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       1             : /*
       2             :  * A fast, small, non-recursive O(nlog n) sort for the Linux kernel
       3             :  *
       4             :  * Jan 23 2005  Matt Mackall <mpm@selenic.com>
       5             :  */
       6             : 
       7             : #include <linux/kernel.h>
       8             : #include <linux/module.h>
       9             : #include <linux/sort.h>
      10             : #include <linux/slab.h>
      11             : 
      12           0 : static void u32_swap(void *a, void *b, int size)
      13             : {
      14           0 :         u32 t = *(u32 *)a;
      15           0 :         *(u32 *)a = *(u32 *)b;
      16           0 :         *(u32 *)b = t;
      17           0 : }
      18             : 
      19         323 : static void generic_swap(void *a, void *b, int size)
      20             : {
      21             :         char t;
      22             : 
      23             :         do {
      24        3788 :                 t = *(char *)a;
      25        3788 :                 *(char *)a++ = *(char *)b;
      26        3788 :                 *(char *)b++ = t;
      27        3788 :         } while (--size > 0);
      28         323 : }
      29             : 
      30             : /**
      31             :  * sort - sort an array of elements
      32             :  * @base: pointer to data to sort
      33             :  * @num: number of elements
      34             :  * @size: size of each element
      35             :  * @cmp_func: pointer to comparison function
      36             :  * @swap_func: pointer to swap function or NULL
      37             :  *
      38             :  * This function does a heapsort on the given array. You may provide a
      39             :  * swap_func function optimized to your element type.
      40             :  *
      41             :  * Sorting time is O(n log n) both on average and worst-case. While
      42             :  * qsort is about 20% faster on average, it suffers from exploitable
      43             :  * O(n*n) worst-case behavior and extra memory requirements that make
      44             :  * it less suitable for kernel use.
      45             :  */
      46             : 
      47          17 : void sort(void *base, size_t num, size_t size,
      48             :           int (*cmp_func)(const void *, const void *),
      49             :           void (*swap_func)(void *, void *, int size))
      50             : {
      51             :         /* pre-scale counters for performance */
      52          17 :         int i = (num/2 - 1) * size, n = num * size, c, r;
      53             : 
      54          17 :         if (!swap_func)
      55          17 :                 swap_func = (size == 4 ? u32_swap : generic_swap);
      56             : 
      57             :         /* heapify */
      58          33 :         for ( ; i >= 0; i -= size) {
      59          82 :                 for (r = i; r * 2 + size < n; r  = c) {
      60          58 :                         c = r * 2 + size;
      61         114 :                         if (c < n - size &&
      62          56 :                                         cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
      63          22 :                                 c += size;
      64          58 :                         if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
      65             :                                 break;
      66          49 :                         swap_func(base + r, base + c, size);
      67             :                 }
      68             :         }
      69             : 
      70             :         /* sort */
      71          82 :         for (i = n - size; i > 0; i -= size) {
      72          65 :                 swap_func(base, base + i, size);
      73         339 :                 for (r = 0; r * 2 + size < i; r = c) {
      74         221 :                         c = r * 2 + size;
      75         434 :                         if (c < i - size &&
      76         213 :                                         cmp_func(base + c, base + c + size) < 0)
      77          89 :                                 c += size;
      78         221 :                         if (cmp_func(base + r, base + c) >= 0)
      79             :                                 break;
      80         209 :                         swap_func(base + r, base + c, size);
      81             :                 }
      82             :         }
      83          17 : }
      84             : 
      85             : EXPORT_SYMBOL(sort);
      86             : 
      87             : #if 0
      88             : /* a simple boot-time regression test */
      89             : 
      90             : int cmpint(const void *a, const void *b)
      91             : {
      92             :         return *(int *)a - *(int *)b;
      93             : }
      94             : 
      95             : static int sort_test(void)
      96             : {
      97             :         int *a, i, r = 1;
      98             : 
      99             :         a = kmalloc(1000 * sizeof(int), GFP_KERNEL);
     100             :         BUG_ON(!a);
     101             : 
     102             :         printk("testing sort()\n");
     103             : 
     104             :         for (i = 0; i < 1000; i++) {
     105             :                 r = (r * 725861) % 6599;
     106             :                 a[i] = r;
     107             :         }
     108             : 
     109             :         sort(a, 1000, sizeof(int), cmpint, NULL);
     110             : 
     111             :         for (i = 0; i < 999; i++)
     112             :                 if (a[i] > a[i+1]) {
     113             :                         printk("sort() failed!\n");
     114             :                         break;
     115             :                 }
     116             : 
     117             :         kfree(a);
     118             : 
     119             :         return 0;
     120             : }
     121             : 
     122             : module_init(sort_test);
     123             : #endif