Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  memchr.rs   Sprache: unbekannt

 
/*!
Generic crate-internal routines for the `memchr` family of functions.
*/

// What follows is a vector algorithm generic over the specific vector
// type to detect the position of one, two or three needles in a haystack.
// From what I know, this is a "classic" algorithm, although I don't
// believe it has been published in any peer reviewed journal. I believe
// it can be found in places like glibc and Go's standard library. It
// appears to be well known and is elaborated on in more detail here:
// https://gms.tf/stdfind-and-memchr-optimizations.html
//
// While the routine below is fairly long and perhaps intimidating, the basic
// idea is actually very simple and can be expressed straight-forwardly in
// pseudo code. The psuedo code below is written for 128 bit vectors, but the
// actual code below works for anything that implements the Vector trait.
//
//     needle = (n1 << 15) | (n1 << 14) | ... | (n1 << 1) | n1
//     // Note: shift amount is in bytes
//
//     while i <= haystack.len() - 16:
//       // A 16 byte vector. Each byte in chunk corresponds to a byte in
//       // the haystack.
//       chunk = haystack[i:i+16]
//       // Compare bytes in needle with bytes in chunk. The result is a 16
//       // byte chunk where each byte is 0xFF if the corresponding bytes
//       // in needle and chunk were equal, or 0x00 otherwise.
//       eqs = cmpeq(needle, chunk)
//       // Return a 32 bit integer where the most significant 16 bits
//       // are always 0 and the lower 16 bits correspond to whether the
//       // most significant bit in the correspond byte in `eqs` is set.
//       // In other words, `mask as u16` has bit i set if and only if
//       // needle[i] == chunk[i].
//       mask = movemask(eqs)
//
//       // Mask is 0 if there is no match, and non-zero otherwise.
//       if mask != 0:
//         // trailing_zeros tells us the position of the least significant
//         // bit that is set.
//         return i + trailing_zeros(mask)
//
//     // haystack length may not be a multiple of 16, so search the rest.
//     while i < haystack.len():
//       if haystack[i] == n1:
//         return i
//
//     // No match found.
//     return NULL
//
// In fact, we could loosely translate the above code to Rust line-for-line
// and it would be a pretty fast algorithm. But, we pull out all the stops
// to go as fast as possible:
//
// 1. We use aligned loads. That is, we do some finagling to make sure our
//    primary loop not only proceeds in increments of 16 bytes, but that
//    the address of haystack's pointer that we dereference is aligned to
//    16 bytes. 16 is a magic number here because it is the size of SSE2
//    128-bit vector. (For the AVX2 algorithm, 32 is the magic number.)
//    Therefore, to get aligned loads, our pointer's address must be evenly
//    divisible by 16.
// 2. Our primary loop proceeds 64 bytes at a time instead of 16. It's
//    kind of like loop unrolling, but we combine the equality comparisons
//    using a vector OR such that we only need to extract a single mask to
//    determine whether a match exists or not. If so, then we do some
//    book-keeping to determine the precise location but otherwise mush on.
// 3. We use our "chunk" comparison routine in as many places as possible,
//    even if it means using unaligned loads. In particular, if haystack
//    starts with an unaligned address, then we do an unaligned load to
//    search the first 16 bytes. We then start our primary loop at the
//    smallest subsequent aligned address, which will actually overlap with
//    previously searched bytes. But we're OK with that. We do a similar
//    dance at the end of our primary loop. Finally, to avoid a
//    byte-at-a-time loop at the end, we do a final 16 byte unaligned load
//    that may overlap with a previous load. This is OK because it converts
//    a loop into a small number of very fast vector instructions. The overlap
//    is OK because we know the place where the overlap occurs does not
//    contain a match.
//
// And that's pretty all there is to it. Note that since the below is
// generic and since it's meant to be inlined into routines with a
// `#[target_feature(enable = "...")]` annotation, we must mark all routines as
// both unsafe and `#[inline(always)]`.
//
// The fact that the code below is generic does somewhat inhibit us. For
// example, I've noticed that introducing an unlineable `#[cold]` function to
// handle the match case in the loop generates tighter assembly, but there is
// no way to do this in the generic code below because the generic code doesn't
// know what `target_feature` annotation to apply to the unlineable function.
// We could make such functions part of the `Vector` trait, but we instead live
// with the slightly sub-optimal codegen for now since it doesn't seem to have
// a noticeable perf difference.

use crate::{
    ext::Pointer,
    vector::{MoveMask, Vector},
};

/// Finds all occurrences of a single byte in a haystack.
#[derive(Clone, Copy, Debug)]
pub(crate) struct One<V> {
    s1: u8,
    v1: V,
}

impl<V: Vector> One<V> {
    /// The number of bytes we examine per each iteration of our search loop.
    const LOOP_SIZE: usize = 4 * V::BYTES;

    /// Create a new searcher that finds occurrences of the byte given.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn new(needle: u8) -> One<V> {
        One { s1: needle, v1: V::splat(needle) }
    }

    /// Returns the needle given to `One::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle1(&self) -> u8 {
        self.s1
    }

    /// Return a pointer to the first occurrence of the needle in the given
    /// haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn find_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::first_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        // Search a possibly unaligned chunk at `start`. This covers any part
        // of the haystack prior to where aligned loads can start.
        if let Some(cur) = self.search_chunk(start, topos) {
            return Some(cur);
        }
        // Set `cur` to the first V-aligned pointer greater than `start`.
        let mut cur = start.add(V::BYTES - (start.as_usize() & V::ALIGN));
        debug_assert!(cur > start && end.sub(V::BYTES) >= start);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur <= end.sub(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(1 * V::BYTES));
                let c = V::load_aligned(cur.add(2 * V::BYTES));
                let d = V::load_aligned(cur.add(3 * V::BYTES));
                let eqa = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb = self.v1.cmpeq(b);
                let eqc = self.v1.cmpeq(c);
                let eqd = self.v1.cmpeq(d);
                let or1 = eqa.or(eqb);
                let or2 = eqc.or(eqd);
                let or3 = or1.or(or2);
                if or3.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqa.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqb.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(1 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqc.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(2 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqd.movemask();
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(3 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                }
                cur = cur.add(Self::LOOP_SIZE);
            }
        }
        // Handle any leftovers after the aligned loop above. We use unaligned
        // loads here, but I believe we are guaranteed that they are aligned
        // since `cur` is aligned.
        while cur <= end.sub(V::BYTES) {
            debug_assert!(end.distance(cur) >= V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
            cur = cur.add(V::BYTES);
        }
        // Finally handle any remaining bytes less than the size of V. In this
        // case, our pointer may indeed be unaligned and the load may overlap
        // with the previous one. But that's okay since we know the previous
        // load didn't lead to a match (otherwise we wouldn't be here).
        if cur < end {
            debug_assert!(end.distance(cur) < V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES - end.distance(cur));
            debug_assert_eq!(end.distance(cur), V::BYTES);
            return self.search_chunk(cur, topos);
        }
        None
    }

    /// Return a pointer to the last occurrence of the needle in the given
    /// haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn rfind_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::last_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        if let Some(cur) = self.search_chunk(end.sub(V::BYTES), topos) {
            return Some(cur);
        }
        let mut cur = end.sub(end.as_usize() & V::ALIGN);
        debug_assert!(start <= cur && cur <= end);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur >= start.add(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                cur = cur.sub(Self::LOOP_SIZE);
                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(1 * V::BYTES));
                let c = V::load_aligned(cur.add(2 * V::BYTES));
                let d = V::load_aligned(cur.add(3 * V::BYTES));
                let eqa = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb = self.v1.cmpeq(b);
                let eqc = self.v1.cmpeq(c);
                let eqd = self.v1.cmpeq(d);
                let or1 = eqa.or(eqb);
                let or2 = eqc.or(eqd);
                let or3 = or1.or(or2);
                if or3.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqd.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(3 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqc.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(2 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqb.movemask();
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(1 * V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqa.movemask();
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(topos(mask)));
                }
            }
        }
        while cur >= start.add(V::BYTES) {
            debug_assert!(cur.distance(start) >= V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
        }
        if cur > start {
            debug_assert!(cur.distance(start) < V::BYTES);
            return self.search_chunk(start, topos);
        }
        None
    }

    /// Return a count of all matching bytes in the given haystack.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn count_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> usize {
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let confirm = |b| b == self.needle1();
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        // Set `cur` to the first V-aligned pointer greater than `start`.
        let mut cur = start.add(V::BYTES - (start.as_usize() & V::ALIGN));
        // Count any matching bytes before we start our aligned loop.
        let mut count = count_byte_by_byte(start, cur, confirm);
        debug_assert!(cur > start && end.sub(V::BYTES) >= start);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur <= end.sub(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(1 * V::BYTES));
                let c = V::load_aligned(cur.add(2 * V::BYTES));
                let d = V::load_aligned(cur.add(3 * V::BYTES));
                let eqa = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb = self.v1.cmpeq(b);
                let eqc = self.v1.cmpeq(c);
                let eqd = self.v1.cmpeq(d);
                count += eqa.movemask().count_ones();
                count += eqb.movemask().count_ones();
                count += eqc.movemask().count_ones();
                count += eqd.movemask().count_ones();
                cur = cur.add(Self::LOOP_SIZE);
            }
        }
        // Handle any leftovers after the aligned loop above. We use unaligned
        // loads here, but I believe we are guaranteed that they are aligned
        // since `cur` is aligned.
        while cur <= end.sub(V::BYTES) {
            debug_assert!(end.distance(cur) >= V::BYTES);
            let chunk = V::load_unaligned(cur);
            count += self.v1.cmpeq(chunk).movemask().count_ones();
            cur = cur.add(V::BYTES);
        }
        // And finally count any leftovers that weren't caught above.
        count += count_byte_by_byte(cur, end, confirm);
        count
    }

    /// Search `V::BYTES` starting at `cur` via an unaligned load.
    ///
    /// `mask_to_offset` should be a function that converts a `movemask` to
    /// an offset such that `cur.add(offset)` corresponds to a pointer to the
    /// match location if one is found. Generally it is expected to use either
    /// `mask_to_first_offset` or `mask_to_last_offset`, depending on whether
    /// one is implementing a forward or reverse search, respectively.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// `cur` must be a valid pointer and it must be valid to do an unaligned
    /// load of size `V::BYTES` at `cur`.
    #[inline(always)]
    unsafe fn search_chunk(
        &self,
        cur: *const u8,
        mask_to_offset: impl Fn(V::Mask) -> usize,
    ) -> Option<*const u8> {
        let chunk = V::load_unaligned(cur);
        let mask = self.v1.cmpeq(chunk).movemask();
        if mask.has_non_zero() {
            Some(cur.add(mask_to_offset(mask)))
        } else {
            None
        }
    }
}

/// Finds all occurrences of two bytes in a haystack.
///
/// That is, this reports matches of one of two possible bytes. For example,
/// searching for `a` or `b` in `afoobar` would report matches at offsets `0`,
/// `4` and `5`.
#[derive(Clone, Copy, Debug)]
pub(crate) struct Two<V> {
    s1: u8,
    s2: u8,
    v1: V,
    v2: V,
}

impl<V: Vector> Two<V> {
    /// The number of bytes we examine per each iteration of our search loop.
    const LOOP_SIZE: usize = 2 * V::BYTES;

    /// Create a new searcher that finds occurrences of the byte given.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn new(needle1: u8, needle2: u8) -> Two<V> {
        Two {
            s1: needle1,
            s2: needle2,
            v1: V::splat(needle1),
            v2: V::splat(needle2),
        }
    }

    /// Returns the first needle given to `Two::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle1(&self) -> u8 {
        self.s1
    }

    /// Returns the second needle given to `Two::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle2(&self) -> u8 {
        self.s2
    }

    /// Return a pointer to the first occurrence of one of the needles in the
    /// given haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn find_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::first_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        // Search a possibly unaligned chunk at `start`. This covers any part
        // of the haystack prior to where aligned loads can start.
        if let Some(cur) = self.search_chunk(start, topos) {
            return Some(cur);
        }
        // Set `cur` to the first V-aligned pointer greater than `start`.
        let mut cur = start.add(V::BYTES - (start.as_usize() & V::ALIGN));
        debug_assert!(cur > start && end.sub(V::BYTES) >= start);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur <= end.sub(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(V::BYTES));
                let eqa1 = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb1 = self.v1.cmpeq(b);
                let eqa2 = self.v2.cmpeq(a);
                let eqb2 = self.v2.cmpeq(b);
                let or1 = eqa1.or(eqb1);
                let or2 = eqa2.or(eqb2);
                let or3 = or1.or(or2);
                if or3.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqa1.movemask().or(eqa2.movemask());
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqb1.movemask().or(eqb2.movemask());
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(V::BYTES).add(topos(mask)));
                }
                cur = cur.add(Self::LOOP_SIZE);
            }
        }
        // Handle any leftovers after the aligned loop above. We use unaligned
        // loads here, but I believe we are guaranteed that they are aligned
        // since `cur` is aligned.
        while cur <= end.sub(V::BYTES) {
            debug_assert!(end.distance(cur) >= V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
            cur = cur.add(V::BYTES);
        }
        // Finally handle any remaining bytes less than the size of V. In this
        // case, our pointer may indeed be unaligned and the load may overlap
        // with the previous one. But that's okay since we know the previous
        // load didn't lead to a match (otherwise we wouldn't be here).
        if cur < end {
            debug_assert!(end.distance(cur) < V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES - end.distance(cur));
            debug_assert_eq!(end.distance(cur), V::BYTES);
            return self.search_chunk(cur, topos);
        }
        None
    }

    /// Return a pointer to the last occurrence of the needle in the given
    /// haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn rfind_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::last_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        if let Some(cur) = self.search_chunk(end.sub(V::BYTES), topos) {
            return Some(cur);
        }
        let mut cur = end.sub(end.as_usize() & V::ALIGN);
        debug_assert!(start <= cur && cur <= end);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur >= start.add(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                cur = cur.sub(Self::LOOP_SIZE);
                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(V::BYTES));
                let eqa1 = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb1 = self.v1.cmpeq(b);
                let eqa2 = self.v2.cmpeq(a);
                let eqb2 = self.v2.cmpeq(b);
                let or1 = eqa1.or(eqb1);
                let or2 = eqa2.or(eqb2);
                let or3 = or1.or(or2);
                if or3.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqb1.movemask().or(eqb2.movemask());
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqa1.movemask().or(eqa2.movemask());
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(topos(mask)));
                }
            }
        }
        while cur >= start.add(V::BYTES) {
            debug_assert!(cur.distance(start) >= V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
        }
        if cur > start {
            debug_assert!(cur.distance(start) < V::BYTES);
            return self.search_chunk(start, topos);
        }
        None
    }

    /// Search `V::BYTES` starting at `cur` via an unaligned load.
    ///
    /// `mask_to_offset` should be a function that converts a `movemask` to
    /// an offset such that `cur.add(offset)` corresponds to a pointer to the
    /// match location if one is found. Generally it is expected to use either
    /// `mask_to_first_offset` or `mask_to_last_offset`, depending on whether
    /// one is implementing a forward or reverse search, respectively.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// `cur` must be a valid pointer and it must be valid to do an unaligned
    /// load of size `V::BYTES` at `cur`.
    #[inline(always)]
    unsafe fn search_chunk(
        &self,
        cur: *const u8,
        mask_to_offset: impl Fn(V::Mask) -> usize,
    ) -> Option<*const u8> {
        let chunk = V::load_unaligned(cur);
        let eq1 = self.v1.cmpeq(chunk);
        let eq2 = self.v2.cmpeq(chunk);
        let mask = eq1.or(eq2).movemask();
        if mask.has_non_zero() {
            let mask1 = eq1.movemask();
            let mask2 = eq2.movemask();
            Some(cur.add(mask_to_offset(mask1.or(mask2))))
        } else {
            None
        }
    }
}

/// Finds all occurrences of two bytes in a haystack.
///
/// That is, this reports matches of one of two possible bytes. For example,
/// searching for `a` or `b` in `afoobar` would report matches at offsets `0`,
/// `4` and `5`.
#[derive(Clone, Copy, Debug)]
pub(crate) struct Three<V> {
    s1: u8,
    s2: u8,
    s3: u8,
    v1: V,
    v2: V,
    v3: V,
}

impl<V: Vector> Three<V> {
    /// The number of bytes we examine per each iteration of our search loop.
    const LOOP_SIZE: usize = 2 * V::BYTES;

    /// Create a new searcher that finds occurrences of the byte given.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn new(
        needle1: u8,
        needle2: u8,
        needle3: u8,
    ) -> Three<V> {
        Three {
            s1: needle1,
            s2: needle2,
            s3: needle3,
            v1: V::splat(needle1),
            v2: V::splat(needle2),
            v3: V::splat(needle3),
        }
    }

    /// Returns the first needle given to `Three::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle1(&self) -> u8 {
        self.s1
    }

    /// Returns the second needle given to `Three::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle2(&self) -> u8 {
        self.s2
    }

    /// Returns the third needle given to `Three::new`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn needle3(&self) -> u8 {
        self.s3
    }

    /// Return a pointer to the first occurrence of one of the needles in the
    /// given haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn find_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::first_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        // Search a possibly unaligned chunk at `start`. This covers any part
        // of the haystack prior to where aligned loads can start.
        if let Some(cur) = self.search_chunk(start, topos) {
            return Some(cur);
        }
        // Set `cur` to the first V-aligned pointer greater than `start`.
        let mut cur = start.add(V::BYTES - (start.as_usize() & V::ALIGN));
        debug_assert!(cur > start && end.sub(V::BYTES) >= start);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur <= end.sub(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(V::BYTES));
                let eqa1 = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb1 = self.v1.cmpeq(b);
                let eqa2 = self.v2.cmpeq(a);
                let eqb2 = self.v2.cmpeq(b);
                let eqa3 = self.v3.cmpeq(a);
                let eqb3 = self.v3.cmpeq(b);
                let or1 = eqa1.or(eqb1);
                let or2 = eqa2.or(eqb2);
                let or3 = eqa3.or(eqb3);
                let or4 = or1.or(or2);
                let or5 = or3.or(or4);
                if or5.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqa1
                        .movemask()
                        .or(eqa2.movemask())
                        .or(eqa3.movemask());
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqb1
                        .movemask()
                        .or(eqb2.movemask())
                        .or(eqb3.movemask());
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(V::BYTES).add(topos(mask)));
                }
                cur = cur.add(Self::LOOP_SIZE);
            }
        }
        // Handle any leftovers after the aligned loop above. We use unaligned
        // loads here, but I believe we are guaranteed that they are aligned
        // since `cur` is aligned.
        while cur <= end.sub(V::BYTES) {
            debug_assert!(end.distance(cur) >= V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
            cur = cur.add(V::BYTES);
        }
        // Finally handle any remaining bytes less than the size of V. In this
        // case, our pointer may indeed be unaligned and the load may overlap
        // with the previous one. But that's okay since we know the previous
        // load didn't lead to a match (otherwise we wouldn't be here).
        if cur < end {
            debug_assert!(end.distance(cur) < V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES - end.distance(cur));
            debug_assert_eq!(end.distance(cur), V::BYTES);
            return self.search_chunk(cur, topos);
        }
        None
    }

    /// Return a pointer to the last occurrence of the needle in the given
    /// haystack. If no such occurrence exists, then `None` is returned.
    ///
    /// When a match is found, the pointer returned is guaranteed to be
    /// `>= start` and `< end`.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// * It must be the case that `start < end` and that the distance between
    /// them is at least equal to `V::BYTES`. That is, it must always be valid
    /// to do at least an unaligned load of `V` at `start`.
    /// * Both `start` and `end` must be valid for reads.
    /// * Both `start` and `end` must point to an initialized value.
    /// * Both `start` and `end` must point to the same allocated object and
    /// must either be in bounds or at most one byte past the end of the
    /// allocated object.
    /// * Both `start` and `end` must be _derived from_ a pointer to the same
    /// object.
    /// * The distance between `start` and `end` must not overflow `isize`.
    /// * The distance being in bounds must not rely on "wrapping around" the
    /// address space.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn rfind_raw(
        &self,
        start: *const u8,
        end: *const u8,
    ) -> Option<*const u8> {
        // If we want to support vectors bigger than 256 bits, we probably
        // need to move up to using a u64 for the masks used below. Currently
        // they are 32 bits, which means we're SOL for vectors that need masks
        // bigger than 32 bits. Overall unclear until there's a use case.
        debug_assert!(V::BYTES <= 32, "vector cannot be bigger than 32 bytes");

        let topos = V::Mask::last_offset;
        let len = end.distance(start);
        debug_assert!(
            len >= V::BYTES,
            "haystack has length {}, but must be at least {}",
            len,
            V::BYTES
        );

        if let Some(cur) = self.search_chunk(end.sub(V::BYTES), topos) {
            return Some(cur);
        }
        let mut cur = end.sub(end.as_usize() & V::ALIGN);
        debug_assert!(start <= cur && cur <= end);
        if len >= Self::LOOP_SIZE {
            while cur >= start.add(Self::LOOP_SIZE) {
                debug_assert_eq!(0, cur.as_usize() % V::BYTES);

                cur = cur.sub(Self::LOOP_SIZE);
                let a = V::load_aligned(cur);
                let b = V::load_aligned(cur.add(V::BYTES));
                let eqa1 = self.v1.cmpeq(a);
                let eqb1 = self.v1.cmpeq(b);
                let eqa2 = self.v2.cmpeq(a);
                let eqb2 = self.v2.cmpeq(b);
                let eqa3 = self.v3.cmpeq(a);
                let eqb3 = self.v3.cmpeq(b);
                let or1 = eqa1.or(eqb1);
                let or2 = eqa2.or(eqb2);
                let or3 = eqa3.or(eqb3);
                let or4 = or1.or(or2);
                let or5 = or3.or(or4);
                if or5.movemask_will_have_non_zero() {
                    let mask = eqb1
                        .movemask()
                        .or(eqb2.movemask())
                        .or(eqb3.movemask());
                    if mask.has_non_zero() {
                        return Some(cur.add(V::BYTES).add(topos(mask)));
                    }

                    let mask = eqa1
                        .movemask()
                        .or(eqa2.movemask())
                        .or(eqa3.movemask());
                    debug_assert!(mask.has_non_zero());
                    return Some(cur.add(topos(mask)));
                }
            }
        }
        while cur >= start.add(V::BYTES) {
            debug_assert!(cur.distance(start) >= V::BYTES);
            cur = cur.sub(V::BYTES);
            if let Some(cur) = self.search_chunk(cur, topos) {
                return Some(cur);
            }
        }
        if cur > start {
            debug_assert!(cur.distance(start) < V::BYTES);
            return self.search_chunk(start, topos);
        }
        None
    }

    /// Search `V::BYTES` starting at `cur` via an unaligned load.
    ///
    /// `mask_to_offset` should be a function that converts a `movemask` to
    /// an offset such that `cur.add(offset)` corresponds to a pointer to the
    /// match location if one is found. Generally it is expected to use either
    /// `mask_to_first_offset` or `mask_to_last_offset`, depending on whether
    /// one is implementing a forward or reverse search, respectively.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// `cur` must be a valid pointer and it must be valid to do an unaligned
    /// load of size `V::BYTES` at `cur`.
    #[inline(always)]
    unsafe fn search_chunk(
        &self,
        cur: *const u8,
        mask_to_offset: impl Fn(V::Mask) -> usize,
    ) -> Option<*const u8> {
        let chunk = V::load_unaligned(cur);
        let eq1 = self.v1.cmpeq(chunk);
        let eq2 = self.v2.cmpeq(chunk);
        let eq3 = self.v3.cmpeq(chunk);
        let mask = eq1.or(eq2).or(eq3).movemask();
        if mask.has_non_zero() {
            let mask1 = eq1.movemask();
            let mask2 = eq2.movemask();
            let mask3 = eq3.movemask();
            Some(cur.add(mask_to_offset(mask1.or(mask2).or(mask3))))
        } else {
            None
        }
    }
}

/// An iterator over all occurrences of a set of bytes in a haystack.
///
/// This iterator implements the routines necessary to provide a
/// `DoubleEndedIterator` impl, which means it can also be used to find
/// occurrences in reverse order.
///
/// The lifetime parameters are as follows:
///
/// * `'h` refers to the lifetime of the haystack being searched.
///
/// This type is intended to be used to implement all iterators for the
/// `memchr` family of functions. It handles a tiny bit of marginally tricky
/// raw pointer math, but otherwise expects the caller to provide `find_raw`
/// and `rfind_raw` routines for each call of `next` and `next_back`,
/// respectively.
#[derive(Clone, Debug)]
pub(crate) struct Iter<'h> {
    /// The original starting point into the haystack. We use this to convert
    /// pointers to offsets.
    original_start: *const u8,
    /// The current starting point into the haystack. That is, where the next
    /// search will begin.
    start: *const u8,
    /// The current ending point into the haystack. That is, where the next
    /// reverse search will begin.
    end: *const u8,
    /// A marker for tracking the lifetime of the start/cur_start/cur_end
    /// pointers above, which all point into the haystack.
    haystack: core::marker::PhantomData<&'h [u8]>,
}

// SAFETY: Iter contains no shared references to anything that performs any
// interior mutations. Also, the lifetime guarantees that Iter will not outlive
// the haystack.
unsafe impl<'h> Send for Iter<'h> {}

// SAFETY: Iter perform no interior mutations, therefore no explicit
// synchronization is necessary. Also, the lifetime guarantees that Iter will
// not outlive the haystack.
unsafe impl<'h> Sync for Iter<'h> {}

impl<'h> Iter<'h> {
    /// Create a new generic memchr iterator.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn new(haystack: &'h [u8]) -> Iter<'h> {
        Iter {
            original_start: haystack.as_ptr(),
            start: haystack.as_ptr(),
            end: haystack.as_ptr().wrapping_add(haystack.len()),
            haystack: core::marker::PhantomData,
        }
    }

    /// Returns the next occurrence in the forward direction.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// Callers must ensure that if a pointer is returned from the closure
    /// provided, then it must be greater than or equal to the start pointer
    /// and less than the end pointer.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn next(
        &mut self,
        mut find_raw: impl FnMut(*const u8, *const u8) -> Option<*const u8>,
    ) -> Option<usize> {
        // SAFETY: Pointers are derived directly from the same &[u8] haystack.
        // We only ever modify start/end corresponding to a matching offset
        // found between start and end. Thus all changes to start/end maintain
        // our safety requirements.
        //
        // The only other assumption we rely on is that the pointer returned
        // by `find_raw` satisfies `self.start <= found < self.end`, and that
        // safety contract is forwarded to the caller.
        let found = find_raw(self.start, self.end)?;
        let result = found.distance(self.original_start);
        self.start = found.add(1);
        Some(result)
    }

    /// Returns the number of remaining elements in this iterator.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn count(
        self,
        mut count_raw: impl FnMut(*const u8, *const u8) -> usize,
    ) -> usize {
        // SAFETY: Pointers are derived directly from the same &[u8] haystack.
        // We only ever modify start/end corresponding to a matching offset
        // found between start and end. Thus all changes to start/end maintain
        // our safety requirements.
        count_raw(self.start, self.end)
    }

    /// Returns the next occurrence in reverse.
    ///
    /// # Safety
    ///
    /// Callers must ensure that if a pointer is returned from the closure
    /// provided, then it must be greater than or equal to the start pointer
    /// and less than the end pointer.
    #[inline(always)]
    pub(crate) unsafe fn next_back(
        &mut self,
        mut rfind_raw: impl FnMut(*const u8, *const u8) -> Option<*const u8>,
    ) -> Option<usize> {
        // SAFETY: Pointers are derived directly from the same &[u8] haystack.
        // We only ever modify start/end corresponding to a matching offset
        // found between start and end. Thus all changes to start/end maintain
        // our safety requirements.
        //
        // The only other assumption we rely on is that the pointer returned
        // by `rfind_raw` satisfies `self.start <= found < self.end`, and that
        // safety contract is forwarded to the caller.
        let found = rfind_raw(self.start, self.end)?;
        let result = found.distance(self.original_start);
        self.end = found;
        Some(result)
    }

    /// Provides an implementation of `Iterator::size_hint`.
    #[inline(always)]
    pub(crate) fn size_hint(&self) -> (usize, Option<usize>) {
        (0, Some(self.end.as_usize().saturating_sub(self.start.as_usize())))
    }
}

/// Search a slice using a function that operates on raw pointers.
///
/// Given a function to search a contiguous sequence of memory for the location
/// of a non-empty set of bytes, this will execute that search on a slice of
/// bytes. The pointer returned by the given function will be converted to an
/// offset relative to the starting point of the given slice. That is, if a
/// match is found, the offset returned by this routine is guaranteed to be a
/// valid index into `haystack`.
///
/// Callers may use this for a forward or reverse search.
///
/// # Safety
///
/// Callers must ensure that if a pointer is returned by `find_raw`, then the
/// pointer must be greater than or equal to the starting pointer and less than
/// the end pointer.
#[inline(always)]
pub(crate) unsafe fn search_slice_with_raw(
    haystack: &[u8],
    mut find_raw: impl FnMut(*const u8, *const u8) -> Option<*const u8>,
) -> Option<usize> {
    // SAFETY: We rely on `find_raw` to return a correct and valid pointer, but
    // otherwise, `start` and `end` are valid due to the guarantees provided by
    // a &[u8].
    let start = haystack.as_ptr();
    let end = start.add(haystack.len());
    let found = find_raw(start, end)?;
    Some(found.distance(start))
}

/// Performs a forward byte-at-a-time loop until either `ptr >= end_ptr` or
/// until `confirm(*ptr)` returns `true`. If the former occurs, then `None` is
/// returned. If the latter occurs, then the pointer at which `confirm` returns
/// `true` is returned.
///
/// # Safety
///
/// Callers must provide valid pointers and they must satisfy `start_ptr <=
/// ptr` and `ptr <= end_ptr`.
#[inline(always)]
pub(crate) unsafe fn fwd_byte_by_byte<F: Fn(u8) -> bool>(
    start: *const u8,
    end: *const u8,
    confirm: F,
) -> Option<*const u8> {
    debug_assert!(start <= end);
    let mut ptr = start;
    while ptr < end {
        if confirm(*ptr) {
            return Some(ptr);
        }
        ptr = ptr.offset(1);
    }
    None
}

/// Performs a reverse byte-at-a-time loop until either `ptr < start_ptr` or
/// until `confirm(*ptr)` returns `true`. If the former occurs, then `None` is
/// returned. If the latter occurs, then the pointer at which `confirm` returns
/// `true` is returned.
///
/// # Safety
///
/// Callers must provide valid pointers and they must satisfy `start_ptr <=
/// ptr` and `ptr <= end_ptr`.
#[inline(always)]
pub(crate) unsafe fn rev_byte_by_byte<F: Fn(u8) -> bool>(
    start: *const u8,
    end: *const u8,
    confirm: F,
) -> Option<*const u8> {
    debug_assert!(start <= end);

    let mut ptr = end;
    while ptr > start {
        ptr = ptr.offset(-1);
        if confirm(*ptr) {
            return Some(ptr);
        }
    }
    None
}

/// Performs a forward byte-at-a-time loop until `ptr >= end_ptr` and returns
/// the number of times `confirm(*ptr)` returns `true`.
///
/// # Safety
///
/// Callers must provide valid pointers and they must satisfy `start_ptr <=
/// ptr` and `ptr <= end_ptr`.
#[inline(always)]
pub(crate) unsafe fn count_byte_by_byte<F: Fn(u8) -> bool>(
    start: *const u8,
    end: *const u8,
    confirm: F,
) -> usize {
    debug_assert!(start <= end);
    let mut ptr = start;
    let mut count = 0;
    while ptr < end {
        if confirm(*ptr) {
            count += 1;
        }
        ptr = ptr.offset(1);
    }
    count
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.66 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge