sys/libkern/qsort.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1992, 1993
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  * $FreeBSD: src/sys/libkern/qsort.c,v 1.10 1999/08/28 00:46:35 peter Exp $
  34  */
  35
  36 #include <sys/libkern.h>
  37
  38 typedef int              cmp_t __P((const void *, const void *));
  39 static __inline char    *med3 __P((char *, char *, char *, cmp_t *));
  40 static __inline void     swapfunc __P((char *, char *, int, int));
  41
  42 #define min(a, b)       (a) < (b) ? a : b
  43
  44 /*
  45  * Qsort routine from Bentley & McIlroy's "Engineering a Sort Function".
  46  */
  47 #define swapcode(TYPE, parmi, parmj, n) {               \
  48         long i = (n) / sizeof (TYPE);                   \
  49         register TYPE *pi = (TYPE *) (parmi);           \
  50         register TYPE *pj = (TYPE *) (parmj);           \
  51         do {                                            \
  52                 register TYPE   t = *pi;                \
  53                 *pi++ = *pj;                            \
  54                 *pj++ = t;                              \
  55         } while (--i > 0);                              \
  56 }
  57
  58 #define SWAPINIT(a, es) swaptype = ((char *)a - (char *)0) % sizeof(long) || \
  59         es % sizeof(long) ? 2 : es == sizeof(long)? 0 : 1;
  60
  61 static __inline void
  62 swapfunc(a, b, n, swaptype)
  63         char *a, *b;
  64         int n, swaptype;
  65 {
  66         if(swaptype <= 1)
  67                 swapcode(long, a, b, n)
  68         else
  69                 swapcode(char, a, b, n)
  70 }
  71
  72 #define swap(a, b)                                      \
  73         if (swaptype == 0) {                            \
  74                 long t = *(long *)(a);                  \
  75                 *(long *)(a) = *(long *)(b);            \
  76                 *(long *)(b) = t;                       \
  77         } else                                          \
  78                 swapfunc(a, b, es, swaptype)
  79
  80 #define vecswap(a, b, n)        if ((n) > 0) swapfunc(a, b, n, swaptype)
  81
  82 static __inline char *
  83 med3(a, b, c, cmp)
  84         char *a, *b, *c;
  85         cmp_t *cmp;
  86 {
  87         return cmp(a, b) < 0 ?
  88                (cmp(b, c) < 0 ? b : (cmp(a, c) < 0 ? c : a ))
  89               :(cmp(b, c) > 0 ? b : (cmp(a, c) < 0 ? a : c ));
  90 }
  91
  92 void
  93 qsort(a, n, es, cmp)
  94         void *a;
  95         size_t n, es;
  96         cmp_t *cmp;
  97 {
  98         char *pa, *pb, *pc, *pd, *pl, *pm, *pn;
  99         int d, r, swaptype, swap_cnt;
 100
 101 loop:   SWAPINIT(a, es);
 102         swap_cnt = 0;
 103         if (n < 7) {
 104                 for (pm = (char *)a + es; pm < (char *)a + n * es; pm += es)
 105                         for (pl = pm; pl > (char *)a && cmp(pl - es, pl) > 0;
 106                              pl -= es)
 107                                 swap(pl, pl - es);
 108                 return;
 109         }
 110         pm = (char *)a + (n / 2) * es;
 111         if (n > 7) {
 112                 pl = a;
 113                 pn = (char *)a + (n - 1) * es;
 114                 if (n > 40) {
 115                         d = (n / 8) * es;
 116                         pl = med3(pl, pl + d, pl + 2 * d, cmp);
 117                         pm = med3(pm - d, pm, pm + d, cmp);
 118                         pn = med3(pn - 2 * d, pn - d, pn, cmp);
 119                 }
 120                 pm = med3(pl, pm, pn, cmp);
 121         }
 122         swap(a, pm);
 123         pa = pb = (char *)a + es;
 124
 125         pc = pd = (char *)a + (n - 1) * es;
 126         for (;;) {
 127                 while (pb <= pc && (r = cmp(pb, a)) <= 0) {
 128                         if (r == 0) {
 129                                 swap_cnt = 1;
 130                                 swap(pa, pb);
 131                                 pa += es;
 132                         }
 133                         pb += es;
 134                 }
 135                 while (pb <= pc && (r = cmp(pc, a)) >= 0) {
 136                         if (r == 0) {
 137                                 swap_cnt = 1;
 138                                 swap(pc, pd);
 139                                 pd -= es;
 140                         }
 141                         pc -= es;
 142                 }
 143                 if (pb > pc)
 144                         break;
 145                 swap(pb, pc);
 146                 swap_cnt = 1;
 147                 pb += es;
 148                 pc -= es;
 149         }
 150         if (swap_cnt == 0) {  /* Switch to insertion sort */
 151                 for (pm = (char *)a + es; pm < (char *)a + n * es; pm += es)
 152                         for (pl = pm; pl > (char *)a && cmp(pl - es, pl) > 0;
 153                              pl -= es)
 154                                 swap(pl, pl - es);
 155                 return;
 156         }
 157
 158         pn = (char *)a + n * es;
 159         r = min(pa - (char *)a, pb - pa);
 160         vecswap(a, pb - r, r);
 161         r = min(pd - pc, pn - pd - es);
 162         vecswap(pb, pn - r, r);
 163         if ((r = pb - pa) > es)
 164                 qsort(a, r / es, es, cmp);
 165         if ((r = pd - pc) > es) {
 166                 /* Iterate rather than recurse to save stack space */
 167                 a = pn - r;
 168                 n = r / es;
 169                 goto loop;
 170         }
 171 /*              qsort(pn - r, r / es, es, cmp);*/
 172 }