xref: /freebsd/crypto/openssh/bitmap.c (revision bc5531debefeb54993d01d4f3c8b33ccbe0b4d95)
1*bc5531deSDag-Erling Smørgrav /*
2*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * Copyright (c) 2015 Damien Miller <djm@mindrot.org>
3*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  *
4*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
5*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
6*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
7*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  *
8*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
9*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
10*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
11*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
12*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
13*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
14*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
15*bc5531deSDag-Erling Smørgrav  */
16*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
17*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #include "includes.h"
18*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
19*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #include <sys/types.h>
20*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #include <string.h>
21*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #include <stdlib.h>
22*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
23*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #include "bitmap.h"
24*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
25*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #define BITMAP_WTYPE	u_int
26*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #define BITMAP_MAX	(1<<24)
27*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #define BITMAP_BYTES	(sizeof(BITMAP_WTYPE))
28*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #define BITMAP_BITS	(sizeof(BITMAP_WTYPE) * 8)
29*bc5531deSDag-Erling Smørgrav #define BITMAP_WMASK	((BITMAP_WTYPE)BITMAP_BITS - 1)
30*bc5531deSDag-Erling Smørgrav struct bitmap {
31*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	BITMAP_WTYPE *d;
32*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t len; /* number of words allocated */
33*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t top; /* index of top word allocated */
34*bc5531deSDag-Erling Smørgrav };
35*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
36*bc5531deSDag-Erling Smørgrav struct bitmap *
37*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_new(void)
38*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
39*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	struct bitmap *ret;
40*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
41*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if ((ret = calloc(1, sizeof(*ret))) == NULL)
42*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return NULL;
43*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if ((ret->d = calloc(1, BITMAP_BYTES)) == NULL) {
44*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		free(ret);
45*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return NULL;
46*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
47*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	ret->len = 1;
48*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	ret->top = 0;
49*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return ret;
50*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
51*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
52*bc5531deSDag-Erling Smørgrav void
53*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_free(struct bitmap *b)
54*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
55*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b != NULL && b->d != NULL) {
56*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		memset(b->d, 0, b->len);
57*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		free(b->d);
58*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
59*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	free(b);
60*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
61*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
62*bc5531deSDag-Erling Smørgrav void
63*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_zero(struct bitmap *b)
64*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
65*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	memset(b->d, 0, b->len * BITMAP_BYTES);
66*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	b->top = 0;
67*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
68*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
69*bc5531deSDag-Erling Smørgrav int
70*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_test_bit(struct bitmap *b, u_int n)
71*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
72*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->top >= b->len)
73*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return 0; /* invalid */
74*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->len == 0 || (n / BITMAP_BITS) > b->top)
75*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return 0;
76*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return (b->d[n / BITMAP_BITS] >> (n & BITMAP_WMASK)) & 1;
77*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
78*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
79*bc5531deSDag-Erling Smørgrav static int
80*bc5531deSDag-Erling Smørgrav reserve(struct bitmap *b, u_int n)
81*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
82*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	BITMAP_WTYPE *tmp;
83*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t nlen;
84*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
85*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->top >= b->len || n > BITMAP_MAX)
86*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return -1; /* invalid */
87*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	nlen = (n / BITMAP_BITS) + 1;
88*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->len < nlen) {
89*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		if ((tmp = reallocarray(b->d, nlen, BITMAP_BYTES)) == NULL)
90*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			return -1;
91*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		b->d = tmp;
92*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		memset(b->d + b->len, 0, (nlen - b->len) * BITMAP_BYTES);
93*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		b->len = nlen;
94*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
95*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return 0;
96*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
97*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
98*bc5531deSDag-Erling Smørgrav int
99*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_set_bit(struct bitmap *b, u_int n)
100*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
101*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	int r;
102*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t offset;
103*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
104*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if ((r = reserve(b, n)) != 0)
105*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return r;
106*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	offset = n / BITMAP_BITS;
107*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (offset > b->top)
108*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		b->top = offset;
109*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	b->d[offset] |= (BITMAP_WTYPE)1 << (n & BITMAP_WMASK);
110*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return 0;
111*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
112*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
113*bc5531deSDag-Erling Smørgrav /* Resets b->top to point to the most significant bit set in b->d */
114*bc5531deSDag-Erling Smørgrav static void
115*bc5531deSDag-Erling Smørgrav retop(struct bitmap *b)
116*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
117*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->top >= b->len)
118*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return;
119*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	while (b->top > 0 && b->d[b->top] == 0)
120*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		b->top--;
121*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
122*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
123*bc5531deSDag-Erling Smørgrav void
124*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_clear_bit(struct bitmap *b, u_int n)
125*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
126*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t offset;
127*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
128*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->top >= b->len || n > BITMAP_MAX)
129*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return; /* invalid */
130*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	offset = n / BITMAP_BITS;
131*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (offset > b->top)
132*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return;
133*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	b->d[offset] &= ~((BITMAP_WTYPE)1 << (n & BITMAP_WMASK));
134*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	/* The top may have changed as a result of the clear */
135*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	retop(b);
136*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
137*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
138*bc5531deSDag-Erling Smørgrav size_t
139*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_nbits(struct bitmap *b)
140*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
141*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t bits;
142*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	BITMAP_WTYPE w;
143*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
144*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	retop(b);
145*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->top >= b->len)
146*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return 0; /* invalid */
147*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (b->len == 0 || (b->top == 0 && b->d[0] == 0))
148*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return 0;
149*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	/* Find MSB set */
150*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	w = b->d[b->top];
151*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	bits = (b->top + 1) * BITMAP_BITS;
152*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	while (!(w & ((BITMAP_WTYPE)1 << (BITMAP_BITS - 1)))) {
153*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		w <<= 1;
154*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		bits--;
155*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
156*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return bits;
157*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
158*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
159*bc5531deSDag-Erling Smørgrav size_t
160*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_nbytes(struct bitmap *b)
161*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
162*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return (bitmap_nbits(b) + 7) / 8;
163*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
164*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
165*bc5531deSDag-Erling Smørgrav int
166*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_to_string(struct bitmap *b, void *p, size_t l)
167*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
168*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	u_char *s = (u_char *)p;
169*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t i, j, k, need = bitmap_nbytes(b);
170*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
171*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (l < need || b->top >= b->len)
172*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return -1;
173*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (l > need)
174*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		l = need;
175*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	/* Put the bytes from LSB backwards */
176*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	for (i = k = 0; i < b->top + 1; i++) {
177*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		for (j = 0; j < BITMAP_BYTES; j++) {
178*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			if (k >= l)
179*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 				break;
180*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			s[need - 1 - k++] = (b->d[i] >> (j * 8)) & 0xff;
181*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		}
182*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
183*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return 0;
184*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
185*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
186*bc5531deSDag-Erling Smørgrav int
187*bc5531deSDag-Erling Smørgrav bitmap_from_string(struct bitmap *b, const void *p, size_t l)
188*bc5531deSDag-Erling Smørgrav {
189*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	int r;
190*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	size_t i, offset, shift;
191*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	u_char *s = (u_char *)p;
192*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 
193*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (l > BITMAP_MAX / 8)
194*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return -1;
195*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if ((r = reserve(b, l * 8)) != 0)
196*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return r;
197*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	bitmap_zero(b);
198*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	if (l == 0)
199*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		return 0;
200*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	b->top = offset = ((l + (BITMAP_BYTES - 1)) / BITMAP_BYTES) - 1;
201*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	shift = ((l + (BITMAP_BYTES - 1)) % BITMAP_BYTES) * 8;
202*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	for (i = 0; i < l; i++) {
203*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		b->d[offset] |= (BITMAP_WTYPE)s[i] << shift;
204*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		if (shift == 0) {
205*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			offset--;
206*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			shift = BITMAP_BITS - 8;
207*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 		} else
208*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 			shift -= 8;
209*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	}
210*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	retop(b);
211*bc5531deSDag-Erling Smørgrav 	return 0;
212*bc5531deSDag-Erling Smørgrav }
213