netdev-dpdk: fix mbuf leaks
[cascardo/ovs.git] / lib / hmap.h
index 1809a91..53e75cc 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (c) 2008, 2009 Nicira Networks.
+ * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2012, 2013, 2015, 2016 Nicira, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
 #include <stdlib.h>
 #include "util.h"
 
+#ifdef  __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
 /* A hash map node, to be embedded inside the data structure being mapped. */
 struct hmap_node {
     size_t hash;                /* Hash value. */
@@ -33,74 +37,169 @@ static inline size_t hmap_node_hash(const struct hmap_node *node)
     return node->hash;
 }
 
+#define HMAP_NODE_NULL ((struct hmap_node *) 1)
+#define HMAP_NODE_NULL_INITIALIZER { 0, HMAP_NODE_NULL }
+
+/* Returns true if 'node' has been set to null by hmap_node_nullify() and has
+ * not been un-nullified by being inserted into an hmap. */
+static inline bool
+hmap_node_is_null(const struct hmap_node *node)
+{
+    return node->next == HMAP_NODE_NULL;
+}
+
+/* Marks 'node' with a distinctive value that can be tested with
+ * hmap_node_is_null().  */
+static inline void
+hmap_node_nullify(struct hmap_node *node)
+{
+    node->next = HMAP_NODE_NULL;
+}
+
 /* A hash map. */
 struct hmap {
-    struct hmap_node **buckets;
+    struct hmap_node **buckets; /* Must point to 'one' iff 'mask' == 0. */
     struct hmap_node *one;
     size_t mask;
     size_t n;
 };
 
 /* Initializer for an empty hash map. */
-#define HMAP_INITIALIZER(HMAP) { &(HMAP)->one, NULL, 0, 0 }
+#define HMAP_INITIALIZER(HMAP) \
+    { (struct hmap_node **const) &(HMAP)->one, NULL, 0, 0 }
+
+/* Initializer for an immutable struct hmap 'HMAP' that contains a single
+ * 'NODE'. */
+#define HMAP_CONST1(HMAP, NODE) {                                   \
+        CONST_CAST(struct hmap_node **, &(HMAP)->one), NODE, 0, 1 }
+#define HMAP_NODE_INIT(HASH) { HASH, NULL }
 
 /* Initialization. */
 void hmap_init(struct hmap *);
 void hmap_destroy(struct hmap *);
+void hmap_clear(struct hmap *);
 void hmap_swap(struct hmap *a, struct hmap *b);
+void hmap_moved(struct hmap *hmap);
 static inline size_t hmap_count(const struct hmap *);
 static inline bool hmap_is_empty(const struct hmap *);
 
 /* Adjusting capacity. */
-void hmap_expand(struct hmap *);
-void hmap_shrink(struct hmap *);
-void hmap_reserve(struct hmap *, size_t capacity);
+void hmap_expand_at(struct hmap *, const char *where);
+#define hmap_expand(HMAP) hmap_expand_at(HMAP, OVS_SOURCE_LOCATOR)
+
+void hmap_shrink_at(struct hmap *, const char *where);
+#define hmap_shrink(HMAP) hmap_shrink_at(HMAP, OVS_SOURCE_LOCATOR)
+
+void hmap_reserve_at(struct hmap *, size_t capacity, const char *where);
+#define hmap_reserve(HMAP, CAPACITY) \
+    hmap_reserve_at(HMAP, CAPACITY, OVS_SOURCE_LOCATOR)
 
 /* Insertion and deletion. */
+static inline void hmap_insert_at(struct hmap *, struct hmap_node *,
+                                  size_t hash, const char *where);
+#define hmap_insert(HMAP, NODE, HASH) \
+    hmap_insert_at(HMAP, NODE, HASH, OVS_SOURCE_LOCATOR)
+
 static inline void hmap_insert_fast(struct hmap *,
                                     struct hmap_node *, size_t hash);
-static inline void hmap_insert(struct hmap *, struct hmap_node *, size_t hash);
 static inline void hmap_remove(struct hmap *, struct hmap_node *);
-static inline void hmap_moved(struct hmap *,
-                              struct hmap_node *, struct hmap_node *);
+
+void hmap_node_moved(struct hmap *, struct hmap_node *, struct hmap_node *);
 static inline void hmap_replace(struct hmap *, const struct hmap_node *old,
-                                struct hmap_node *new);
+                                struct hmap_node *new_node);
+
+struct hmap_node *hmap_random_node(const struct hmap *);
 
-/* Search. */
-#define HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH(NODE, STRUCT, MEMBER, HASH, HMAP)       \
-    for ((NODE) = CONTAINER_OF(hmap_first_with_hash(HMAP, HASH),        \
-                               STRUCT, MEMBER);                         \
-         &(NODE)->MEMBER != NULL;                                       \
-         (NODE) = CONTAINER_OF(hmap_next_with_hash(&(NODE)->MEMBER),    \
-                               STRUCT, MEMBER))
+/* Search.
+ *
+ * HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH iterates NODE over all of the nodes in HMAP that
+ * have hash value equal to HASH.  HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET iterates NODE over
+ * all of the nodes in HMAP that would fall in the same bucket as HASH.  MEMBER
+ * must be the name of the 'struct hmap_node' member within NODE.
+ *
+ * These macros may be used interchangeably to search for a particular value in
+ * an hmap, see, e.g. shash_find() for an example.  Usually, using
+ * HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH provides an optimization, because comparing a hash
+ * value is usually cheaper than comparing an entire hash map key.  But for
+ * simple hash map keys, it makes sense to use HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET because
+ * it avoids doing two comparisons when a single simple comparison suffices.
+ *
+ * The loop should not change NODE to point to a different node or insert or
+ * delete nodes in HMAP (unless it "break"s out of the loop to terminate
+ * iteration).
+ *
+ * HASH is only evaluated once.
+ *
+ * When the loop terminates normally, meaning the iteration has completed
+ * without using 'break', NODE will be NULL.  This is true for all of the
+ * HMAP_FOR_EACH_*() macros.
+ */
+#define HMAP_FOR_EACH_WITH_HASH(NODE, MEMBER, HASH, HMAP)               \
+    for (INIT_CONTAINER(NODE, hmap_first_with_hash(HMAP, HASH), MEMBER); \
+         (NODE != OBJECT_CONTAINING(NULL, NODE, MEMBER)) || (NODE = NULL); \
+         ASSIGN_CONTAINER(NODE, hmap_next_with_hash(&(NODE)->MEMBER),   \
+                          MEMBER))
+#define HMAP_FOR_EACH_IN_BUCKET(NODE, MEMBER, HASH, HMAP)               \
+    for (INIT_CONTAINER(NODE, hmap_first_in_bucket(HMAP, HASH), MEMBER); \
+         (NODE != OBJECT_CONTAINING(NULL, NODE, MEMBER)) || (NODE = NULL); \
+         ASSIGN_CONTAINER(NODE, hmap_next_in_bucket(&(NODE)->MEMBER), MEMBER))
 
 static inline struct hmap_node *hmap_first_with_hash(const struct hmap *,
                                                      size_t hash);
 static inline struct hmap_node *hmap_next_with_hash(const struct hmap_node *);
+static inline struct hmap_node *hmap_first_in_bucket(const struct hmap *,
+                                                     size_t hash);
+static inline struct hmap_node *hmap_next_in_bucket(const struct hmap_node *);
+
+bool hmap_contains(const struct hmap *, const struct hmap_node *);
 
 /* Iteration.
  *
- * The _SAFE version is needed when NODE may be freed.  It is not needed when
- * NODE may be removed from the hash map but its members remain accessible and
- * intact. */
-#define HMAP_FOR_EACH(NODE, STRUCT, MEMBER, HMAP)                   \
-    for ((NODE) = CONTAINER_OF(hmap_first(HMAP), STRUCT, MEMBER);   \
-         &(NODE)->MEMBER != NULL;                                   \
-         (NODE) = CONTAINER_OF(hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER),    \
-                               STRUCT, MEMBER))
-
-#define HMAP_FOR_EACH_SAFE(NODE, NEXT, STRUCT, MEMBER, HMAP)        \
-    for ((NODE) = CONTAINER_OF(hmap_first(HMAP), STRUCT, MEMBER);   \
-         (&(NODE)->MEMBER != NULL                                   \
-          ? (NEXT) = CONTAINER_OF(hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER), \
-                                  STRUCT, MEMBER), 1                \
-          : 0);                                                     \
+ * The *_INIT variants of these macros additionally evaluate the expressions
+ * supplied following the HMAP argument once during the loop initialization.
+ * This makes it possible for data structures that wrap around hmaps to insert
+ * additional initialization into their iteration macros without having to
+ * completely rewrite them.  In particular, it can be a good idea to insert
+ * BUILD_ASSERT_TYPE checks for map and node types that wrap hmap, since
+ * otherwise it is possible for clients to accidentally confuse two derived
+ * data structures that happen to use the same member names for struct hmap and
+ * struct hmap_node. */
+
+/* Iterates through every node in HMAP. */
+#define HMAP_FOR_EACH(NODE, MEMBER, HMAP) \
+    HMAP_FOR_EACH_INIT(NODE, MEMBER, HMAP, (void) 0)
+#define HMAP_FOR_EACH_INIT(NODE, MEMBER, HMAP, ...)                     \
+    for (INIT_CONTAINER(NODE, hmap_first(HMAP), MEMBER), __VA_ARGS__;   \
+         (NODE != OBJECT_CONTAINING(NULL, NODE, MEMBER)) || (NODE = NULL); \
+         ASSIGN_CONTAINER(NODE, hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER), MEMBER))
+
+/* Safe when NODE may be freed (not needed when NODE may be removed from the
+ * hash map but its members remain accessible and intact). */
+#define HMAP_FOR_EACH_SAFE(NODE, NEXT, MEMBER, HMAP) \
+    HMAP_FOR_EACH_SAFE_INIT(NODE, NEXT, MEMBER, HMAP, (void) 0)
+#define HMAP_FOR_EACH_SAFE_INIT(NODE, NEXT, MEMBER, HMAP, ...)          \
+    for (INIT_CONTAINER(NODE, hmap_first(HMAP), MEMBER), __VA_ARGS__;   \
+         ((NODE != OBJECT_CONTAINING(NULL, NODE, MEMBER)) || (NODE = NULL) \
+          ? INIT_CONTAINER(NEXT, hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER), MEMBER), 1 \
+          : 0);                                                         \
          (NODE) = (NEXT))
 
+/* Continues an iteration from just after NODE. */
+#define HMAP_FOR_EACH_CONTINUE(NODE, MEMBER, HMAP) \
+    HMAP_FOR_EACH_CONTINUE_INIT(NODE, MEMBER, HMAP, (void) 0)
+#define HMAP_FOR_EACH_CONTINUE_INIT(NODE, MEMBER, HMAP, ...)            \
+    for (ASSIGN_CONTAINER(NODE, hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER), MEMBER), \
+         __VA_ARGS__;                                                   \
+         (NODE != OBJECT_CONTAINING(NULL, NODE, MEMBER)) || (NODE = NULL); \
+         ASSIGN_CONTAINER(NODE, hmap_next(HMAP, &(NODE)->MEMBER), MEMBER))
+
 static inline struct hmap_node *hmap_first(const struct hmap *);
 static inline struct hmap_node *hmap_next(const struct hmap *,
                                           const struct hmap_node *);
 
+struct hmap_node *hmap_at_position(const struct hmap *,
+                                   uint32_t *bucket, uint32_t *offset);
+
 /* Returns the number of nodes currently in 'hmap'. */
 static inline size_t
 hmap_count(const struct hmap *hmap)
@@ -117,7 +216,9 @@ hmap_capacity(const struct hmap *hmap)
 }
 
 /* Returns true if 'hmap' currently contains no nodes,
- * false otherwise. */
+ * false otherwise.
+ * Note: While hmap in general is not thread-safe without additional locking,
+ * hmap_is_empty() is. */
 static inline bool
 hmap_is_empty(const struct hmap *hmap)
 {
@@ -137,13 +238,18 @@ hmap_insert_fast(struct hmap *hmap, struct hmap_node *node, size_t hash)
 }
 
 /* Inserts 'node', with the given 'hash', into 'hmap', and expands 'hmap' if
- * necessary to optimize search performance. */
+ * necessary to optimize search performance.
+ *
+ * ('where' is used in debug logging.  Commonly one would use hmap_insert() to
+ * automatically provide the caller's source file and line number for
+ * 'where'.) */
 static inline void
-hmap_insert(struct hmap *hmap, struct hmap_node *node, size_t hash)
+hmap_insert_at(struct hmap *hmap, struct hmap_node *node, size_t hash,
+               const char *where)
 {
     hmap_insert_fast(hmap, node, hash);
     if (hmap->n / 2 > hmap->mask) {
-        hmap_expand(hmap);
+        hmap_expand_at(hmap, where);
     }
 }
 
@@ -160,36 +266,24 @@ hmap_remove(struct hmap *hmap, struct hmap_node *node)
     hmap->n--;
 }
 
-/* Adjusts 'hmap' to compensate for 'old_node' having moved position in memory
- * to 'node' (e.g. due to realloc()). */
-static inline void
-hmap_moved(struct hmap *hmap,
-           struct hmap_node *old_node, struct hmap_node *node)
-{
-    struct hmap_node **bucket = &hmap->buckets[node->hash & hmap->mask];
-    while (*bucket != old_node) {
-        bucket = &(*bucket)->next;
-    }
-    *bucket = node;
-}
-
-/* Puts 'new' in the position in 'hmap' currently occupied by 'old'.  The 'new'
- * node must hash to the same value as 'old'.  The client is responsible for
- * ensuring that the replacement does not violate any client-imposed
- * invariants (e.g. uniqueness of keys within a map).
+/* Puts 'new_node' in the position in 'hmap' currently occupied by 'old_node'.
+ * The 'new_node' must hash to the same value as 'old_node'.  The client is
+ * responsible for ensuring that the replacement does not violate any
+ * client-imposed invariants (e.g. uniqueness of keys within a map).
  *
- * Afterward, 'old' is not part of 'hmap', and the client is responsible for
- * freeing it (if this is desirable). */
+ * Afterward, 'old_node' is not part of 'hmap', and the client is responsible
+ * for freeing it (if this is desirable). */
 static inline void
 hmap_replace(struct hmap *hmap,
-             const struct hmap_node *old, struct hmap_node *new)
+             const struct hmap_node *old_node, struct hmap_node *new_node)
 {
-    struct hmap_node **bucket = &hmap->buckets[old->hash & hmap->mask];
-    while (*bucket != old) {
+    struct hmap_node **bucket = &hmap->buckets[old_node->hash & hmap->mask];
+    while (*bucket != old_node) {
         bucket = &(*bucket)->next;
     }
-    *bucket = new;
-    new->hash = old->hash;
+    *bucket = new_node;
+    new_node->hash = old_node->hash;
+    new_node->next = old_node->next;
 }
 
 static inline struct hmap_node *
@@ -198,7 +292,7 @@ hmap_next_with_hash__(const struct hmap_node *node, size_t hash)
     while (node != NULL && node->hash != hash) {
         node = node->next;
     }
-    return (struct hmap_node *) node;
+    return CONST_CAST(struct hmap_node *, node);
 }
 
 /* Returns the first node in 'hmap' with the given 'hash', or a null pointer if
@@ -209,6 +303,28 @@ hmap_first_with_hash(const struct hmap *hmap, size_t hash)
     return hmap_next_with_hash__(hmap->buckets[hash & hmap->mask], hash);
 }
 
+/* Returns the first node in 'hmap' in the bucket in which the given 'hash'
+ * would land, or a null pointer if that bucket is empty. */
+static inline struct hmap_node *
+hmap_first_in_bucket(const struct hmap *hmap, size_t hash)
+{
+    return hmap->buckets[hash & hmap->mask];
+}
+
+/* Returns the next node in the same bucket as 'node', or a null pointer if
+ * there are no more nodes in that bucket.
+ *
+ * If the hash map has been reallocated since 'node' was visited, some nodes
+ * may be skipped; if new nodes with the same hash value have been added, they
+ * will be skipped.  (Removing 'node' from the hash map does not prevent
+ * calling this function, since node->next is preserved, although freeing
+ * 'node' of course does.) */
+static inline struct hmap_node *
+hmap_next_in_bucket(const struct hmap_node *node)
+{
+    return node->next;
+}
+
 /* Returns the next node in the same hash map as 'node' with the same hash
  * value, or a null pointer if no more nodes have that hash value.
  *
@@ -259,4 +375,8 @@ hmap_next(const struct hmap *hmap, const struct hmap_node *node)
             : hmap_next__(hmap, (node->hash & hmap->mask) + 1));
 }
 
+#ifdef  __cplusplus
+}
+#endif
+
 #endif /* hmap.h */