util: Include pthread_np.h on FreeBSD
[sliver-openvswitch.git] / lib / util.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
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 "util.h"
19 #include <errno.h>
20 #include <limits.h>
21 #include <pthread.h>
22 #include <stdarg.h>
23 #include <stdint.h>
24 #include <stdio.h>
25 #include <stdlib.h>
26 #include <string.h>
27 #include <sys/stat.h>
28 #include <unistd.h>
29 #include "byte-order.h"
30 #include "coverage.h"
31 #include "ovs-thread.h"
32 #include "vlog.h"
33 #ifdef HAVE_PTHREAD_SET_NAME_NP
34 #include <pthread_np.h>
35 #endif
36
37 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(util);
38
39 COVERAGE_DEFINE(util_xalloc);
40
41 /* argv[0] without directory names. */
42 const char *program_name;
43
44 /* Name for the currently running thread or process, for log messages, process
45  * listings, and debuggers. */
46 DEFINE_PER_THREAD_MALLOCED_DATA(char *, subprogram_name);
47
48 /* --version option output. */
49 static char *program_version;
50
51 /* Buffer used by ovs_strerror(). */
52 DEFINE_STATIC_PER_THREAD_DATA(struct { char s[128]; },
53                               strerror_buffer,
54                               { "" });
55
56 void
57 ovs_assert_failure(const char *where, const char *function,
58                    const char *condition)
59 {
60     /* Prevent an infinite loop (or stack overflow) in case VLOG_ABORT happens
61      * to trigger an assertion failure of its own. */
62     static int reentry = 0;
63
64     switch (reentry++) {
65     case 0:
66         VLOG_ABORT("%s: assertion %s failed in %s()",
67                    where, condition, function);
68         NOT_REACHED();
69
70     case 1:
71         fprintf(stderr, "%s: assertion %s failed in %s()",
72                 where, condition, function);
73         abort();
74
75     default:
76         abort();
77     }
78 }
79
80 void
81 out_of_memory(void)
82 {
83     ovs_abort(0, "virtual memory exhausted");
84 }
85
86 void *
87 xcalloc(size_t count, size_t size)
88 {
89     void *p = count && size ? calloc(count, size) : malloc(1);
90     COVERAGE_INC(util_xalloc);
91     if (p == NULL) {
92         out_of_memory();
93     }
94     return p;
95 }
96
97 void *
98 xzalloc(size_t size)
99 {
100     return xcalloc(1, size);
101 }
102
103 void *
104 xmalloc(size_t size)
105 {
106     void *p = malloc(size ? size : 1);
107     COVERAGE_INC(util_xalloc);
108     if (p == NULL) {
109         out_of_memory();
110     }
111     return p;
112 }
113
114 void *
115 xrealloc(void *p, size_t size)
116 {
117     p = realloc(p, size ? size : 1);
118     COVERAGE_INC(util_xalloc);
119     if (p == NULL) {
120         out_of_memory();
121     }
122     return p;
123 }
124
125 void *
126 xmemdup(const void *p_, size_t size)
127 {
128     void *p = xmalloc(size);
129     memcpy(p, p_, size);
130     return p;
131 }
132
133 char *
134 xmemdup0(const char *p_, size_t length)
135 {
136     char *p = xmalloc(length + 1);
137     memcpy(p, p_, length);
138     p[length] = '\0';
139     return p;
140 }
141
142 char *
143 xstrdup(const char *s)
144 {
145     return xmemdup0(s, strlen(s));
146 }
147
148 char *
149 xvasprintf(const char *format, va_list args)
150 {
151     va_list args2;
152     size_t needed;
153     char *s;
154
155     va_copy(args2, args);
156     needed = vsnprintf(NULL, 0, format, args);
157
158     s = xmalloc(needed + 1);
159
160     vsnprintf(s, needed + 1, format, args2);
161     va_end(args2);
162
163     return s;
164 }
165
166 void *
167 x2nrealloc(void *p, size_t *n, size_t s)
168 {
169     *n = *n == 0 ? 1 : 2 * *n;
170     return xrealloc(p, *n * s);
171 }
172
173 char *
174 xasprintf(const char *format, ...)
175 {
176     va_list args;
177     char *s;
178
179     va_start(args, format);
180     s = xvasprintf(format, args);
181     va_end(args);
182
183     return s;
184 }
185
186 /* Similar to strlcpy() from OpenBSD, but it never reads more than 'size - 1'
187  * bytes from 'src' and doesn't return anything. */
188 void
189 ovs_strlcpy(char *dst, const char *src, size_t size)
190 {
191     if (size > 0) {
192         size_t len = strnlen(src, size - 1);
193         memcpy(dst, src, len);
194         dst[len] = '\0';
195     }
196 }
197
198 /* Copies 'src' to 'dst'.  Reads no more than 'size - 1' bytes from 'src'.
199  * Always null-terminates 'dst' (if 'size' is nonzero), and writes a zero byte
200  * to every otherwise unused byte in 'dst'.
201  *
202  * Except for performance, the following call:
203  *     ovs_strzcpy(dst, src, size);
204  * is equivalent to these two calls:
205  *     memset(dst, '\0', size);
206  *     ovs_strlcpy(dst, src, size);
207  *
208  * (Thus, ovs_strzcpy() is similar to strncpy() without some of the pitfalls.)
209  */
210 void
211 ovs_strzcpy(char *dst, const char *src, size_t size)
212 {
213     if (size > 0) {
214         size_t len = strnlen(src, size - 1);
215         memcpy(dst, src, len);
216         memset(dst + len, '\0', size - len);
217     }
218 }
219
220 /* Prints 'format' on stderr, formatting it like printf() does.  If 'err_no' is
221  * nonzero, then it is formatted with ovs_retval_to_string() and appended to
222  * the message inside parentheses.  Then, terminates with abort().
223  *
224  * This function is preferred to ovs_fatal() in a situation where it would make
225  * sense for a monitoring process to restart the daemon.
226  *
227  * 'format' should not end with a new-line, because this function will add one
228  * itself. */
229 void
230 ovs_abort(int err_no, const char *format, ...)
231 {
232     va_list args;
233
234     va_start(args, format);
235     ovs_abort_valist(err_no, format, args);
236 }
237
238 /* Same as ovs_abort() except that the arguments are supplied as a va_list. */
239 void
240 ovs_abort_valist(int err_no, const char *format, va_list args)
241 {
242     ovs_error_valist(err_no, format, args);
243     abort();
244 }
245
246 /* Prints 'format' on stderr, formatting it like printf() does.  If 'err_no' is
247  * nonzero, then it is formatted with ovs_retval_to_string() and appended to
248  * the message inside parentheses.  Then, terminates with EXIT_FAILURE.
249  *
250  * 'format' should not end with a new-line, because this function will add one
251  * itself. */
252 void
253 ovs_fatal(int err_no, const char *format, ...)
254 {
255     va_list args;
256
257     va_start(args, format);
258     ovs_fatal_valist(err_no, format, args);
259 }
260
261 /* Same as ovs_fatal() except that the arguments are supplied as a va_list. */
262 void
263 ovs_fatal_valist(int err_no, const char *format, va_list args)
264 {
265     ovs_error_valist(err_no, format, args);
266     exit(EXIT_FAILURE);
267 }
268
269 /* Prints 'format' on stderr, formatting it like printf() does.  If 'err_no' is
270  * nonzero, then it is formatted with ovs_retval_to_string() and appended to
271  * the message inside parentheses.
272  *
273  * 'format' should not end with a new-line, because this function will add one
274  * itself. */
275 void
276 ovs_error(int err_no, const char *format, ...)
277 {
278     va_list args;
279
280     va_start(args, format);
281     ovs_error_valist(err_no, format, args);
282     va_end(args);
283 }
284
285 /* Same as ovs_error() except that the arguments are supplied as a va_list. */
286 void
287 ovs_error_valist(int err_no, const char *format, va_list args)
288 {
289     const char *subprogram_name = get_subprogram_name();
290     int save_errno = errno;
291
292     if (subprogram_name[0]) {
293         fprintf(stderr, "%s(%s): ", program_name, subprogram_name);
294     } else {
295         fprintf(stderr, "%s: ", program_name);
296     }
297
298     vfprintf(stderr, format, args);
299     if (err_no != 0) {
300         fprintf(stderr, " (%s)", ovs_retval_to_string(err_no));
301     }
302     putc('\n', stderr);
303
304     errno = save_errno;
305 }
306
307 /* Many OVS functions return an int which is one of:
308  * - 0: no error yet
309  * - >0: errno value
310  * - EOF: end of file (not necessarily an error; depends on the function called)
311  *
312  * Returns the appropriate human-readable string. The caller must copy the
313  * string if it wants to hold onto it, as the storage may be overwritten on
314  * subsequent function calls.
315  */
316 const char *
317 ovs_retval_to_string(int retval)
318 {
319     return (!retval ? ""
320             : retval == EOF ? "End of file"
321             : ovs_strerror(retval));
322 }
323
324 const char *
325 ovs_strerror(int error)
326 {
327     enum { BUFSIZE = sizeof strerror_buffer_get()->s };
328     int save_errno;
329     char *buffer;
330     char *s;
331
332     save_errno = errno;
333     buffer = strerror_buffer_get()->s;
334
335 #if STRERROR_R_CHAR_P
336     /* GNU style strerror_r() might return an immutable static string, or it
337      * might write and return 'buffer', but in either case we can pass the
338      * returned string directly to the caller. */
339     s = strerror_r(error, buffer, BUFSIZE);
340 #else  /* strerror_r() returns an int. */
341     s = buffer;
342     if (strerror_r(error, buffer, BUFSIZE)) {
343         /* strerror_r() is only allowed to fail on ERANGE (because the buffer
344          * is too short).  We don't check the actual failure reason because
345          * POSIX requires strerror_r() to return the error but old glibc
346          * (before 2.13) returns -1 and sets errno. */
347         snprintf(buffer, BUFSIZE, "Unknown error %d", error);
348     }
349 #endif
350
351     errno = save_errno;
352
353     return s;
354 }
355
356 /* Sets global "program_name" and "program_version" variables.  Should
357  * be called at the beginning of main() with "argv[0]" as the argument
358  * to 'argv0'.
359  *
360  * 'version' should contain the version of the caller's program.  If 'version'
361  * is the same as the VERSION #define, the caller is assumed to be part of Open
362  * vSwitch.  Otherwise, it is assumed to be an external program linking against
363  * the Open vSwitch libraries.
364  *
365  * The 'date' and 'time' arguments should likely be called with
366  * "__DATE__" and "__TIME__" to use the time the binary was built.
367  * Alternatively, the "set_program_name" macro may be called to do this
368  * automatically.
369  */
370 void
371 set_program_name__(const char *argv0, const char *version, const char *date,
372                    const char *time)
373 {
374     const char *slash = strrchr(argv0, '/');
375
376     assert_single_threaded();
377
378     program_name = slash ? slash + 1 : argv0;
379
380     free(program_version);
381
382     if (!strcmp(version, VERSION)) {
383         program_version = xasprintf("%s (Open vSwitch) "VERSION"\n"
384                                     "Compiled %s %s\n",
385                                     program_name, date, time);
386     } else {
387         program_version = xasprintf("%s %s\n"
388                                     "Open vSwitch Library "VERSION"\n"
389                                     "Compiled %s %s\n",
390                                     program_name, version, date, time);
391     }
392 }
393
394 /* Returns the name of the currently running thread or process. */
395 const char *
396 get_subprogram_name(void)
397 {
398     const char *name = subprogram_name_get();
399     return name ? name : "";
400 }
401
402 /* Sets 'name' as the name of the currently running thread or process.  (This
403  * appears in log messages and may also be visible in system process listings
404  * and debuggers.) */
405 void
406 set_subprogram_name(const char *name)
407 {
408     free(subprogram_name_set(xstrdup(name)));
409 #if HAVE_GLIBC_PTHREAD_SETNAME_NP
410     pthread_setname_np(pthread_self(), name);
411 #elif HAVE_NETBSD_PTHREAD_SETNAME_NP
412     pthread_setname_np(pthread_self(), "%s", name);
413 #elif HAVE_PTHREAD_SET_NAME_NP
414     pthread_set_name_np(pthread_self(), name);
415 #endif
416 }
417
418 /* Returns a pointer to a string describing the program version.  The
419  * caller must not modify or free the returned string.
420  */
421 const char *
422 get_program_version(void)
423 {
424     return program_version;
425 }
426
427 /* Print the version information for the program.  */
428 void
429 ovs_print_version(uint8_t min_ofp, uint8_t max_ofp)
430 {
431     printf("%s", program_version);
432     if (min_ofp || max_ofp) {
433         printf("OpenFlow versions %#x:%#x\n", min_ofp, max_ofp);
434     }
435 }
436
437 /* Writes the 'size' bytes in 'buf' to 'stream' as hex bytes arranged 16 per
438  * line.  Numeric offsets are also included, starting at 'ofs' for the first
439  * byte in 'buf'.  If 'ascii' is true then the corresponding ASCII characters
440  * are also rendered alongside. */
441 void
442 ovs_hex_dump(FILE *stream, const void *buf_, size_t size,
443              uintptr_t ofs, bool ascii)
444 {
445   const uint8_t *buf = buf_;
446   const size_t per_line = 16; /* Maximum bytes per line. */
447
448   while (size > 0)
449     {
450       size_t start, end, n;
451       size_t i;
452
453       /* Number of bytes on this line. */
454       start = ofs % per_line;
455       end = per_line;
456       if (end - start > size)
457         end = start + size;
458       n = end - start;
459
460       /* Print line. */
461       fprintf(stream, "%08jx  ", (uintmax_t) ROUND_DOWN(ofs, per_line));
462       for (i = 0; i < start; i++)
463         fprintf(stream, "   ");
464       for (; i < end; i++)
465         fprintf(stream, "%02hhx%c",
466                 buf[i - start], i == per_line / 2 - 1? '-' : ' ');
467       if (ascii)
468         {
469           for (; i < per_line; i++)
470             fprintf(stream, "   ");
471           fprintf(stream, "|");
472           for (i = 0; i < start; i++)
473             fprintf(stream, " ");
474           for (; i < end; i++) {
475               int c = buf[i - start];
476               putc(c >= 32 && c < 127 ? c : '.', stream);
477           }
478           for (; i < per_line; i++)
479             fprintf(stream, " ");
480           fprintf(stream, "|");
481         }
482       fprintf(stream, "\n");
483
484       ofs += n;
485       buf += n;
486       size -= n;
487     }
488 }
489
490 bool
491 str_to_int(const char *s, int base, int *i)
492 {
493     long long ll;
494     bool ok = str_to_llong(s, base, &ll);
495     *i = ll;
496     return ok;
497 }
498
499 bool
500 str_to_long(const char *s, int base, long *li)
501 {
502     long long ll;
503     bool ok = str_to_llong(s, base, &ll);
504     *li = ll;
505     return ok;
506 }
507
508 bool
509 str_to_llong(const char *s, int base, long long *x)
510 {
511     int save_errno = errno;
512     char *tail;
513     errno = 0;
514     *x = strtoll(s, &tail, base);
515     if (errno == EINVAL || errno == ERANGE || tail == s || *tail != '\0') {
516         errno = save_errno;
517         *x = 0;
518         return false;
519     } else {
520         errno = save_errno;
521         return true;
522     }
523 }
524
525 bool
526 str_to_uint(const char *s, int base, unsigned int *u)
527 {
528     return str_to_int(s, base, (int *) u);
529 }
530
531 bool
532 str_to_ulong(const char *s, int base, unsigned long *ul)
533 {
534     return str_to_long(s, base, (long *) ul);
535 }
536
537 bool
538 str_to_ullong(const char *s, int base, unsigned long long *ull)
539 {
540     return str_to_llong(s, base, (long long *) ull);
541 }
542
543 /* Converts floating-point string 's' into a double.  If successful, stores
544  * the double in '*d' and returns true; on failure, stores 0 in '*d' and
545  * returns false.
546  *
547  * Underflow (e.g. "1e-9999") is not considered an error, but overflow
548  * (e.g. "1e9999)" is. */
549 bool
550 str_to_double(const char *s, double *d)
551 {
552     int save_errno = errno;
553     char *tail;
554     errno = 0;
555     *d = strtod(s, &tail);
556     if (errno == EINVAL || (errno == ERANGE && *d != 0)
557         || tail == s || *tail != '\0') {
558         errno = save_errno;
559         *d = 0;
560         return false;
561     } else {
562         errno = save_errno;
563         return true;
564     }
565 }
566
567 /* Returns the value of 'c' as a hexadecimal digit. */
568 int
569 hexit_value(int c)
570 {
571     switch (c) {
572     case '0': case '1': case '2': case '3': case '4':
573     case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
574         return c - '0';
575
576     case 'a': case 'A':
577         return 0xa;
578
579     case 'b': case 'B':
580         return 0xb;
581
582     case 'c': case 'C':
583         return 0xc;
584
585     case 'd': case 'D':
586         return 0xd;
587
588     case 'e': case 'E':
589         return 0xe;
590
591     case 'f': case 'F':
592         return 0xf;
593
594     default:
595         return -1;
596     }
597 }
598
599 /* Returns the integer value of the 'n' hexadecimal digits starting at 's', or
600  * UINT_MAX if one of those "digits" is not really a hex digit.  If 'ok' is
601  * nonnull, '*ok' is set to true if the conversion succeeds or to false if a
602  * non-hex digit is detected. */
603 unsigned int
604 hexits_value(const char *s, size_t n, bool *ok)
605 {
606     unsigned int value;
607     size_t i;
608
609     value = 0;
610     for (i = 0; i < n; i++) {
611         int hexit = hexit_value(s[i]);
612         if (hexit < 0) {
613             if (ok) {
614                 *ok = false;
615             }
616             return UINT_MAX;
617         }
618         value = (value << 4) + hexit;
619     }
620     if (ok) {
621         *ok = true;
622     }
623     return value;
624 }
625
626 /* Returns the current working directory as a malloc()'d string, or a null
627  * pointer if the current working directory cannot be determined. */
628 char *
629 get_cwd(void)
630 {
631     long int path_max;
632     size_t size;
633
634     /* Get maximum path length or at least a reasonable estimate. */
635     path_max = pathconf(".", _PC_PATH_MAX);
636     size = (path_max < 0 ? 1024
637             : path_max > 10240 ? 10240
638             : path_max);
639
640     /* Get current working directory. */
641     for (;;) {
642         char *buf = xmalloc(size);
643         if (getcwd(buf, size)) {
644             return xrealloc(buf, strlen(buf) + 1);
645         } else {
646             int error = errno;
647             free(buf);
648             if (error != ERANGE) {
649                 VLOG_WARN("getcwd failed (%s)", ovs_strerror(error));
650                 return NULL;
651             }
652             size *= 2;
653         }
654     }
655 }
656
657 static char *
658 all_slashes_name(const char *s)
659 {
660     return xstrdup(s[0] == '/' && s[1] == '/' && s[2] != '/' ? "//"
661                    : s[0] == '/' ? "/"
662                    : ".");
663 }
664
665 /* Returns the directory name portion of 'file_name' as a malloc()'d string,
666  * similar to the POSIX dirname() function but thread-safe. */
667 char *
668 dir_name(const char *file_name)
669 {
670     size_t len = strlen(file_name);
671     while (len > 0 && file_name[len - 1] == '/') {
672         len--;
673     }
674     while (len > 0 && file_name[len - 1] != '/') {
675         len--;
676     }
677     while (len > 0 && file_name[len - 1] == '/') {
678         len--;
679     }
680     return len ? xmemdup0(file_name, len) : all_slashes_name(file_name);
681 }
682
683 /* Returns the file name portion of 'file_name' as a malloc()'d string,
684  * similar to the POSIX basename() function but thread-safe. */
685 char *
686 base_name(const char *file_name)
687 {
688     size_t end, start;
689
690     end = strlen(file_name);
691     while (end > 0 && file_name[end - 1] == '/') {
692         end--;
693     }
694
695     if (!end) {
696         return all_slashes_name(file_name);
697     }
698
699     start = end;
700     while (start > 0 && file_name[start - 1] != '/') {
701         start--;
702     }
703
704     return xmemdup0(file_name + start, end - start);
705 }
706
707 /* If 'file_name' starts with '/', returns a copy of 'file_name'.  Otherwise,
708  * returns an absolute path to 'file_name' considering it relative to 'dir',
709  * which itself must be absolute.  'dir' may be null or the empty string, in
710  * which case the current working directory is used.
711  *
712  * Returns a null pointer if 'dir' is null and getcwd() fails. */
713 char *
714 abs_file_name(const char *dir, const char *file_name)
715 {
716     if (file_name[0] == '/') {
717         return xstrdup(file_name);
718     } else if (dir && dir[0]) {
719         char *separator = dir[strlen(dir) - 1] == '/' ? "" : "/";
720         return xasprintf("%s%s%s", dir, separator, file_name);
721     } else {
722         char *cwd = get_cwd();
723         if (cwd) {
724             char *abs_name = xasprintf("%s/%s", cwd, file_name);
725             free(cwd);
726             return abs_name;
727         } else {
728             return NULL;
729         }
730     }
731 }
732
733 /* Like readlink(), but returns the link name as a null-terminated string in
734  * allocated memory that the caller must eventually free (with free()).
735  * Returns NULL on error, in which case errno is set appropriately. */
736 char *
737 xreadlink(const char *filename)
738 {
739     size_t size;
740
741     for (size = 64; ; size *= 2) {
742         char *buf = xmalloc(size);
743         ssize_t retval = readlink(filename, buf, size);
744         int error = errno;
745
746         if (retval >= 0 && retval < size) {
747             buf[retval] = '\0';
748             return buf;
749         }
750
751         free(buf);
752         if (retval < 0) {
753             errno = error;
754             return NULL;
755         }
756     }
757 }
758
759 /* Returns a version of 'filename' with symlinks in the final component
760  * dereferenced.  This differs from realpath() in that:
761  *
762  *     - 'filename' need not exist.
763  *
764  *     - If 'filename' does exist as a symlink, its referent need not exist.
765  *
766  *     - Only symlinks in the final component of 'filename' are dereferenced.
767  *
768  * The caller must eventually free the returned string (with free()). */
769 char *
770 follow_symlinks(const char *filename)
771 {
772     struct stat s;
773     char *fn;
774     int i;
775
776     fn = xstrdup(filename);
777     for (i = 0; i < 10; i++) {
778         char *linkname;
779         char *next_fn;
780
781         if (lstat(fn, &s) != 0 || !S_ISLNK(s.st_mode)) {
782             return fn;
783         }
784
785         linkname = xreadlink(fn);
786         if (!linkname) {
787             VLOG_WARN("%s: readlink failed (%s)",
788                       filename, ovs_strerror(errno));
789             return fn;
790         }
791
792         if (linkname[0] == '/') {
793             /* Target of symlink is absolute so use it raw. */
794             next_fn = linkname;
795         } else {
796             /* Target of symlink is relative so add to 'fn''s directory. */
797             char *dir = dir_name(fn);
798
799             if (!strcmp(dir, ".")) {
800                 next_fn = linkname;
801             } else {
802                 char *separator = dir[strlen(dir) - 1] == '/' ? "" : "/";
803                 next_fn = xasprintf("%s%s%s", dir, separator, linkname);
804                 free(linkname);
805             }
806
807             free(dir);
808         }
809
810         free(fn);
811         fn = next_fn;
812     }
813
814     VLOG_WARN("%s: too many levels of symlinks", filename);
815     free(fn);
816     return xstrdup(filename);
817 }
818
819 /* Pass a value to this function if it is marked with
820  * __attribute__((warn_unused_result)) and you genuinely want to ignore
821  * its return value.  (Note that every scalar type can be implicitly
822  * converted to bool.) */
823 void ignore(bool x OVS_UNUSED) { }
824
825 /* Returns an appropriate delimiter for inserting just before the 0-based item
826  * 'index' in a list that has 'total' items in it. */
827 const char *
828 english_list_delimiter(size_t index, size_t total)
829 {
830     return (index == 0 ? ""
831             : index < total - 1 ? ", "
832             : total > 2 ? ", and "
833             : " and ");
834 }
835
836 /* Given a 32 bit word 'n', calculates floor(log_2('n')).  This is equivalent
837  * to finding the bit position of the most significant one bit in 'n'.  It is
838  * an error to call this function with 'n' == 0. */
839 int
840 log_2_floor(uint32_t n)
841 {
842     ovs_assert(n);
843
844 #if !defined(UINT_MAX) || !defined(UINT32_MAX)
845 #error "Someone screwed up the #includes."
846 #elif __GNUC__ >= 4 && UINT_MAX == UINT32_MAX
847     return 31 - __builtin_clz(n);
848 #else
849     {
850         int log = 0;
851
852 #define BIN_SEARCH_STEP(BITS)                   \
853         if (n >= (1 << BITS)) {                 \
854             log += BITS;                        \
855             n >>= BITS;                         \
856         }
857         BIN_SEARCH_STEP(16);
858         BIN_SEARCH_STEP(8);
859         BIN_SEARCH_STEP(4);
860         BIN_SEARCH_STEP(2);
861         BIN_SEARCH_STEP(1);
862 #undef BIN_SEARCH_STEP
863         return log;
864     }
865 #endif
866 }
867
868 /* Given a 32 bit word 'n', calculates ceil(log_2('n')).  It is an error to
869  * call this function with 'n' == 0. */
870 int
871 log_2_ceil(uint32_t n)
872 {
873     return log_2_floor(n) + !is_pow2(n);
874 }
875
876 /* Returns the number of trailing 0-bits in 'n'.  Undefined if 'n' == 0. */
877 #if !defined(UINT_MAX) || !defined(UINT32_MAX)
878 #error "Someone screwed up the #includes."
879 #elif __GNUC__ >= 4 && UINT_MAX == UINT32_MAX
880 /* Defined inline in util.h. */
881 #else
882 static int
883 raw_ctz(uint32_t n)
884 {
885     unsigned int k;
886     int count = 31;
887
888 #define CTZ_STEP(X)                             \
889     k = n << (X);                               \
890     if (k) {                                    \
891         count -= X;                             \
892         n = k;                                  \
893     }
894     CTZ_STEP(16);
895     CTZ_STEP(8);
896     CTZ_STEP(4);
897     CTZ_STEP(2);
898     CTZ_STEP(1);
899 #undef CTZ_STEP
900
901     return count;
902 }
903 #endif
904
905 /* Returns the number of 1-bits in 'x', between 0 and 32 inclusive. */
906 unsigned int
907 popcount(uint32_t x)
908 {
909     /* In my testing, this implementation is over twice as fast as any other
910      * portable implementation that I tried, including GCC 4.4
911      * __builtin_popcount(), although nonportable asm("popcnt") was over 50%
912      * faster. */
913 #define INIT1(X)                                \
914     ((((X) & (1 << 0)) != 0) +                  \
915      (((X) & (1 << 1)) != 0) +                  \
916      (((X) & (1 << 2)) != 0) +                  \
917      (((X) & (1 << 3)) != 0) +                  \
918      (((X) & (1 << 4)) != 0) +                  \
919      (((X) & (1 << 5)) != 0) +                  \
920      (((X) & (1 << 6)) != 0) +                  \
921      (((X) & (1 << 7)) != 0))
922 #define INIT2(X)   INIT1(X),  INIT1((X) +  1)
923 #define INIT4(X)   INIT2(X),  INIT2((X) +  2)
924 #define INIT8(X)   INIT4(X),  INIT4((X) +  4)
925 #define INIT16(X)  INIT8(X),  INIT8((X) +  8)
926 #define INIT32(X) INIT16(X), INIT16((X) + 16)
927 #define INIT64(X) INIT32(X), INIT32((X) + 32)
928
929     static const uint8_t popcount8[256] = {
930         INIT64(0), INIT64(64), INIT64(128), INIT64(192)
931     };
932
933     return (popcount8[x & 0xff] +
934             popcount8[(x >> 8) & 0xff] +
935             popcount8[(x >> 16) & 0xff] +
936             popcount8[x >> 24]);
937 }
938
939 /* Returns true if the 'n' bytes starting at 'p' are zeros. */
940 bool
941 is_all_zeros(const uint8_t *p, size_t n)
942 {
943     size_t i;
944
945     for (i = 0; i < n; i++) {
946         if (p[i] != 0x00) {
947             return false;
948         }
949     }
950     return true;
951 }
952
953 /* Returns true if the 'n' bytes starting at 'p' are 0xff. */
954 bool
955 is_all_ones(const uint8_t *p, size_t n)
956 {
957     size_t i;
958
959     for (i = 0; i < n; i++) {
960         if (p[i] != 0xff) {
961             return false;
962         }
963     }
964     return true;
965 }
966
967 /* Copies 'n_bits' bits starting from bit 'src_ofs' in 'src' to the 'n_bits'
968  * starting from bit 'dst_ofs' in 'dst'.  'src' is 'src_len' bytes long and
969  * 'dst' is 'dst_len' bytes long.
970  *
971  * If you consider all of 'src' to be a single unsigned integer in network byte
972  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
973  * with value 1 in src[src_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
974  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in src[src_len -
975  * 2], and so on.  Similarly for 'dst'.
976  *
977  * Required invariants:
978  *   src_ofs + n_bits <= src_len * 8
979  *   dst_ofs + n_bits <= dst_len * 8
980  *   'src' and 'dst' must not overlap.
981  */
982 void
983 bitwise_copy(const void *src_, unsigned int src_len, unsigned int src_ofs,
984              void *dst_, unsigned int dst_len, unsigned int dst_ofs,
985              unsigned int n_bits)
986 {
987     const uint8_t *src = src_;
988     uint8_t *dst = dst_;
989
990     src += src_len - (src_ofs / 8 + 1);
991     src_ofs %= 8;
992
993     dst += dst_len - (dst_ofs / 8 + 1);
994     dst_ofs %= 8;
995
996     if (src_ofs == 0 && dst_ofs == 0) {
997         unsigned int n_bytes = n_bits / 8;
998         if (n_bytes) {
999             dst -= n_bytes - 1;
1000             src -= n_bytes - 1;
1001             memcpy(dst, src, n_bytes);
1002
1003             n_bits %= 8;
1004             src--;
1005             dst--;
1006         }
1007         if (n_bits) {
1008             uint8_t mask = (1 << n_bits) - 1;
1009             *dst = (*dst & ~mask) | (*src & mask);
1010         }
1011     } else {
1012         while (n_bits > 0) {
1013             unsigned int max_copy = 8 - MAX(src_ofs, dst_ofs);
1014             unsigned int chunk = MIN(n_bits, max_copy);
1015             uint8_t mask = ((1 << chunk) - 1) << dst_ofs;
1016
1017             *dst &= ~mask;
1018             *dst |= ((*src >> src_ofs) << dst_ofs) & mask;
1019
1020             src_ofs += chunk;
1021             if (src_ofs == 8) {
1022                 src--;
1023                 src_ofs = 0;
1024             }
1025             dst_ofs += chunk;
1026             if (dst_ofs == 8) {
1027                 dst--;
1028                 dst_ofs = 0;
1029             }
1030             n_bits -= chunk;
1031         }
1032     }
1033 }
1034
1035 /* Zeros the 'n_bits' bits starting from bit 'dst_ofs' in 'dst'.  'dst' is
1036  * 'dst_len' bytes long.
1037  *
1038  * If you consider all of 'dst' to be a single unsigned integer in network byte
1039  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
1040  * with value 1 in dst[dst_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
1041  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in dst[dst_len -
1042  * 2], and so on.
1043  *
1044  * Required invariant:
1045  *   dst_ofs + n_bits <= dst_len * 8
1046  */
1047 void
1048 bitwise_zero(void *dst_, unsigned int dst_len, unsigned dst_ofs,
1049              unsigned int n_bits)
1050 {
1051     uint8_t *dst = dst_;
1052
1053     if (!n_bits) {
1054         return;
1055     }
1056
1057     dst += dst_len - (dst_ofs / 8 + 1);
1058     dst_ofs %= 8;
1059
1060     if (dst_ofs) {
1061         unsigned int chunk = MIN(n_bits, 8 - dst_ofs);
1062
1063         *dst &= ~(((1 << chunk) - 1) << dst_ofs);
1064
1065         n_bits -= chunk;
1066         if (!n_bits) {
1067             return;
1068         }
1069
1070         dst--;
1071     }
1072
1073     while (n_bits >= 8) {
1074         *dst-- = 0;
1075         n_bits -= 8;
1076     }
1077
1078     if (n_bits) {
1079         *dst &= ~((1 << n_bits) - 1);
1080     }
1081 }
1082
1083 /* Sets to 1 all of the 'n_bits' bits starting from bit 'dst_ofs' in 'dst'.
1084  * 'dst' is 'dst_len' bytes long.
1085  *
1086  * If you consider all of 'dst' to be a single unsigned integer in network byte
1087  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
1088  * with value 1 in dst[dst_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
1089  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in dst[dst_len -
1090  * 2], and so on.
1091  *
1092  * Required invariant:
1093  *   dst_ofs + n_bits <= dst_len * 8
1094  */
1095 void
1096 bitwise_one(void *dst_, unsigned int dst_len, unsigned dst_ofs,
1097             unsigned int n_bits)
1098 {
1099     uint8_t *dst = dst_;
1100
1101     if (!n_bits) {
1102         return;
1103     }
1104
1105     dst += dst_len - (dst_ofs / 8 + 1);
1106     dst_ofs %= 8;
1107
1108     if (dst_ofs) {
1109         unsigned int chunk = MIN(n_bits, 8 - dst_ofs);
1110
1111         *dst |= ((1 << chunk) - 1) << dst_ofs;
1112
1113         n_bits -= chunk;
1114         if (!n_bits) {
1115             return;
1116         }
1117
1118         dst--;
1119     }
1120
1121     while (n_bits >= 8) {
1122         *dst-- = 0xff;
1123         n_bits -= 8;
1124     }
1125
1126     if (n_bits) {
1127         *dst |= (1 << n_bits) - 1;
1128     }
1129 }
1130
1131 /* Scans the 'n_bits' bits starting from bit 'dst_ofs' in 'dst' for 1-bits.
1132  * Returns false if any 1-bits are found, otherwise true.  'dst' is 'dst_len'
1133  * bytes long.
1134  *
1135  * If you consider all of 'dst' to be a single unsigned integer in network byte
1136  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
1137  * with value 1 in dst[dst_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
1138  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in dst[dst_len -
1139  * 2], and so on.
1140  *
1141  * Required invariant:
1142  *   dst_ofs + n_bits <= dst_len * 8
1143  */
1144 bool
1145 bitwise_is_all_zeros(const void *p_, unsigned int len, unsigned int ofs,
1146                      unsigned int n_bits)
1147 {
1148     const uint8_t *p = p_;
1149
1150     if (!n_bits) {
1151         return true;
1152     }
1153
1154     p += len - (ofs / 8 + 1);
1155     ofs %= 8;
1156
1157     if (ofs) {
1158         unsigned int chunk = MIN(n_bits, 8 - ofs);
1159
1160         if (*p & (((1 << chunk) - 1) << ofs)) {
1161             return false;
1162         }
1163
1164         n_bits -= chunk;
1165         if (!n_bits) {
1166             return true;
1167         }
1168
1169         p--;
1170     }
1171
1172     while (n_bits >= 8) {
1173         if (*p) {
1174             return false;
1175         }
1176         n_bits -= 8;
1177         p--;
1178     }
1179
1180     if (n_bits && *p & ((1 << n_bits) - 1)) {
1181         return false;
1182     }
1183
1184     return true;
1185 }
1186
1187 /* Copies the 'n_bits' low-order bits of 'value' into the 'n_bits' bits
1188  * starting at bit 'dst_ofs' in 'dst', which is 'dst_len' bytes long.
1189  *
1190  * If you consider all of 'dst' to be a single unsigned integer in network byte
1191  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
1192  * with value 1 in dst[dst_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
1193  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in dst[dst_len -
1194  * 2], and so on.
1195  *
1196  * Required invariants:
1197  *   dst_ofs + n_bits <= dst_len * 8
1198  *   n_bits <= 64
1199  */
1200 void
1201 bitwise_put(uint64_t value,
1202             void *dst, unsigned int dst_len, unsigned int dst_ofs,
1203             unsigned int n_bits)
1204 {
1205     ovs_be64 n_value = htonll(value);
1206     bitwise_copy(&n_value, sizeof n_value, 0,
1207                  dst, dst_len, dst_ofs,
1208                  n_bits);
1209 }
1210
1211 /* Returns the value of the 'n_bits' bits starting at bit 'src_ofs' in 'src',
1212  * which is 'src_len' bytes long.
1213  *
1214  * If you consider all of 'src' to be a single unsigned integer in network byte
1215  * order, then bit N is the bit with value 2**N.  That is, bit 0 is the bit
1216  * with value 1 in src[src_len - 1], bit 1 is the bit with value 2, bit 2 is
1217  * the bit with value 4, ..., bit 8 is the bit with value 1 in src[src_len -
1218  * 2], and so on.
1219  *
1220  * Required invariants:
1221  *   src_ofs + n_bits <= src_len * 8
1222  *   n_bits <= 64
1223  */
1224 uint64_t
1225 bitwise_get(const void *src, unsigned int src_len,
1226             unsigned int src_ofs, unsigned int n_bits)
1227 {
1228     ovs_be64 value = htonll(0);
1229
1230     bitwise_copy(src, src_len, src_ofs,
1231                  &value, sizeof value, 0,
1232                  n_bits);
1233     return ntohll(value);
1234 }