hash: replace with cuckoo hash implementation
[dpdk.git] / lib / librte_hash / rte_hash.h
1 /*-
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32  */
33
34 #ifndef _RTE_HASH_H_
35 #define _RTE_HASH_H_
36
37 /**
38  * @file
39  *
40  * RTE Hash Table
41  */
42
43 #include <stdint.h>
44
45 #ifdef __cplusplus
46 extern "C" {
47 #endif
48
49 /** Maximum size of hash table that can be created. */
50 #define RTE_HASH_ENTRIES_MAX                    (1 << 30)
51
52 /** @deprecated Maximum bucket size that can be created. */
53 #define RTE_HASH_BUCKET_ENTRIES_MAX             4
54
55 /** @deprecated Maximum length of key that can be used. */
56 #define RTE_HASH_KEY_LENGTH_MAX                 64
57
58 /** Maximum number of characters in hash name.*/
59 #define RTE_HASH_NAMESIZE                       32
60
61 /** Maximum number of keys that can be searched for using rte_hash_lookup_bulk. */
62 #define RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX                64
63 #define RTE_HASH_LOOKUP_MULTI_MAX               RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX
64
65 /** Signature of key that is stored internally. */
66 typedef uint32_t hash_sig_t;
67
68 /** Type of function that can be used for calculating the hash value. */
69 typedef uint32_t (*rte_hash_function)(const void *key, uint32_t key_len,
70                                       uint32_t init_val);
71
72 /**
73  * Parameters used when creating the hash table.
74  */
75 struct rte_hash_parameters {
76         const char *name;               /**< Name of the hash. */
77         uint32_t entries;               /**< Total hash table entries. */
78         uint32_t bucket_entries;        /**< Bucket entries. */
79         uint32_t key_len;               /**< Length of hash key. */
80         rte_hash_function hash_func;    /**< Primary Hash function used to calculate hash. */
81         uint32_t hash_func_init_val;    /**< Init value used by hash_func. */
82         int socket_id;                  /**< NUMA Socket ID for memory. */
83 };
84
85 /** @internal A hash table structure. */
86 struct rte_hash;
87
88
89 /**
90  * Create a new hash table.
91  *
92  * @param params
93  *   Parameters used to create and initialise the hash table.
94  * @return
95  *   Pointer to hash table structure that is used in future hash table
96  *   operations, or NULL on error, with error code set in rte_errno.
97  *   Possible rte_errno errors include:
98  *    - E_RTE_NO_CONFIG - function could not get pointer to rte_config structure
99  *    - E_RTE_SECONDARY - function was called from a secondary process instance
100  *    - ENOENT - missing entry
101  *    - EINVAL - invalid parameter passed to function
102  *    - ENOSPC - the maximum number of memzones has already been allocated
103  *    - EEXIST - a memzone with the same name already exists
104  *    - ENOMEM - no appropriate memory area found in which to create memzone
105  */
106 struct rte_hash *
107 rte_hash_create(const struct rte_hash_parameters *params);
108
109 /**
110  * Find an existing hash table object and return a pointer to it.
111  *
112  * @param name
113  *   Name of the hash table as passed to rte_hash_create()
114  * @return
115  *   Pointer to hash table or NULL if object not found
116  *   with rte_errno set appropriately. Possible rte_errno values include:
117  *    - ENOENT - value not available for return
118  */
119 struct rte_hash *
120 rte_hash_find_existing(const char *name);
121
122 /**
123  * De-allocate all memory used by hash table.
124  * @param h
125  *   Hash table to free
126  */
127 void
128 rte_hash_free(struct rte_hash *h);
129
130 /**
131  * Add a key to an existing hash table.
132  * This operation is not multi-thread safe
133  * and should only be called from one thread.
134  *
135  * @param h
136  *   Hash table to add the key to.
137  * @param key
138  *   Key to add to the hash table.
139  * @return
140  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
141  *   - -ENOSPC if there is no space in the hash for this key.
142  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
143  *     array of user data. This value is unique for this key.
144  */
145 int32_t
146 rte_hash_add_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
147
148 /**
149  * Add a key to an existing hash table.
150  * This operation is not multi-thread safe
151  * and should only be called from one thread.
152  *
153  * @param h
154  *   Hash table to add the key to.
155  * @param key
156  *   Key to add to the hash table.
157  * @param sig
158  *   Precomputed hash value for 'key'.
159  * @return
160  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
161  *   - -ENOSPC if there is no space in the hash for this key.
162  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
163  *     array of user data. This value is unique for this key.
164  */
165 int32_t
166 rte_hash_add_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t sig);
167
168 /**
169  * Remove a key from an existing hash table.
170  * This operation is not multi-thread safe
171  * and should only be called from one thread.
172  *
173  * @param h
174  *   Hash table to remove the key from.
175  * @param key
176  *   Key to remove from the hash table.
177  * @return
178  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
179  *   - -ENOENT if the key is not found.
180  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
181  *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
182  *     value that was returned when the key was added.
183  */
184 int32_t
185 rte_hash_del_key(const struct rte_hash *h, const void *key);
186
187 /**
188  * Remove a key from an existing hash table.
189  * This operation is not multi-thread safe
190  * and should only be called from one thread.
191  *
192  * @param h
193  *   Hash table to remove the key from.
194  * @param key
195  *   Key to remove from the hash table.
196  * @param sig
197  *   Precomputed hash value for 'key'.
198  * @return
199  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
200  *   - -ENOENT if the key is not found.
201  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
202  *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
203  *     value that was returned when the key was added.
204  */
205 int32_t
206 rte_hash_del_key_with_hash(const struct rte_hash *h, const void *key, hash_sig_t sig);
207
208 /**
209  * Find a key in the hash table.
210  * This operation is multi-thread safe.
211  *
212  * @param h
213  *   Hash table to look in.
214  * @param key
215  *   Key to find.
216  * @return
217  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
218  *   - -ENOENT if the key is not found.
219  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
220  *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
221  *     value that was returned when the key was added.
222  */
223 int32_t
224 rte_hash_lookup(const struct rte_hash *h, const void *key);
225
226 /**
227  * Find a key in the hash table.
228  * This operation is multi-thread safe.
229  *
230  * @param h
231  *   Hash table to look in.
232  * @param key
233  *   Key to find.
234  * @param sig
235  *   Hash value to remove from the hash table.
236  * @return
237  *   - -EINVAL if the parameters are invalid.
238  *   - -ENOENT if the key is not found.
239  *   - A positive value that can be used by the caller as an offset into an
240  *     array of user data. This value is unique for this key, and is the same
241  *     value that was returned when the key was added.
242  */
243 int32_t
244 rte_hash_lookup_with_hash(const struct rte_hash *h,
245                                 const void *key, hash_sig_t sig);
246
247 /**
248  * Calc a hash value by key.
249  * This operation is not multi-thread safe.
250  *
251  * @param h
252  *   Hash table to look in.
253  * @param key
254  *   Key to find.
255  * @return
256  *   - hash value
257  */
258 hash_sig_t
259 rte_hash_hash(const struct rte_hash *h, const void *key);
260
261 #define rte_hash_lookup_multi rte_hash_lookup_bulk
262 /**
263  * Find multiple keys in the hash table.
264  * This operation is multi-thread safe.
265  *
266  * @param h
267  *   Hash table to look in.
268  * @param keys
269  *   A pointer to a list of keys to look for.
270  * @param num_keys
271  *   How many keys are in the keys list (less than RTE_HASH_LOOKUP_BULK_MAX).
272  * @param positions
273  *   Output containing a list of values, corresponding to the list of keys that
274  *   can be used by the caller as an offset into an array of user data. These
275  *   values are unique for each key, and are the same values that were returned
276  *   when each key was added. If a key in the list was not found, then -ENOENT
277  *   will be the value.
278  * @return
279  *   -EINVAL if there's an error, otherwise 0.
280  */
281 int
282 rte_hash_lookup_bulk(const struct rte_hash *h, const void **keys,
283                       uint32_t num_keys, int32_t *positions);
284
285 #ifdef __cplusplus
286 }
287 #endif
288
289 #endif /* _RTE_HASH_H_ */