classifier: Drop CLS_INC_* enumerations and related 'include' parameters.
[sliver-openvswitch.git] / tests / test-hash.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2009 Nicira Networks.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include <inttypes.h>
19 #include <stdio.h>
20 #include <stdlib.h>
21 #include <string.h>
22 #include "hash.h"
23
24 #undef NDEBUG
25 #include <assert.h>
26
27 static void
28 set_bit(uint32_t array[3], int bit)
29 {
30     assert(bit >= 0 && bit <= 96);
31     memset(array, 0, sizeof(uint32_t) * 3);
32     if (bit < 96) {
33         array[bit / 32] = UINT32_C(1) << (bit % 32);
34     }
35 }
36
37 static uint32_t
38 hash_words_cb(uint32_t input)
39 {
40     return hash_words(&input, 1, 0);
41 }
42
43 static uint32_t
44 hash_int_cb(uint32_t input)
45 {
46     return hash_int(input, 0);
47 }
48
49 static void
50 check_word_hash(uint32_t (*hash)(uint32_t), const char *name,
51                 int min_unique)
52 {
53     int i, j;
54
55     for (i = 0; i <= 32; i++) {
56         uint32_t in1 = i < 32 ? UINT32_C(1) << i : 0;
57         for (j = i + 1; j <= 32; j++) {
58             uint32_t in2 = j < 32 ? UINT32_C(1) << j : 0;
59             uint32_t out1 = hash(in1);
60             uint32_t out2 = hash(in2);
61             const uint32_t unique_mask = (UINT32_C(1) << min_unique) - 1;
62             int ofs;
63             for (ofs = 0; ofs < 32 - min_unique; ofs++) {
64                 uint32_t bits1 = (out1 >> ofs) & unique_mask;
65                 uint32_t bits2 = (out2 >> ofs) & unique_mask;
66                 if (bits1 == bits2) {
67                     printf("Partial collision for '%s':\n", name);
68                     printf("%s(%08"PRIx32") = %08"PRIx32"\n", name, in1, out1);
69                     printf("%s(%08"PRIx32") = %08"PRIx32"\n", name, in2, out2);
70                     printf("%d bits of output starting at bit %d "
71                            "are both 0x%"PRIx32"\n", min_unique, ofs, bits1);
72                     exit(1);
73                 }
74             }
75         }
76     }
77 }
78
79 int
80 main(void)
81 {
82     int i, j;
83
84     /* Check that all hashes computed with hash_words with one 1-bit (or no
85      * 1-bits) set within a single 32-bit word have different values in all
86      * 11-bit consecutive runs.
87      *
88      * Given a random distribution, the probability of at least one collision
89      * in any set of 11 bits is approximately
90      *
91      *                      1 - ((2**11 - 1)/2**11)**C(33,2)
92      *                   == 1 - (2047/2048)**528
93      *                   =~ 0.22
94      *
95      * There are 21 ways to pick 11 consecutive bits in a 32-bit word, so if we
96      * assumed independence then the chance of having no collisions in any of
97      * those 11-bit runs would be (1-0.22)**21 =~ .0044.  Obviously
98      * independence must be a bad assumption :-)
99      */
100     check_word_hash(hash_words_cb, "hash_words", 11);
101
102     /* Check that all hash functions of with one 1-bit (or no 1-bits) set
103      * within three 32-bit words have different values in their lowest 12
104      * bits.
105      *
106      * Given a random distribution, the probability of at least one collision
107      * in 12 bits is approximately
108      *
109      *                      1 - ((2**12 - 1)/2**12)**C(97,2)
110      *                   == 1 - (4095/4096)**4656
111      *                   =~ 0.68
112      *
113      * so we are doing pretty well to not have any collisions in 12 bits.
114      */
115     for (i = 0; i <= 96; i++) {
116         for (j = i + 1; j <= 96; j++) {
117             uint32_t in1[3], in2[3];
118             uint32_t out1, out2;
119             const int min_unique = 12;
120             const uint32_t unique_mask = (UINT32_C(1) << min_unique) - 1;
121
122             set_bit(in1, i);
123             set_bit(in2, j);
124             out1 = hash_words(in1, 3, 0);
125             out2 = hash_words(in2, 3, 0);
126             if ((out1 & unique_mask) == (out2 & unique_mask)) {
127                 printf("Partial collision:\n");
128                 printf("hash(1 << %d) == %08"PRIx32"\n", i, out1);
129                 printf("hash(1 << %d) == %08"PRIx32"\n", j, out2);
130                 printf("The low-order %d bits of output are both "
131                        "0x%"PRIx32"\n", min_unique, out1 & unique_mask);
132                 exit(1);
133             }
134         }
135     }
136
137     /* Check that all hashes computed with hash_int with one 1-bit (or no
138      * 1-bits) set within a single 32-bit word have different values in all
139      * 14-bit consecutive runs.
140      *
141      * Given a random distribution, the probability of at least one collision
142      * in any set of 14 bits is approximately
143      *
144      *                      1 - ((2**14 - 1)/2**14)**C(33,2)
145      *                   == 1 - (16,383/16,834)**528
146      *                   =~ 0.031
147      *
148      * There are 18 ways to pick 14 consecutive bits in a 32-bit word, so if we
149      * assumed independence then the chance of having no collisions in any of
150      * those 14-bit runs would be (1-0.03)**18 =~ 0.56.  This seems reasonable.
151      */
152     check_word_hash(hash_int_cb, "hash_int", 14);
153
154     return 0;
155 }