;
93 }
94
95 /** @brief Destructor of the structure not touching to the content
96  *
97  * @param dynar poor victim
98  *
99  * kilkil a dynar BUT NOT its content. Ie, the array is freed, but the content is not touched (the @a free_f function
100  * is not used)
101  */
102 void xbt_dynar_free_container(xbt_dynar_t* dynar)
103 {
104   if (dynar && *dynar) {
105     xbt_dynar_t d = *dynar;
106     xbt_free(d->data);
107     xbt_free(d);
108     *dynar = nullptr;
109   }
110 }
111
112 /** @brief Frees the content and set the size to 0
113  *
114  * @param dynar who to squeeze
115  */
116 void xbt_dynar_reset(xbt_dynar_t dynar)
117 {
118   _sanity_check_dynar(dynar);
119
120   XBT_CDEBUG(xbt_dyn, "Reset the dynar %p", (void *) dynar);
121   if (dynar->free_f) {
122     xbt_dynar_map(dynar, dynar->free_f);
123   }
124   dynar->used = 0;
125 }
126
127 /**
128  * @brief Shrink the dynar by removing empty slots at the end of the internal array
129  * @param dynar a dynar
130  * @param empty_slots_wanted number of empty slots you want to keep at the end of the internal array for further
131  * insertions
132  *
133  * Reduces the internal array size of the dynar to the number of elements plus @a empty_slots_wanted.
134  * After removing elements from the dynar, you can call this function to make the dynar use less memory.
135  * Set @a empty_slots_wanted to zero to reduce the dynar internal array as much as possible.
136  * Note that if @a empty_slots_wanted is greater than the array size, the internal array is expanded instead of shrunk.
137  */
138 void xbt_dynar_shrink(xbt_dynar_t dynar, int empty_slots_wanted)
139 {
140   _xbt_dynar_resize(dynar, dynar->used + empty_slots_wanted);
141 }
142
143 /** @brief Destructor
144  *
145  * @param dynar poor victim
146  *
147  * kilkil a dynar and its content
148  */
149 void xbt_dynar_free(xbt_dynar_t* dynar)
150 {
151   if (dynar && *dynar) {
152     xbt_dynar_reset(*dynar);
153     xbt_dynar_free_container(dynar);
154   }
155 }
156
157 /** @brief Count of dynar's elements
158  *
159  * @param dynar the dynar we want to measure
160  */
161 unsigned long xbt_dynar_length(const_xbt_dynar_t dynar)
162 {
163   return (dynar ? dynar->used : 0UL);
164 }
165
166 /**@brief check if a dynar is empty
167  *
168  *@param dynar the dynat we want to check
169  */
170 int xbt_dynar_is_empty(const_xbt_dynar_t dynar)
171 {
172   return (xbt_dynar_length(dynar) == 0);
173 }
174
175 /** @brief Retrieve a copy of the Nth element of a dynar.
176  *
177  * @param dynar information dealer
178  * @param idx index of the slot we want to retrieve
179  * @param[out] dst where to put the result to.
180  */
181 void xbt_dynar_get_cpy(const_xbt_dynar_t dynar, unsigned long idx, void* dst)
182 {
183   _sanity_check_dynar(dynar);
184   _check_inbound_idx(dynar, idx);
185
186   _xbt_dynar_get_elm(dst, dynar, idx);
187 }
188
189 /** @brief Retrieve a pointer to the Nth element of a dynar.
190  *
191  * @param dynar information dealer
192  * @param idx index of the slot we want to retrieve
193  * @return the @a idx-th element of @a dynar.
194  *
195  * @warning The returned value is the actual content of the dynar.
196  * Make a copy before fooling with it.
197  */
198 void* xbt_dynar_get_ptr(const_xbt_dynar_t dynar, unsigned long idx)
199 {
200   void *res;
201   _sanity_check_dynar(dynar);
202   _check_inbound_idx(dynar, idx);
203
204   res = _xbt_dynar_elm(dynar, idx);
205   return res;
206 }
207
208 void* xbt_dynar_set_at_ptr(const xbt_dynar_t dynar, unsigned long idx)
209 {
210   _sanity_check_dynar(dynar);
211
212   if (idx >= dynar->used) {
213     _xbt_dynar_expand(dynar, idx + 1);
214     if (idx > dynar->used) {
215       memset(_xbt_dynar_elm(dynar, dynar->used), 0, (idx - dynar->used) * dynar->elmsize);
216     }
217     dynar->used = idx + 1;
218   }
219   return _xbt_dynar_elm(dynar, idx);
220 }
221
222 /** @brief Make room for a new element, and return a pointer to it
223  *
224  * You can then use regular affectation to set its value instead of relying on the slow memcpy. This is what
225  * xbt_dynar_insert_at_as() does.
226  */
227 void* xbt_dynar_insert_at_ptr(xbt_dynar_t dynar, int idx)
228 {
229   void *res;
230   unsigned long old_used;
231   unsigned long new_used;
232   long nb_shift;
233
234   _sanity_check_dynar(dynar);
235   _sanity_check_idx(idx);
236
237   old_used = dynar->used;
238   new_used = old_used + 1;
239
240   _xbt_dynar_expand(dynar, new_used);
241
242   nb_shift = old_used - idx;
243
244   if (nb_shift>0) {
245     memmove(_xbt_dynar_elm(dynar, idx + 1), _xbt_dynar_elm(dynar, idx), nb_shift * dynar->elmsize);
246   }
247
248   dynar->used = new_used;
249   res = _xbt_dynar_elm(dynar, idx);
250   return res;
251 }
252
253 /** @brief Set the Nth dynar's element, expanding the dynar and sliding the previous values to the right
254  *
255  * Set the Nth element of a dynar, expanding the dynar if needed, and moving the previously existing value and all
256  * subsequent ones to one position right in the dynar.
257  */
258 void xbt_dynar_insert_at(xbt_dynar_t dynar, int idx, const void* src)
259 {
260   /* checks done in xbt_dynar_insert_at_ptr */
261   memcpy(xbt_dynar_insert_at_ptr(dynar, idx), src, dynar->elmsize);
262 }
263
264 /** @brief Remove the Nth dynar's element, sliding the previous values to the left
265  *
266  * Get the Nth element of a dynar, removing it from the dynar and moving all subsequent values to one position left in
267  * the dynar.
268  *
269  * If the object argument of this function is a non-null pointer, the removed element is copied to this address. If not,
270  * the element is freed using the free_f function passed at dynar creation.
271  */
272 void xbt_dynar_remove_at(xbt_dynar_t dynar, int idx, void* object)
273 {
274   _sanity_check_dynar(dynar);
275   _check_inbound_idx(dynar, idx);
276
277   if (object) {
278     _xbt_dynar_get_elm(object, dynar, idx);
279   } else if (dynar->free_f) {
280     dynar->free_f(_xbt_dynar_elm(dynar, idx));
281   }
282
283   unsigned long nb_shift = dynar->used - 1 - idx;
284
285   if (nb_shift) {
286     unsigned long offset = nb_shift * dynar->elmsize;
287     memmove(_xbt_dynar_elm(dynar, idx), _xbt_dynar_elm(dynar, idx + 1), offset);
288   }
289
290   dynar->used--;
291 }
292
293 /** @brief Returns the position of the element in the dynar (or -1 if not found)
294  *
295  * Beware that if your dynar contains pointed values (such as strings) instead of scalar, this function is probably not
296  * what you want. Check the documentation of xbt_dynar_search() for more info.
297  *
298  * Note that usually, the dynar indices are unsigned integers. If you have more than 2 million elements in your dynar,
299  * this very function will not work (but the other will).
300  */
301 signed int xbt_dynar_search_or_negative(const_xbt_dynar_t dynar, const void* elem)
302 {
303   for (unsigned long it = 0; it < dynar->used; it++)
304     if (not memcmp(_xbt_dynar_elm(dynar, it), elem, dynar->elmsize)) {
305       return it;
306     }
307
308   return -1;
309 }
310
311 /** @brief Returns a boolean indicating whether the element is part of the dynar
312  *
313  * Beware that if your dynar contains pointed values (such as strings) instead of scalar, this function is probably not
314  * what you want. Check the documentation of xbt_dynar_search() for more info.
315  */
316 int xbt_dynar_member(const_xbt_dynar_t dynar, const void* elem)
317 {
318   for (unsigned long it = 0; it < dynar->used; it++)
319     if (not memcmp(_xbt_dynar_elm(dynar, it), elem, dynar->elmsize)) {
320       return 1;
321     }
322
323   return 0;
324 }
325
326 /** @brief Make room at the end of the dynar for a new element, and return a pointer to it.
327  *
328  * You can then use regular affectation to set its value instead of relying on the slow memcpy. This is what
329  * xbt_dynar_push_as() does.
330  */
331 void* xbt_dynar_push_ptr(xbt_dynar_t dynar)
332 {
333   return xbt_dynar_insert_at_ptr(dynar, dynar->used);
334 }
335
336 /** @brief Add an element at the end of the dynar */
337 void xbt_dynar_push(xbt_dynar_t dynar, const void* src)
338 {
339   /* checks done in xbt_dynar_insert_at_ptr */
340   memcpy(xbt_dynar_insert_at_ptr(dynar, dynar->used), src, dynar->elmsize);
341 }
342
343 /** @brief Mark the last dynar's element as unused and return a pointer to it.
344  *
345  * You can then use regular affectation to set its value instead of relying on the slow memcpy. This is what
346  * xbt_dynar_pop_as() does.
347  */
348 void* xbt_dynar_pop_ptr(xbt_dynar_t dynar)
349 {
350   _check_populated_dynar(dynar);
351   XBT_CDEBUG(xbt_dyn, "Pop %p", (void *) dynar);
352   dynar->used--;
353   return _xbt_dynar_elm(dynar, dynar->used);
354 }
355
356 /** @brief Get and remove the last element of the dynar */
357 void xbt_dynar_pop(xbt_dynar_t dynar, void* dst)
358 {
359   /* sanity checks done by remove_at */
360   XBT_CDEBUG(xbt_dyn, "Pop %p", (void *) dynar);
361   xbt_dynar_remove_at(dynar, dynar->used - 1, dst);
362 }
363
364 /** @brief Add an element at the beginning of the dynar.
365  *
366  * This is less efficient than xbt_dynar_push()
367  */
368 void xbt_dynar_unshift(xbt_dynar_t dynar, const void* src)
369 {
370   /* sanity checks done by insert_at */
371   xbt_dynar_insert_at(dynar, 0, src);
372 }
373
374 /** @brief Get and remove the first element of the dynar.
375  *
376  * This is less efficient than xbt_dynar_pop()
377  */
378 void xbt_dynar_shift(xbt_dynar_t dynar, void* dst)
379 {
380   /* sanity checks done by remove_at */
381   xbt_dynar_remove_at(dynar, 0, dst);
382 }
383
384 /** @brief Apply a function to each member of a dynar
385  *
386  * The mapped function may change the value of the element itself, but should not mess with the structure of the dynar.
387  */
388 void xbt_dynar_map(const_xbt_dynar_t dynar, void_f_pvoid_t op)
389 {
390   auto* const data            = static_cast<char*>(dynar->data);
391   const unsigned long elmsize = dynar->elmsize;
392   const unsigned long used = dynar->used;
393
394   _sanity_check_dynar(dynar);
395
396   for (unsigned long i = 0; i < used; i++) {
397     char* elm = data + i * elmsize;
398     op(elm);
399   }
400 }
401
402 /** @brief Removes and free the entry pointed by the cursor
403  *
404  * This function can be used while traversing without problem.
405  */
406 void xbt_dynar_cursor_rm(xbt_dynar_t dynar, unsigned int* cursor)
407 {
408   xbt_dynar_remove_at(dynar, *cursor, nullptr);
409   *cursor -= 1;
410 }
411
412 /** @brief Sorts a dynar according to the function <tt>compar_fn</tt>
413  *
414  * This function simply apply the classical qsort(3) function to the data stored in the dynar.
415  * You should thus refer to the libc documentation, or to some online tutorial on how to write
416  * a comparison function. Here is a quick example if you have integers in your dynar:
417  *
418  * @verbatim
419  * int cmpfunc (const void * a, const void * b) {
420  *   int intA = *(int*)a;
421  *   int intB = *(int*)b;
422  *   return intA - intB;
423  * }
424  * @endverbatim
425  *
426  * and now to sort a dynar of MSG hosts depending on their speed:
427  * @verbatim
428  * int cmpfunc(const MSG_host_t a, const MSG_host_t b) {
429  *   MSG_host_t hostA = *(MSG_host_t*)a;
430  *   MSG_host_t hostB = *(MSG_host_t*)b;
431  *   return MSG_host_get_speed(hostA) - MSG_host_get_speed(hostB);
432  * }
433  * @endverbatim
434  *
435  * @param dynar the dynar to sort
436  * @param compar_fn comparison function of type (int (compar_fn*) (const void*) (const void*)).
437  */
438 void xbt_dynar_sort(const_xbt_dynar_t dynar, int_f_cpvoid_cpvoid_t compar_fn)
439 {
440   if (dynar->data != nullptr)
441     qsort(dynar->data, dynar->used, dynar->elmsize, compar_fn);
442 }
443
444 /** @brief Transform a dynar into a nullptr terminated array.
445  *
446  *  @param dynar the dynar to transform
447  *  @return pointer to the first element of the array
448  *
449  *  Note: The dynar won't be usable afterwards.
450  */
451 void* xbt_dynar_to_array(xbt_dynar_t dynar)
452 {
453   void *res;
454   xbt_dynar_shrink(dynar, 1);
455   memset(xbt_dynar_push_ptr(dynar), 0, dynar->elmsize);
456   res = dynar->data;
457   xbt_free(dynar);
458   return res;
459 }