Home | History | Annotate | Line # | Download | only in netinet
ipf_rb.h revision 1.3
      1 /*	$NetBSD: ipf_rb.h,v 1.3 2012/07/22 14:27:51 darrenr Exp $	*/
      2 
      3 /*
      4  * Copyright (C) 2012 by Darren Reed.
      5  *
      6  * See the IPFILTER.LICENCE file for details on licencing.
      7  *
      8  */
      9 typedef enum rbcolour_e {
     10 	C_BLACK = 0,
     11 	C_RED = 1
     12 } rbcolour_t;
     13 
     14 #define	RBI_LINK(_n, _t)							\
     15 	struct _n##_rb_link {						\
     16 		struct _t	*left;					\
     17 		struct _t	*right;					\
     18 		struct _t	*parent;				\
     19 		rbcolour_t	colour;					\
     20 	}
     21 
     22 #define	RBI_HEAD(_n, _t)						\
     23 struct _n##_rb_head {							\
     24 	struct _t	top;						\
     25 	int		count;						\
     26 	int		(* compare)(struct _t *, struct _t *);		\
     27 }
     28 
     29 #define	RBI_CODE(_n, _t, _f, _cmp)					\
     30 									\
     31 typedef	void	(*_n##_rb_walker_t)(_t *, void *);			\
     32 									\
     33 _t *	_n##_rb_delete(struct _n##_rb_head *, _t *);			\
     34 void	_n##_rb_init(struct _n##_rb_head *);				\
     35 void	_n##_rb_insert(struct _n##_rb_head *, _t *);			\
     36 _t *	_n##_rb_search(struct _n##_rb_head *, void *);			\
     37 void	_n##_rb_walktree(struct _n##_rb_head *, _n##_rb_walker_t, void *);\
     38 									\
     39 static void								\
     40 rotate_left(struct _n##_rb_head *head, _t *node)			\
     41 {									\
     42 	_t *parent, *tmp1, *tmp2;					\
     43 									\
     44 	parent = node->_f.parent;					\
     45 	tmp1 = node->_f.right;						\
     46 	tmp2 = tmp1->_f.left;						\
     47 	node->_f.right = tmp2;						\
     48 	if (tmp2 != & _n##_rb_zero)					\
     49 		tmp2->_f.parent = node;					\
     50 	if (parent == & _n##_rb_zero)					\
     51 		head->top._f.right = tmp1;				\
     52 	else if (parent->_f.right == node)				\
     53 		parent->_f.right = tmp1;				\
     54 	else								\
     55 		parent->_f.left = tmp1;					\
     56 	tmp1->_f.left = node;						\
     57 	tmp1->_f.parent = parent;					\
     58 	node->_f.parent = tmp1;						\
     59 }									\
     60 									\
     61 static void								\
     62 rotate_right(struct _n##_rb_head *head, _t *node)			\
     63 {									\
     64 	_t *parent, *tmp1, *tmp2;					\
     65 									\
     66 	parent = node->_f.parent;					\
     67 	tmp1 = node->_f.left;						\
     68 	tmp2 = tmp1->_f.right;						\
     69 	node->_f.left = tmp2;						\
     70 	if (tmp2 != &_n##_rb_zero)					\
     71 		tmp2->_f.parent = node;					\
     72 	if (parent == &_n##_rb_zero)					\
     73 		head->top._f.right = tmp1;				\
     74 	else if (parent->_f.right == node)				\
     75 		parent->_f.right = tmp1;				\
     76 	else								\
     77 		parent->_f.left = tmp1;					\
     78 	tmp1->_f.right = node;						\
     79 	tmp1->_f.parent = parent;					\
     80 	node->_f.parent = tmp1;						\
     81 }									\
     82 									\
     83 void									\
     84 _n##_rb_insert(struct _n##_rb_head *head, _t *node)			\
     85 {									\
     86 	_t *n, *parent, **p, *tmp1, *gparent;				\
     87 									\
     88 	parent = &head->top;						\
     89 	node->_f.left = &_n##_rb_zero;					\
     90 	node->_f.right = &_n##_rb_zero;					\
     91 	p = &head->top._f.right;					\
     92 	while ((n = *p) != &_n##_rb_zero) {				\
     93 		if (_cmp(node, n) < 0)					\
     94 			p = &n->_f.left;				\
     95 		else							\
     96 			p = &n->_f.right;				\
     97 		parent = n;						\
     98 	}								\
     99 	*p = node;							\
    100 	node->_f.colour = C_RED;					\
    101 	node->_f.parent = parent;					\
    102 									\
    103 	while ((node != &_n##_rb_zero) && (parent->_f.colour == C_RED)){\
    104 		gparent = parent->_f.parent;				\
    105 		if (parent == gparent->_f.left) {			\
    106 			tmp1 = gparent->_f.right;			\
    107 			if (tmp1->_f.colour == C_RED) {			\
    108 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    109 				tmp1->_f.colour = C_BLACK;		\
    110 				gparent->_f.colour = C_RED;		\
    111 				node = gparent;				\
    112 			} else {					\
    113 				if (node == parent->_f.right) {		\
    114 					node = parent;			\
    115 					rotate_left(head, node);	\
    116 					parent = node->_f.parent;	\
    117 				}					\
    118 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    119 				gparent->_f.colour = C_RED;		\
    120 				rotate_right(head, gparent);		\
    121 			}						\
    122 		} else {						\
    123 			tmp1 = gparent->_f.left;			\
    124 			if (tmp1->_f.colour == C_RED) {			\
    125 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    126 				tmp1->_f.colour = C_BLACK;		\
    127 				gparent->_f.colour = C_RED;		\
    128 				node = gparent;				\
    129 			} else {					\
    130 				if (node == parent->_f.left) {		\
    131 					node = parent;			\
    132 					rotate_right(head, node);	\
    133 					parent = node->_f.parent;	\
    134 				}					\
    135 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    136 				gparent->_f.colour = C_RED;		\
    137 				rotate_left(head, parent->_f.parent);	\
    138 			}						\
    139 		}							\
    140 		parent = node->_f.parent;				\
    141 	}								\
    142 	head->top._f.right->_f.colour = C_BLACK;			\
    143 	head->count++;						\
    144 }									\
    145 									\
    146 static void								\
    147 deleteblack(struct _n##_rb_head *head, _t *parent, _t *node)		\
    148 {									\
    149 	_t *tmp;							\
    150 									\
    151 	while ((node == &_n##_rb_zero || node->_f.colour == C_BLACK) &&	\
    152 	       node != &head->top) {					\
    153 		if (parent->_f.left == node) {				\
    154 			tmp = parent->_f.right;				\
    155 			if (tmp->_f.colour == C_RED) {			\
    156 				tmp->_f.colour = C_BLACK;		\
    157 				parent->_f.colour = C_RED;		\
    158 				rotate_left(head, parent);		\
    159 				tmp = parent->_f.right;			\
    160 			}						\
    161 			if ((tmp->_f.left == &_n##_rb_zero ||		\
    162 			     tmp->_f.left->_f.colour == C_BLACK) &&	\
    163 			    (tmp->_f.right == &_n##_rb_zero ||		\
    164 			     tmp->_f.right->_f.colour == C_BLACK)) {	\
    165 				tmp->_f.colour = C_RED;			\
    166 				node = parent;				\
    167 				parent = node->_f.parent;		\
    168 			} else {					\
    169 				if (tmp->_f.right == &_n##_rb_zero ||	\
    170 				    tmp->_f.right->_f.colour == C_BLACK) {\
    171 					_t *tmp2 = tmp->_f.left;	\
    172 									\
    173 					if (tmp2 != &_n##_rb_zero)	\
    174 						tmp2->_f.colour = C_BLACK;\
    175 					tmp->_f.colour = C_RED;		\
    176 					rotate_right(head, tmp);	\
    177 					tmp = parent->_f.right;		\
    178 				}					\
    179 				tmp->_f.colour = parent->_f.colour;	\
    180 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    181 				if (tmp->_f.right != &_n##_rb_zero)	\
    182 					tmp->_f.right->_f.colour = C_BLACK;\
    183 				rotate_left(head, parent);		\
    184 				node = head->top._f.right;		\
    185 			}						\
    186 		} else {						\
    187 			tmp = parent->_f.left;				\
    188 			if (tmp->_f.colour == C_RED) {			\
    189 				tmp->_f.colour = C_BLACK;		\
    190 				parent->_f.colour = C_RED;		\
    191 				rotate_right(head, parent);		\
    192 				tmp = parent->_f.left;			\
    193 			}						\
    194 			if ((tmp->_f.left == &_n##_rb_zero ||		\
    195 			     tmp->_f.left->_f.colour == C_BLACK) &&	\
    196 			    (tmp->_f.right == &_n##_rb_zero ||		\
    197 			     tmp->_f.right->_f.colour == C_BLACK)) {	\
    198 				tmp->_f.colour = C_RED;			\
    199 				node = parent;				\
    200 				parent = node->_f.parent;		\
    201 			} else {					\
    202 				if (tmp->_f.left == &_n##_rb_zero ||	\
    203 				    tmp->_f.left->_f.colour == C_BLACK) {\
    204 					_t *tmp2 = tmp->_f.right;	\
    205 									\
    206 					if (tmp2 != &_n##_rb_zero)	\
    207 						tmp2->_f.colour = C_BLACK;\
    208 					tmp->_f.colour = C_RED;		\
    209 					rotate_left(head, tmp);		\
    210 					tmp = parent->_f.left;		\
    211 				}					\
    212 				tmp->_f.colour = parent->_f.colour;	\
    213 				parent->_f.colour = C_BLACK;		\
    214 				if (tmp->_f.left != &_n##_rb_zero)	\
    215 					tmp->_f.left->_f.colour = C_BLACK;\
    216 				rotate_right(head, parent);		\
    217 				node = head->top._f.right;		\
    218 				break;					\
    219 			}						\
    220 		}							\
    221 	}								\
    222 	if (node != &_n##_rb_zero)					\
    223 		node->_f.colour = C_BLACK;				\
    224 }									\
    225 									\
    226 _t *									\
    227 _n##_rb_delete(struct _n##_rb_head *head, _t *node)			\
    228 {									\
    229 	_t *child, *parent, *old = node, *left;				\
    230 	rbcolour_t color;						\
    231 									\
    232 	if (node->_f.left == &_n##_rb_zero) {				\
    233 		child = node->_f.right;					\
    234 	} else if (node->_f.right == &_n##_rb_zero) {			\
    235 		child = node->_f.left;					\
    236 	} else {							\
    237 		node = node->_f.right;					\
    238 		while ((left = node->_f.left) != &_n##_rb_zero)		\
    239 			node = left;					\
    240 		child = node->_f.right;					\
    241 		parent = node->_f.parent;				\
    242 		color = node->_f.colour;				\
    243 		if (child != &_n##_rb_zero)				\
    244 			child->_f.parent = parent;			\
    245 		if (parent != &_n##_rb_zero) {				\
    246 			if (parent->_f.left == node)			\
    247 				parent->_f.left = child;		\
    248 			else						\
    249 				parent->_f.right = child;		\
    250 		} else {						\
    251 			head->top._f.right = child;			\
    252 		}							\
    253 		if (node->_f.parent == old)				\
    254 			parent = node;					\
    255 		*node = *old;						\
    256 		if (old->_f.parent != &_n##_rb_zero) {			\
    257 			if (old->_f.parent->_f.left == old)		\
    258 				old->_f.parent->_f.left = node;		\
    259 			else						\
    260 				old->_f.parent->_f.right = node;	\
    261 		} else {						\
    262 			head->top._f.right = child;			\
    263 		}							\
    264 		old->_f.left->_f.parent = node;				\
    265 		if (old->_f.right != &_n##_rb_zero)			\
    266 			old->_f.right->_f.parent = node;		\
    267 		if (parent != &_n##_rb_zero) {				\
    268 			left = parent;					\
    269 		}							\
    270 		goto colour;						\
    271 	}								\
    272 	parent = node->_f.parent;					\
    273 	color= node->_f.colour;						\
    274 	if (child != &_n##_rb_zero)					\
    275 		child->_f.parent = parent;				\
    276 	if (parent != &_n##_rb_zero) {					\
    277 		if (parent->_f.left == node)				\
    278 			parent->_f.left = child;			\
    279 		else							\
    280 			parent->_f.right = child;			\
    281 	} else {							\
    282 		head->top._f.right = child;				\
    283 	}								\
    284 colour:									\
    285 	if (color == C_BLACK)						\
    286 		deleteblack(head, parent, node);			\
    287 	head->count--;							\
    288 	return old;							\
    289 }									\
    290 									\
    291 void									\
    292 _n##_rb_init(struct _n##_rb_head *head)					\
    293 {									\
    294 	memset(head, 0, sizeof(*head));					\
    295 	memset(&_n##_rb_zero, 0, sizeof(_n##_rb_zero));			\
    296 	head->top._f.left = &_n##_rb_zero;				\
    297 	head->top._f.right = &_n##_rb_zero;				\
    298 	head->top._f.parent = &head->top;				\
    299 	_n##_rb_zero._f.left = &_n##_rb_zero;				\
    300 	_n##_rb_zero._f.right = &_n##_rb_zero;				\
    301 	_n##_rb_zero._f.parent = &_n##_rb_zero;				\
    302 }									\
    303 									\
    304 void									\
    305 _n##_rb_walktree(struct _n##_rb_head *head, _n##_rb_walker_t func, void *arg)\
    306 {									\
    307 	_t *prev;							\
    308 	_t *next;							\
    309 	_t *node = head->top._f.right;					\
    310 	_t *base;							\
    311 									\
    312 	while (node != &_n##_rb_zero)					\
    313 		node = node->_f.left;					\
    314 									\
    315 	for (;;) {							\
    316 		base = node;						\
    317 		prev = node;						\
    318 		while ((node->_f.parent->_f.right == node) &&		\
    319 		       (node != &_n##_rb_zero))	{			\
    320 			prev = node;					\
    321 			node = node->_f.parent;				\
    322 		}							\
    323 									\
    324 		node = prev;						\
    325 		for (node = node->_f.parent->_f.right; node != &_n##_rb_zero;\
    326 		     node = node->_f.left)				\
    327 			prev = node;					\
    328 		next = prev;						\
    329 									\
    330 		if (node != &_n##_rb_zero)				\
    331 			func(node, arg);				\
    332 									\
    333 		node = next;						\
    334 		if (node == &_n##_rb_zero)				\
    335 			break;						\
    336 	}								\
    337 }									\
    338 									\
    339 _t *									\
    340 _n##_rb_search(struct _n##_rb_head *head, void *key)			\
    341 {									\
    342 	int	match = 0;						\
    343 	_t	*node;							\
    344 	node = head->top._f.right;					\
    345 	while (node != &_n##_rb_zero) {					\
    346 		match = _cmp(key, node);				\
    347 		if (match == 0)						\
    348 			break;						\
    349 		if (match< 0)						\
    350 			node = node->_f.left;				\
    351 		else							\
    352 			node = node->_f.right;				\
    353 	}								\
    354 	if (node == &_n##_rb_zero || match != 0)			\
    355 		return (NULL);						\
    356 	return (node);							\
    357 }
    358 
    359 #define	RBI_DELETE(_n, _h, _v)		_n##_rb_delete(_h, _v)
    360 #define	RBI_FIELD(_n)			struct _n##_rb_link
    361 #define	RBI_INIT(_n, _h)		_n##_rb_init(_h)
    362 #define	RBI_INSERT(_n, _h, _v)		_n##_rb_insert(_h, _v)
    363 #define	RBI_ISEMPTY(_h)			((_h)->count == 0)
    364 #define	RBI_SEARCH(_n, _h, _k)		_n##_rb_search(_h, _k)
    365 #define	RBI_WALK(_n, _h, _w, _a)	_n##_rb_walktree(_h, _w, _a)
    366 #define	RBI_ZERO(_n)			_n##_rb_zero
    367