used new new_type_frame() to generate frame types
[libfirm] / ir / adt / bitset.h
index f7efa15..4f249be 100644 (file)
@@ -1,5 +1,8 @@
 /**
- * Bitsets.
+ * @file bitset.h
+ * @date 15.10.2004
+ * @author Sebastian Hack
+ * @brief A bitset implementation.
  */
 
 #ifndef __FIRM_BITSET_H
 #include <assert.h>
 #include <string.h>
 
+#include "firm_config.h"
+#include "bitfiddle.h"
 
-#define INLINE inline
-
-#define BITSET_USE_STD
+typedef unsigned int bitset_pos_t;
 
 #include "bitset_std.h"
 
+/*
+#if defined(__GNUC__) && defined(__i386__)
+#include "bitset_ia32.h"
+#endif
+*/
+
 typedef struct _bitset_t {
-       unsigned units;
+       bitset_pos_t units;
+  bitset_pos_t size;
        bitset_unit_t *data;
 } bitset_t;
 
@@ -26,55 +36,78 @@ typedef struct _bitset_t {
 #define BS_UNIT_SIZE_BITS (BS_UNIT_SIZE * 8)
 #define BS_UNIT_MASK (BS_UNIT_SIZE_BITS - 1)
 
-
-/**
- * Units needed for a given highest bit.
- * @param highest_bit The highest bit that should be storable.
- * @return The number of units needed.
- */
-#define _bitset_units(highest_bit) (round_up2(highest_bit, BS_UNIT_SIZE_BITS) / BS_UNIT_SIZE_BITS)
-
-/**
- * Compute the size in bytes needed for a bitset.
- * This also include the size for the bitset data structure.
- * @param highest_bit The highest bit that shall be storable.
- * @return The overall amount of bytes needed for that bitset.
- */
-#define _bitset_overall_size(highest_bit) \
-       (sizeof(bitset_t) + _bitset_units(highest_bit) * BS_UNIT_SIZE)
-
 /**
  * Initialize a bitset.
  * This functions should not be called.
+ *
+ * Note that this function needs three macros which must be provided by the
+ * bitfield implementor:
+ * - _bitset_overall_size(size) The overall size that must be
+ *   allocated for the bitfield in bytes.
+ * - _bitset_units(size) The number of units that will be
+ *   present in the bitfield for a given highest bit.
+ * - _bitset_data_ptr(data, size) This produces as pointer to the
+ *   first unit in the allocated memory area. The main reason for this
+ *   macro is, that some bitset implementors want control over memory
+ *   alignment.
+ *
  * @param area A pointer to memory reserved for the bitset.
- * @param units The number of units that are allocated for the bitset.
+ * @param size The size of the bitset in bits.
  * @return A pointer to the initialized bitset.
  */
-static INLINE bitset_t *_bitset_prepare(void *area, unsigned units)
+static INLINE bitset_t *_bitset_prepare(void *area, bitset_pos_t size)
 {
        bitset_t *ptr = area;
-       ptr->units = units;
-       ptr->data = (bitset_unit_t *) (ptr + 1);
-       memset(ptr->data, 0, BS_UNIT_SIZE * units);
+       memset(area, 0, _bitset_overall_size(sizeof(bitset_t), size));
+       ptr->units = _bitset_units(size);
+  ptr->size = size;
+       ptr->data = _bitset_data_ptr(area, sizeof(bitset_t), size);
        return ptr;
 }
 
+/**
+ * Mask out all bits, which are only there, because the number
+ * of bits in the set didn't match a unit size boundary.
+ * @param bs The bitset.
+ * @return The masked bitset.
+ */
+static INLINE bitset_t *_bitset_mask_highest(bitset_t *bs)
+{
+  bs->data[bs->units - 1] &= (1 << (bs->size & BS_UNIT_MASK)) - 1;
+  return bs;
+}
+
+/**
+ * Get the capacity of the bitset in bits.
+ * @param bs The bitset.
+ * @return The capacity in bits of the bitset.
+ */
+#define bitset_capacity(bs) ((bs)->units * BS_UNIT_SIZE_BITS)
+
+/**
+ * Get the size of the bitset in bits.
+ * @note Note the difference between capacity and size.
+ * @param bs The bitset.
+ * @return The highest bit which can be set or cleared plus 1.
+ */
+#define bistet_size(bs)  ((bs)->size)
+
 /**
  * Allocate a bitset on an obstack.
  * @param obst The obstack.
- * @param highest_bit The greatest bit that shall be stored in the set.
+ * @param size The greatest bit that shall be stored in the set.
  * @return A pointer to an empty initialized bitset.
  */
-#define bitset_obstack_alloc(obst,highest_bit) \
-  _bitset_prepare(obstack_alloc(obst, _bitset_overall_size(highest_bit)), _bitset_units(highest_bit))
+#define bitset_obstack_alloc(obst,size) \
+  _bitset_prepare(obstack_alloc(obst, _bitset_overall_size(sizeof(bitset_t), size)), size)
 
 /**
  * Allocate a bitset via malloc.
- * @param highest_bit The greatest bit that shall be stored in the set.
+ * @param size The greatest bit that shall be stored in the set.
  * @return A pointer to an empty initialized bitset.
  */
-#define bitset_malloc(highest_bit) \
-       _bitset_prepare(malloc(_bitset_overall_size(highest_bit)), _bitset_units(highest_bit))
+#define bitset_malloc(size) \
+       _bitset_prepare(malloc(_bitset_overall_size(sizeof(bitset_t), size)), size)
 
 /**
  * Free a bitset allocated with bitset_malloc().
@@ -84,43 +117,12 @@ static INLINE bitset_t *_bitset_prepare(void *area, unsigned units)
 
 /**
  * Allocate a bitset on the stack via alloca.
- * @param highest_bit The greatest bit that shall be stored in the set.
+ * @param size The greatest bit that shall be stored in the set.
  * @return A pointer to an empty initialized bitset.
  */
-#define bitset_alloca(highest_bit) \
-       _bitset_prepare(alloca(_bitset_overall_size(highest_bit)), _bitset_units(highest_bit))
+#define bitset_alloca(size) \
+       _bitset_prepare(alloca(_bitset_overall_size(sizeof(bitset_t), size)), size)
 
-/**
- * Print a bitset to a stream.
- * The bitset is printed as a comma seperated list of bits set.
- * @param file The stream.
- * @param bs The bitset.
- */
-static INLINE void bitset_fprint(FILE *file, bitset_t *bs)
-{
-       const char *prefix = "";
-       int i;
-       unsigned k = 0;
-
-       putc('[', file);
-       for(i = 0; i < bs->units; i++) {
-               bitset_unit_t j;
-               bitset_unit_t unit = bs->data[i];
-
-#if 0
-               printf("%s%08x", prefix, unit);
-               prefix=":";
-               continue;
-#endif
-               for(j = 1; j != 0; j <<= 1, k++) {
-                       if(unit & j) {
-                               fprintf(file, "%s%u", prefix, k);
-                               prefix = ",";
-                       }
-               }
-       }
-       putc(']', file);
-}
 
 /**
  * Get the unit which contains a specific bit.
@@ -129,9 +131,10 @@ static INLINE void bitset_fprint(FILE *file, bitset_t *bs)
  * @param bit The bit.
  * @return A pointer to the unit containing the bit.
  */
-static INLINE bitset_unit_t *_bitset_get_unit(const bitset_t *bs, unsigned bit)
+static INLINE bitset_unit_t *_bitset_get_unit(const bitset_t *bs, bitset_pos_t bit)
 {
-       assert(bit < bs->units * BS_UNIT_SIZE_BITS && "Bit too large");
+       /* assert(bit < bs->units * BS_UNIT_SIZE_BITS && "Bit too large"); */
+  assert(bit <= bs->size && "Bit to large");
        return bs->data + bit / BS_UNIT_SIZE_BITS;
 }
 
@@ -140,7 +143,7 @@ static INLINE bitset_unit_t *_bitset_get_unit(const bitset_t *bs, unsigned bit)
  * @param bs The bitset.
  * @param bit The bit to set.
  */
-static INLINE void bitset_set(bitset_t *bs, unsigned bit)
+static INLINE void bitset_set(bitset_t *bs, bitset_pos_t bit)
 {
        bitset_unit_t *unit = _bitset_get_unit(bs, bit);
        _bitset_inside_set(unit, bit & BS_UNIT_MASK);
@@ -151,35 +154,64 @@ static INLINE void bitset_set(bitset_t *bs, unsigned bit)
  * @param bs The bitset.
  * @param bit The bit to clear.
  */
-static INLINE void bitset_clear(bitset_t *bs, unsigned bit)
+static INLINE void bitset_clear(bitset_t *bs, bitset_pos_t bit)
 {
        bitset_unit_t *unit = _bitset_get_unit(bs, bit);
        _bitset_inside_clear(unit, bit & BS_UNIT_MASK);
 }
 
+/**
+ * Check, if a bit is set.
+ * @param bs The bitset.
+ * @param bit The bit to check for.
+ * @return 1, if the bit was set, 0 if not.
+ */
+static INLINE int bitset_is_set(const bitset_t *bs, bitset_pos_t bit)
+{
+       bitset_unit_t *unit = _bitset_get_unit(bs, bit);
+       return _bitset_inside_is_set(unit, bit & BS_UNIT_MASK);
+}
+
 /**
  * Flip a bit in a bitset.
  * @param bs The bitset.
  * @param bit The bit to flip.
  */
-static INLINE void bitset_flip(bitset_t *bs, unsigned bit)
+static INLINE void bitset_flip(bitset_t *bs, bitset_pos_t bit)
 {
        bitset_unit_t *unit = _bitset_get_unit(bs, bit);
        _bitset_inside_flip(unit, bit & BS_UNIT_MASK);
 }
 
+/**
+ * Copy a bitset to another.
+ * @param tgt The target bitset.
+ * @param src The source bitset.
+ * @return The target bitset.
+ */
+static INLINE bitset_t *bitset_copy(bitset_t *tgt, const bitset_t *src)
+{
+       bitset_pos_t tu = tgt->units;
+       bitset_pos_t su = src->units;
+       bitset_pos_t min_units = tu < su ? tu : su;
+       memcpy(tgt->data, src->data, min_units * BS_UNIT_SIZE);
+       if(tu > min_units)
+               memset(tgt->data + min_units, 0, BS_UNIT_SIZE * (tu - min_units));
+       return _bitset_mask_highest(tgt);
+}
+
 /**
  * Find the smallest bit set in the bitset.
  * @param bs The bitset.
  * @return The smallest bit set in the bitset.
  */
-static INLINE unsigned bitset_min(bitset_t *bs)
+static INLINE bitset_pos_t bitset_min(const bitset_t *bs)
 {
-       unsigned i, ofs = 0;
-       bitset_unit_t *unit;
+       bitset_pos_t i, ofs = 0;
 
-       for(i = 0, unit = bs->data; i < bs->units; ++i, ++unit) {
-               unsigned pos = _bitset_inside_ntz(unit);
+       for(i = 0; i < bs->units; ++i) {
+               bitset_unit_t *unit = &bs->data[i];
+               bitset_pos_t pos = _bitset_inside_ntz(unit);
                if(pos > 0)
                        return ofs + pos;
                ofs += BS_UNIT_SIZE_BITS;
@@ -193,13 +225,13 @@ static INLINE unsigned bitset_min(bitset_t *bs)
  * @param bs The bitset.
  * @return The greatest bit set in the bitset.
  */
-static INLINE unsigned bitset_max(bitset_t *bs)
+static INLINE bitset_pos_t bitset_max(const bitset_t *bs)
 {
-       unsigned i, max = 0, ofs = 0;
-       bitset_unit_t *unit;
+       bitset_pos_t i, max = 0, ofs = 0;
 
-       for(i = 0, unit = bs->data; i < bs->units; ++i, ++unit) {
-               unsigned pos = _bitset_inside_nlz(unit);
+       for(i = 0; i < bs->units; ++i) {
+               bitset_unit_t *unit = &bs->data[i];
+               bitset_pos_t pos = _bitset_inside_nlz(unit);
                if(pos > 0)
                        max = ofs + pos;
                ofs += BS_UNIT_SIZE_BITS;
@@ -208,15 +240,85 @@ static INLINE unsigned bitset_max(bitset_t *bs)
        return max;
 }
 
+/**
+ * Find the next set bit from a given bit.
+ * @note Note that if pos is set, pos is returned.
+ * @param bs The bitset.
+ * @param pos The bit from which to search for the next set bit.
+ * @return The next set bit from pos on, or -1, if no set bit was found
+ * after pos.
+ */
+static INLINE bitset_pos_t _bitset_next(const bitset_t *bs,
+               bitset_pos_t pos, int set)
+{
+       bitset_pos_t unit_number = pos / BS_UNIT_SIZE_BITS;
+
+       if(unit_number >= bs->units)
+               return -1;
+
+       {
+               bitset_pos_t bit_in_unit = pos & BS_UNIT_MASK;
+               bitset_pos_t in_unit_mask = (1 << bit_in_unit) - 1;
+
+               /*
+                * Mask out the bits smaller than pos in the current unit.
+                * We are only interested in bits set higher than pos.
+                */
+               bitset_unit_t curr_unit = bs->data[unit_number];
+
+               /*
+                * Find the next bit set in the unit.
+                * Mind that this function returns 0, if the unit is -1 and
+                * counts the bits from 1 on.
+                */
+               bitset_pos_t next_in_this_unit =
+                       _bitset_inside_ntz_value((set ? curr_unit : ~curr_unit) & ~in_unit_mask);
+
+               /* If there is a bit set in the current unit, exit. */
+               if(next_in_this_unit < BS_UNIT_SIZE_BITS)
+                       return next_in_this_unit + unit_number * BS_UNIT_SIZE_BITS;
+
+               /* Else search for set bits in the next units. */
+               else {
+                       bitset_pos_t i;
+                       for(i = unit_number + 1; i < bs->units; ++i) {
+                               bitset_unit_t data = bs->data[i];
+                               bitset_pos_t first_set =
+                                       _bitset_inside_ntz_value(set ? data : ~data);
+
+                               if(first_set < BS_UNIT_SIZE_BITS)
+                                       return first_set + i * BS_UNIT_SIZE_BITS;
+                       }
+               }
+       }
+
+       return -1;
+}
+
+#define bitset_next_clear(bs,pos) _bitset_next((bs), (pos), 0)
+#define bitset_next_set(bs,pos) _bitset_next((bs), (pos), 1)
+
+/**
+ * Convenience macro for bitset iteration.
+ * @param bitset The bitset.
+ * @param elm A unsigned long variable.
+ */
+#define bitset_foreach(bitset,elm) \
+  for(elm = bitset_next_set(bitset,0); elm != -1; elm = bitset_next_set(bitset,elm+1))
+
+
+#define bitset_foreach_clear(bitset,elm) \
+  for(elm = bitset_next_clear(bitset,0); elm != -1; elm = bitset_next_clear(bitset,elm+1))
+
 /**
  * Count the bits set.
  * This can also be seen as the cardinality of the set.
  * @param bs The bitset.
  * @return The number of bits set in the bitset.
  */
-static INLINE unsigned bitset_pop(bitset_t *bs)
+static INLINE bitset_pos_t bitset_popcnt(const bitset_t *bs)
 {
-       unsigned i, pop = 0;
+       bitset_pos_t i, pop = 0;
        bitset_unit_t *unit;
 
        for(i = 0, unit = bs->data; i < bs->units; ++i, ++unit)
@@ -225,28 +327,145 @@ static INLINE unsigned bitset_pop(bitset_t *bs)
        return pop;
 }
 
+/**
+ * Clear the bitset.
+ * This sets all bits to zero.
+ * @param bs The bitset.
+ */
+static INLINE bitset_t *bitset_clear_all(bitset_t *bs)
+{
+       memset(bs->data, 0, BS_UNIT_SIZE * bs->units);
+  return bs;
+}
+
+/**
+ * Set the bitset.
+ * This sets all bits to one.
+ * @param bs The bitset.
+ */
+static INLINE bitset_t *bitset_set_all(bitset_t *bs)
+{
+       memset(bs->data, -1, bs->units * BS_UNIT_SIZE);
+  return _bitset_mask_highest(bs);
+}
+
+/**
+ * Check, if one bitset is contained by another.
+ * That is, each bit set in lhs is also set in rhs.
+ * @param lhs A bitset.
+ * @param rhs Another bitset.
+ * @return 1, if all bits in lhs are also set in rhs, 0 otherwise.
+ */
+static INLINE int bitset_contains(const bitset_t *lhs, const bitset_t *rhs)
+{
+       bitset_pos_t n = lhs->units < rhs->units ? lhs->units : rhs->units;
+       bitset_pos_t i;
+
+       for(i = 0; i < n; ++i) {
+               bitset_unit_t lu = lhs->data[i];
+               bitset_unit_t ru = rhs->data[i];
+
+               if((lu | ru) & ~ru)
+                       return 0;
+       }
+
+       /*
+        * If the left hand sinde is a larger bitset than rhs,
+        * we have to check, that all extra bits in lhs are 0
+        */
+       if(lhs->units > n) {
+               for(i = n; i < lhs->units; ++i) {
+                       if(lhs->data[i] != 0)
+                               return 0;
+               }
+       }
+
+       return 1;
+}
+
+/**
+ * Treat the bitset as a number and subtract 1.
+ * @param bs The bitset.
+ * @return The same bitset.
+ */
+static INLINE void bitset_minus1(bitset_t *bs)
+{
+#define _SH (sizeof(bitset_unit_t) * 8 - 1)
+
+  bitset_pos_t i;
+
+  for(i = 0; i < bs->units; ++i) {
+    bitset_unit_t unit = bs->data[i];
+    bitset_unit_t um1  = unit - 1;
+
+    bs->data[i] = um1;
+
+    if(((unit >> _SH) ^ (um1 >> _SH)) == 0)
+      break;
+  }
+#undef _SH
+}
+
+/**
+ * Print a bitset to a stream.
+ * The bitset is printed as a comma seperated list of bits set.
+ * @param file The stream.
+ * @param bs The bitset.
+ */
+static INLINE void bitset_fprint(FILE *file, const bitset_t *bs)
+{
+       const char *prefix = "";
+       int i;
+
+       putc('[', file);
+       for(i = bitset_next_set(bs, 0); i != -1; i = bitset_next_set(bs, i + 1)) {
+               fprintf(file, "%s%u", prefix, i);
+               prefix = ",";
+       }
+       putc(']', file);
+}
+
+static INLINE void bitset_debug_fprint(FILE *file, const bitset_t *bs)
+{
+       bitset_pos_t i;
+
+       fprintf(file, "%u:", bs->units);
+       for(i = 0; i < bs->units; ++i)
+               fprintf(file, " " BITSET_UNIT_FMT, bs->data[i]);
+}
+
 /*
  * Here, the binary operations follow.
  * And, Or, And Not, Xor are available.
  */
-
 #define BINARY_OP(op) \
-static INLINE bitset_t *bitset_ ## op(bitset_t *tgt, bitset_t *src) \
+static INLINE bitset_t *bitset_ ## op(bitset_t *tgt, const bitset_t *src) \
 { \
-       int i; \
-       int n = tgt->units > src->units ? src->units : tgt->units; \
-       bitset_unit_t *tgt_unit, *src_unit; \
-       src_unit = src->data; \
-       tgt_unit = tgt->data; \
-       for(i = 0; i < n; ++i) \
-               _bitset_inside_ ## op(tgt_unit++, src_unit++); \
-       return tgt; \
+       bitset_pos_t i; \
+       bitset_pos_t n = tgt->units > src->units ? src->units : tgt->units; \
+       for(i = 0; i < n; i += _BITSET_BINOP_UNITS_INC) \
+               _bitset_inside_binop_ ## op(&tgt->data[i], &src->data[i]); \
+       if(n < tgt->units) \
+               _bitset_clear_rest(&tgt->data[i], tgt->units - i); \
+       return _bitset_mask_highest(tgt); \
 }
 
+/*
+ * Define the clear rest macro for the and, since it is the only case,
+ * were non existed (treated as 0) units in the src must be handled.
+ * For all other operations holds: x Op 0 = x for Op in { Andnot, Or, Xor }
+ *
+ * For and, each bitset implementer has to provide the macro
+ * _bitset_clear_units(data, n), which clears n units from the pointer
+ * data on.
+ */
+#define _bitset_clear_rest(data,n) _bitset_inside_clear_units(data, n)
 BINARY_OP(and)
+#undef _bitset_clear_rest
+#define _bitset_clear_rest(data,n)
+
 BINARY_OP(andnot)
 BINARY_OP(or)
 BINARY_OP(xor)
 
-
 #endif