xref: /petsc/src/sys/utils/sortso.c (revision 2fe279fdf3e687a416e4eadb7d3c7a82d60442c6)
1676f2a66SJacob Faibussowitsch #include <petscsys.h> /*I  "petscsys.h"  I*/
2676f2a66SJacob Faibussowitsch #include <petsc/private/petscimpl.h>
3676f2a66SJacob Faibussowitsch 
4d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline int Compare_PetscMPIInt_Private(const void *left, const void *right, PETSC_UNUSED void *ctx)
5d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
6676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscMPIInt l = *(PetscMPIInt *)left, r = *(PetscMPIInt *)right;
7676f2a66SJacob Faibussowitsch   return (l < r) ? -1 : (l > r);
8676f2a66SJacob Faibussowitsch }
9676f2a66SJacob Faibussowitsch 
10d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline int Compare_PetscInt_Private(const void *left, const void *right, PETSC_UNUSED void *ctx)
11d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
12676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt l = *(PetscInt *)left, r = *(PetscInt *)right;
13676f2a66SJacob Faibussowitsch   return (l < r) ? -1 : (l > r);
14676f2a66SJacob Faibussowitsch }
15676f2a66SJacob Faibussowitsch 
16d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline int Compare_PetscReal_Private(const void *left, const void *right, PETSC_UNUSED void *ctx)
17d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
18676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscReal l = *(PetscReal *)left, r = *(PetscReal *)right;
19676f2a66SJacob Faibussowitsch   return (l < r) ? -1 : (l > r);
20676f2a66SJacob Faibussowitsch }
21676f2a66SJacob Faibussowitsch 
22676f2a66SJacob Faibussowitsch #define MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL 8
23676f2a66SJacob Faibussowitsch static PetscInt MIN_GALLOP_GLOBAL = MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL;
244d3610e3SJacob Faibussowitsch typedef int (*CompFunc)(const void *, const void *, void *);
25676f2a66SJacob Faibussowitsch 
26676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Mostly to force clang uses the builtins, but can't hurt to have gcc compilers also do the same */
27676f2a66SJacob Faibussowitsch #if !defined(PETSC_USE_DEBUG) && defined(__GNUC__)
28d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void COPYSWAPPY(char *a, char *b, char *t, size_t size)
29d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
30676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(t, b, size);
31676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(b, a, size);
32676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(a, t, size);
33676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
34676f2a66SJacob Faibussowitsch }
35676f2a66SJacob Faibussowitsch 
36d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void COPYSWAPPY2(char *al, char *ar, size_t asize, char *bl, char *br, size_t bsize, char *t)
37d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
386e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(t, ar, asize);
396e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(ar, al, asize);
406e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(al, t, asize);
416e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(t, br, bsize);
426e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(br, bl, bsize);
436e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(bl, t, bsize);
44676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
45676f2a66SJacob Faibussowitsch }
46676f2a66SJacob Faibussowitsch 
47d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memcpy(char *dest, const char *src, size_t size)
48d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
49676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(dest, src, size);
50676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
51676f2a66SJacob Faibussowitsch }
52676f2a66SJacob Faibussowitsch 
53d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memcpy2(char *adest, const char *asrc, size_t asize, char *bdest, const char *bsrc, size_t bsize)
54d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
55676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(adest, asrc, asize);
566e260675SJacob Faibussowitsch   __builtin_memcpy(bdest, bsrc, bsize);
57676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
58676f2a66SJacob Faibussowitsch }
59676f2a66SJacob Faibussowitsch 
60d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memmove(char *dest, const char *src, size_t size)
61d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
62676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(dest, src, size);
63676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
64676f2a66SJacob Faibussowitsch }
65676f2a66SJacob Faibussowitsch 
66d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memmove2(char *adest, const char *asrc, size_t asize, char *bdest, const char *bsrc, size_t bsize)
67d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
68676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(adest, asrc, asize);
69676f2a66SJacob Faibussowitsch   __builtin_memmove(bdest, bsrc, bsize);
70676f2a66SJacob Faibussowitsch   return;
71676f2a66SJacob Faibussowitsch }
72676f2a66SJacob Faibussowitsch #else
73d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void COPYSWAPPY(char *a, char *b, char *t, size_t size)
74d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
75676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
769566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(t, b, size));
779566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(b, a, size));
789566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(a, t, size));
79676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
80676f2a66SJacob Faibussowitsch }
81676f2a66SJacob Faibussowitsch 
82d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void COPYSWAPPY2(char *al, char *ar, size_t asize, char *bl, char *br, size_t bsize, char *t)
83d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
84676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
859566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(t, ar, asize));
869566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(ar, al, asize));
879566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(al, t, asize));
889566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(t, br, bsize));
899566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(br, bl, bsize));
909566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(bl, t, bsize));
91676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
92676f2a66SJacob Faibussowitsch }
93676f2a66SJacob Faibussowitsch 
94d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memcpy(char *dest, const char *src, size_t size)
95d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
96676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
979566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(dest, src, size));
98676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
99676f2a66SJacob Faibussowitsch }
100676f2a66SJacob Faibussowitsch 
101d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memcpy2(char *adest, const char *asrc, size_t asize, char *bdest, const char *bsrc, size_t bsize)
102d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
103676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1049566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(adest, asrc, asize));
1059566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemcpy(bdest, bsrc, bsize));
106676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
107676f2a66SJacob Faibussowitsch }
108676f2a66SJacob Faibussowitsch 
109d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memmove(char *dest, const char *src, size_t size)
110d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
111676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1129566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(dest, src, size));
113676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
114676f2a66SJacob Faibussowitsch }
115676f2a66SJacob Faibussowitsch 
116d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline void Petsc_memmove2(char *adest, const char *asrc, size_t asize, char *bdest, const char *bsrc, size_t bsize)
117d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
118676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1199566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(adest, asrc, asize));
1209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCallAbort(PETSC_COMM_SELF, PetscMemmove(bdest, bsrc, bsize));
121676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturnVoid();
122676f2a66SJacob Faibussowitsch }
123676f2a66SJacob Faibussowitsch #endif
124676f2a66SJacob Faibussowitsch 
125676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Start left look right. Looking for e.g. B[0] in A or mergelo. l inclusive, r inclusive. Returns first m such that arr[m] >
126676f2a66SJacob Faibussowitsch  x. Output also inclusive.
127676f2a66SJacob Faibussowitsch 
128676f2a66SJacob Faibussowitsch  NOTE: Both gallopsearch functions CANNOT distinguish between inserting AFTER the entire array vs inserting at entry n!! For example for an array:
129676f2a66SJacob Faibussowitsch 
130676f2a66SJacob Faibussowitsch    {0,1,2,3,4,5}
131676f2a66SJacob Faibussowitsch 
132676f2a66SJacob Faibussowitsch    when looking to insert "5" this routine will return *m = 6, but when looking to insert "6" it will ALSO return *m = 6.
133676f2a66SJacob Faibussowitsch   */
134d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscGallopSearchLeft_Private(const char *arr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt l, PetscInt r, const char *x, PetscInt *m)
135d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
136676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt last = l, k = 1, mid, cur = l + 1;
137676f2a66SJacob Faibussowitsch 
138676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
139676f2a66SJacob Faibussowitsch   *m = l;
1406bdcaf15SBarry Smith   PetscAssert(r >= l, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "r %" PetscInt_FMT " < l %" PetscInt_FMT " in PetscGallopSearchLeft", r, l);
1419371c9d4SSatish Balay   if ((*cmp)(x, arr + r * size, ctx) >= 0) {
1429371c9d4SSatish Balay     *m = r;
1433ba16761SJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1449371c9d4SSatish Balay   }
1453ba16761SJacob Faibussowitsch   if ((*cmp)(x, (arr) + l * size, ctx) < 0 || PetscUnlikely(!(r - l))) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
146676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (PETSC_TRUE) {
1479371c9d4SSatish Balay     if (PetscUnlikely(cur > r)) {
1489371c9d4SSatish Balay       cur = r;
1499371c9d4SSatish Balay       break;
1509371c9d4SSatish Balay     }
1514d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(x, (arr) + cur * size, ctx) < 0) break;
152676f2a66SJacob Faibussowitsch     last = cur;
153676f2a66SJacob Faibussowitsch     cur += (k <<= 1) + 1;
154676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++k;
155676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
156676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* standard binary search but take last 0 mid 0 cur 1 into account*/
157676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (cur > last + 1) {
158676f2a66SJacob Faibussowitsch     mid = last + ((cur - last) >> 1);
1594d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(x, (arr) + mid * size, ctx) < 0) {
160676f2a66SJacob Faibussowitsch       cur = mid;
161676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
162676f2a66SJacob Faibussowitsch       last = mid;
163676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
164676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
165676f2a66SJacob Faibussowitsch   *m = cur;
1663ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
167676f2a66SJacob Faibussowitsch }
168676f2a66SJacob Faibussowitsch 
169676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Start right look left. Looking for e.g. A[-1] in B or mergehi. l inclusive, r inclusive. Returns last m such that arr[m]
170676f2a66SJacob Faibussowitsch  < x. Output also inclusive */
171d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscGallopSearchRight_Private(const char *arr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt l, PetscInt r, const char *x, PetscInt *m)
172d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
173676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt last = r, k = 1, mid, cur = r - 1;
174676f2a66SJacob Faibussowitsch 
175676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
176676f2a66SJacob Faibussowitsch   *m = r;
1776bdcaf15SBarry Smith   PetscAssert(r >= l, PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "r %" PetscInt_FMT " < l %" PetscInt_FMT " in PetscGallopSearchRight", r, l);
1789371c9d4SSatish Balay   if ((*cmp)(x, arr + l * size, ctx) <= 0) {
1799371c9d4SSatish Balay     *m = l;
1803ba16761SJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1819371c9d4SSatish Balay   }
1823ba16761SJacob Faibussowitsch   if ((*cmp)(x, (arr) + r * size, ctx) > 0 || PetscUnlikely(!(r - l))) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
183676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (PETSC_TRUE) {
1849371c9d4SSatish Balay     if (PetscUnlikely(cur < l)) {
1859371c9d4SSatish Balay       cur = l;
1869371c9d4SSatish Balay       break;
1879371c9d4SSatish Balay     }
1884d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(x, (arr) + cur * size, ctx) > 0) break;
189676f2a66SJacob Faibussowitsch     last = cur;
190676f2a66SJacob Faibussowitsch     cur -= (k <<= 1) + 1;
191676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++k;
192676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
193676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* standard binary search but take last r-1 mid r-1 cur r-2 into account*/
194676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (last > cur + 1) {
195676f2a66SJacob Faibussowitsch     mid = last - ((last - cur) >> 1);
1964d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(x, (arr) + mid * size, ctx) > 0) {
197676f2a66SJacob Faibussowitsch       cur = mid;
198676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
199676f2a66SJacob Faibussowitsch       last = mid;
200676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
201676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
202676f2a66SJacob Faibussowitsch   *m = cur;
2033ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
204676f2a66SJacob Faibussowitsch }
205676f2a66SJacob Faibussowitsch 
206676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Mergesort where size of left half <= size of right half, so mergesort is done left to right. Arr should be pointer to
207676f2a66SJacob Faibussowitsch  complete array, left is first index of left array, mid is first index of right array, right is last index of right
208676f2a66SJacob Faibussowitsch  array */
209d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeLo_Private(char *arr, char *tarr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt mid, PetscInt right)
210d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
211676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       i = 0, j = mid, k = left, gallopleft = 0, gallopright = 0;
212676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt llen = mid - left;
213676f2a66SJacob Faibussowitsch 
214676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
215676f2a66SJacob Faibussowitsch   Petsc_memcpy(tarr, arr + (left * size), llen * size);
216676f2a66SJacob Faibussowitsch   while ((i < llen) && (j <= right)) {
2174d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(tarr + (i * size), arr + (j * size), ctx) < 0) {
218676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memcpy(arr + (k * size), tarr + (i * size), size);
219676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++k;
220676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopright = 0;
221676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (++i < llen && ++gallopleft >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
222676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
223676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
224676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
225676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for right[j], can move up to that of temp into arr immediately */
2269566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(tarr, size, cmp, ctx, i, llen - 1, arr + (j * size), &l1));
227676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = l1 - i;
228676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy(arr + (k * size), tarr + (i * size), diff1 * size);
229676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff1;
230676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
231676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search right for temp[i], can move up to that many of right into arr */
2329566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, j, right, tarr + (i * size), &l2));
233676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = l2 - j;
234676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove((arr) + k * size, (arr) + j * size, diff2 * size);
235676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff2;
236676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
237676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i >= llen || j > right) break;
238676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
239676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
240676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
241676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
242676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memmove(arr + (k * size), arr + (j * size), size);
243676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++k;
244676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopleft = 0;
245676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (++j <= right && ++gallopright >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
246676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
247676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
248676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
249676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search right for temp[i], can move up to that many of right into arr */
2509566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, j, right, tarr + (i * size), &l2));
251676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = l2 - j;
252676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove(arr + (k * size), arr + (j * size), diff2 * size);
253676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff2;
254676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
255676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for right[j], can copy up to that of temp into arr immediately */
2569566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(tarr, size, cmp, ctx, i, llen - 1, arr + (j * size), &l1));
257676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = l1 - i;
258676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy(arr + (k * size), tarr + (i * size), diff1 * size);
259676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff1;
260676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
261676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i >= llen || j > right) break;
262676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
263676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
264676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
265676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
266676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
267ad540459SPierre Jolivet   if (i < llen) Petsc_memcpy(arr + (k * size), tarr + (i * size), (llen - i) * size);
2683ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
269676f2a66SJacob Faibussowitsch }
270676f2a66SJacob Faibussowitsch 
271d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeLoWithArray_Private(char *arr, char *atarr, size_t asize, char *barr, char *btarr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt mid, PetscInt right)
272d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
273676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       i = 0, j = mid, k = left, gallopleft = 0, gallopright = 0;
274676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt llen = mid - left;
275676f2a66SJacob Faibussowitsch 
276676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
277676f2a66SJacob Faibussowitsch   Petsc_memcpy2(atarr, arr + (left * asize), llen * asize, btarr, barr + (left * bsize), llen * bsize);
278676f2a66SJacob Faibussowitsch   while ((i < llen) && (j <= right)) {
2794d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(atarr + (i * asize), arr + (j * asize), ctx) < 0) {
280676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memcpy2(arr + (k * asize), atarr + (i * asize), asize, barr + (k * bsize), btarr + (i * bsize), bsize);
281676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++k;
282676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopright = 0;
283676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (++i < llen && ++gallopleft >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
284676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
285676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
286676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
287676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for right[j], can move up to that of temp into arr immediately */
2889566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(atarr, asize, cmp, ctx, i, llen - 1, arr + (j * asize), &l1));
289676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = l1 - i;
290676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy2(arr + (k * asize), atarr + (i * asize), diff1 * asize, barr + (k * bsize), btarr + (i * bsize), diff1 * bsize);
291676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff1;
292676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
293676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search right for temp[i], can move up to that many of right into arr */
2949566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, j, right, atarr + (i * asize), &l2));
295676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = l2 - j;
296676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove2(arr + (k * asize), arr + (j * asize), diff2 * asize, barr + (k * bsize), barr + (j * bsize), diff2 * bsize);
297676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff2;
298676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
299676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i >= llen || j > right) break;
300676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
301676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
302676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
303676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
304676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memmove2(arr + (k * asize), arr + (j * asize), asize, barr + (k * bsize), barr + (j * bsize), bsize);
305676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++k;
306676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopleft = 0;
307676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (++j <= right && ++gallopright >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
308676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
309676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
310676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
311676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search right for temp[i], can move up to that many of right into arr */
3129566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, j, right, atarr + (i * asize), &l2));
313676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = l2 - j;
314676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove2(arr + (k * asize), arr + (j * asize), diff2 * asize, barr + (k * bsize), barr + (j * bsize), diff2 * bsize);
315676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff2;
316676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
317676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for right[j], can copy up to that of temp into arr immediately */
3189566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(atarr, asize, cmp, ctx, i, llen - 1, arr + (j * asize), &l1));
319676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = l1 - i;
320676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy2(arr + (k * asize), atarr + (i * asize), diff1 * asize, barr + (k * bsize), btarr + (i * bsize), diff1 * bsize);
321676f2a66SJacob Faibussowitsch           k += diff1;
322676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
323676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i >= llen || j > right) break;
324676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
325676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
326676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
327676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
328676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
329ad540459SPierre Jolivet   if (i < llen) Petsc_memcpy2(arr + (k * asize), atarr + (i * asize), (llen - i) * asize, barr + (k * bsize), btarr + (i * bsize), (llen - i) * bsize);
3303ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
331676f2a66SJacob Faibussowitsch }
332676f2a66SJacob Faibussowitsch 
333676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Mergesort where size of right half < size of left half, so mergesort is done right to left. Arr should be pointer to
334676f2a66SJacob Faibussowitsch  complete array, left is first index of left array, mid is first index of right array, right is last index of right
335676f2a66SJacob Faibussowitsch  array */
336d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeHi_Private(char *arr, char *tarr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt mid, PetscInt right)
337d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
338676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       i = right - mid, j = mid - 1, k = right, gallopleft = 0, gallopright = 0;
339676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt rlen = right - mid + 1;
340676f2a66SJacob Faibussowitsch 
341676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
342676f2a66SJacob Faibussowitsch   Petsc_memcpy(tarr, (arr) + mid * size, rlen * size);
343676f2a66SJacob Faibussowitsch   while ((i >= 0) && (j >= left)) {
3444d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)((tarr) + i * size, (arr) + j * size, ctx) > 0) {
345676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memcpy((arr) + k * size, (tarr) + i * size, size);
346676f2a66SJacob Faibussowitsch       --k;
347676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopleft = 0;
348676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (--i >= 0 && ++gallopright >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
349676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
350676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
351676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
352676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for left[j], can copy up to that many of temp into arr */
3539566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(tarr, size, cmp, ctx, 0, i, (arr) + j * size, &l1));
354676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = i - l1;
355676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy((arr) + (k - diff1 + 1) * size, (tarr) + (l1 + 1) * size, diff1 * size);
356676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff1;
357676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
358676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search left for temp[i], can move up to that many of left up arr */
3599566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, left, j, (tarr) + i * size, &l2));
360676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = j - l2;
361676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove((arr) + (k - diff2 + 1) * size, (arr) + (l2 + 1) * size, diff2 * size);
362676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff2;
363676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
364676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i < 0 || j < left) break;
365676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
366676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
367676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
368676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
369676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memmove((arr) + k * size, (arr) + j * size, size);
370676f2a66SJacob Faibussowitsch       --k;
371676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopright = 0;
372676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (--j >= left && ++gallopleft >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
373676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
374676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
375676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
376676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search left for temp[i], can move up to that many of left up arr */
3779566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, left, j, (tarr) + i * size, &l2));
378676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = j - l2;
379676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove((arr) + (k - diff2 + 1) * size, (arr) + (l2 + 1) * size, diff2 * size);
380676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff2;
381676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
382676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for left[j], can copy up to that many of temp into arr */
3839566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(tarr, size, cmp, ctx, 0, i, (arr) + j * size, &l1));
384676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = i - l1;
385676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy((arr) + (k - diff1 + 1) * size, (tarr) + (l1 + 1) * size, diff1 * size);
386676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff1;
387676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
388676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i < 0 || j < left) break;
389676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
390676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
391676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
392676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
393676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
394ad540459SPierre Jolivet   if (i >= 0) Petsc_memcpy((arr) + left * size, tarr, (i + 1) * size);
3953ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
396676f2a66SJacob Faibussowitsch }
397676f2a66SJacob Faibussowitsch 
398d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeHiWithArray_Private(char *arr, char *atarr, size_t asize, char *barr, char *btarr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt mid, PetscInt right)
399d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
400676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       i = right - mid, j = mid - 1, k = right, gallopleft = 0, gallopright = 0;
401676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt rlen = right - mid + 1;
402676f2a66SJacob Faibussowitsch 
403676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
404676f2a66SJacob Faibussowitsch   Petsc_memcpy2(atarr, (arr) + mid * asize, rlen * asize, btarr, (barr) + mid * bsize, rlen * bsize);
405676f2a66SJacob Faibussowitsch   while ((i >= 0) && (j >= left)) {
4064d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)((atarr) + i * asize, (arr) + j * asize, ctx) > 0) {
407676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memcpy2((arr) + k * asize, (atarr) + i * asize, asize, (barr) + k * bsize, (btarr) + i * bsize, bsize);
408676f2a66SJacob Faibussowitsch       --k;
409676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopleft = 0;
410676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (--i >= 0 && ++gallopright >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
411676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
412676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
413676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
414676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for left[j], can copy up to that many of temp into arr */
4159566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(atarr, asize, cmp, ctx, 0, i, (arr) + j * asize, &l1));
416676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = i - l1;
417676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy2((arr) + (k - diff1 + 1) * asize, (atarr) + (l1 + 1) * asize, diff1 * asize, (barr) + (k - diff1 + 1) * bsize, (btarr) + (l1 + 1) * bsize, diff1 * bsize);
418676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff1;
419676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
420676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search left for temp[i], can move up to that many of left up arr */
4219566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, left, j, (atarr) + i * asize, &l2));
422676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = j - l2;
423676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove2((arr) + (k - diff2 + 1) * asize, (arr) + (l2 + 1) * asize, diff2 * asize, (barr) + (k - diff2 + 1) * bsize, (barr) + (l2 + 1) * bsize, diff2 * bsize);
424676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff2;
425676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
426676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i < 0 || j < left) break;
427676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
428676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
429676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
430676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
431676f2a66SJacob Faibussowitsch       Petsc_memmove2((arr) + k * asize, (arr) + j * asize, asize, (barr) + k * bsize, (barr) + j * bsize, bsize);
432676f2a66SJacob Faibussowitsch       --k;
433676f2a66SJacob Faibussowitsch       gallopright = 0;
434676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (--j >= left && ++gallopleft >= MIN_GALLOP_GLOBAL) {
435676f2a66SJacob Faibussowitsch         PetscInt l1, l2, diff1, diff2;
436676f2a66SJacob Faibussowitsch         do {
437676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (MIN_GALLOP_GLOBAL > 1) --MIN_GALLOP_GLOBAL;
438676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search left for temp[i], can move up to that many of left up arr */
4399566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, left, j, (atarr) + i * asize, &l2));
440676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff2 = j - l2;
441676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memmove2((arr) + (k - diff2 + 1) * asize, (arr) + (l2 + 1) * asize, diff2 * asize, (barr) + (k - diff2 + 1) * bsize, (barr) + (l2 + 1) * bsize, diff2 * bsize);
442676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff2;
443676f2a66SJacob Faibussowitsch           j = l2;
444676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* search temp for left[j], can copy up to that many of temp into arr */
4459566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(atarr, asize, cmp, ctx, 0, i, (arr) + j * asize, &l1));
446676f2a66SJacob Faibussowitsch           diff1 = i - l1;
447676f2a66SJacob Faibussowitsch           Petsc_memcpy2((arr) + (k - diff1 + 1) * asize, (atarr) + (l1 + 1) * asize, diff1 * asize, (barr) + (k - diff1 + 1) * bsize, (btarr) + (l1 + 1) * bsize, diff1 * bsize);
448676f2a66SJacob Faibussowitsch           k -= diff1;
449676f2a66SJacob Faibussowitsch           i = l1;
450676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (i < 0 || j < left) break;
451676f2a66SJacob Faibussowitsch         } while (diff1 > MIN_GALLOP_GLOBAL || diff2 > MIN_GALLOP_GLOBAL);
452676f2a66SJacob Faibussowitsch         ++MIN_GALLOP_GLOBAL;
453676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
454676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
455676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
456ad540459SPierre Jolivet   if (i >= 0) Petsc_memcpy2((arr) + left * asize, atarr, (i + 1) * asize, (barr) + left * bsize, btarr, (i + 1) * bsize);
4573ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
458676f2a66SJacob Faibussowitsch }
459676f2a66SJacob Faibussowitsch 
460676f2a66SJacob Faibussowitsch /* Left is inclusive lower bound of array slice, start is start location of unsorted section, right is inclusive upper
461676f2a66SJacob Faibussowitsch  bound of array slice. If unsure of where unsorted section starts or if entire length is unsorted pass start = left */
462d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscInsertionSort_Private(char *arr, char *tarr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt start, PetscInt right)
463d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
464676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = start == left ? start + 1 : start;
465676f2a66SJacob Faibussowitsch 
466676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
467676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; i <= right; ++i) {
468676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt j = i - 1;
469676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy(tarr, arr + (i * size), size);
4704d3610e3SJacob Faibussowitsch     while ((j >= left) && ((*cmp)(tarr, (arr) + j * size, ctx) < 0)) {
471676f2a66SJacob Faibussowitsch       COPYSWAPPY(arr + (j + 1) * size, arr + j * size, tarr + size, size);
472676f2a66SJacob Faibussowitsch       --j;
473676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
474676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy((arr) + (j + 1) * size, tarr, size);
475676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
4763ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
477676f2a66SJacob Faibussowitsch }
478676f2a66SJacob Faibussowitsch 
479d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscInsertionSortWithArray_Private(char *arr, char *atarr, size_t asize, char *barr, char *btarr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt start, PetscInt right)
480d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
481676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = start == left ? start + 1 : start;
482676f2a66SJacob Faibussowitsch 
483676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
484676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; i <= right; ++i) {
485676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt j = i - 1;
486676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy2(atarr, arr + (i * asize), asize, btarr, barr + (i * bsize), bsize);
4874d3610e3SJacob Faibussowitsch     while ((j >= left) && ((*cmp)(atarr, arr + (j * asize), ctx) < 0)) {
488676f2a66SJacob Faibussowitsch       COPYSWAPPY2(arr + (j + 1) * asize, arr + j * asize, asize, barr + (j + 1) * bsize, barr + j * bsize, bsize, atarr + asize);
489676f2a66SJacob Faibussowitsch       --j;
490676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
491676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy2(arr + (j + 1) * asize, atarr, asize, barr + (j + 1) * bsize, btarr, bsize);
492676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
4933ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
494676f2a66SJacob Faibussowitsch }
495676f2a66SJacob Faibussowitsch 
496676f2a66SJacob Faibussowitsch /* See PetscInsertionSort_Private */
497d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscBinaryInsertionSort_Private(char *arr, char *tarr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt start, PetscInt right)
498d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
499676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = start == left ? start + 1 : start;
500676f2a66SJacob Faibussowitsch 
501676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
502676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; i <= right; ++i) {
503676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt l = left, r = i;
504676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy(tarr, arr + (i * size), size);
505676f2a66SJacob Faibussowitsch     do {
506676f2a66SJacob Faibussowitsch       const PetscInt m = l + ((r - l) >> 1);
5074d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)(tarr, arr + (m * size), ctx) < 0) {
508676f2a66SJacob Faibussowitsch         r = m;
509676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else {
510676f2a66SJacob Faibussowitsch         l = m + 1;
511676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
512676f2a66SJacob Faibussowitsch     } while (l < r);
513676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memmove(arr + ((l + 1) * size), arr + (l * size), (i - l) * size);
514676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy(arr + (l * size), tarr, size);
515676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
5163ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
517676f2a66SJacob Faibussowitsch }
518676f2a66SJacob Faibussowitsch 
519d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscBinaryInsertionSortWithArray_Private(char *arr, char *atarr, size_t asize, char *barr, char *btarr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt left, PetscInt start, PetscInt right)
520d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
521676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = start == left ? start + 1 : start;
522676f2a66SJacob Faibussowitsch 
523676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
524676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; i <= right; ++i) {
525676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt l = left, r = i;
526676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy2(atarr, arr + (i * asize), asize, btarr, barr + (i * bsize), bsize);
527676f2a66SJacob Faibussowitsch     do {
528676f2a66SJacob Faibussowitsch       const PetscInt m = l + ((r - l) >> 1);
5294d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)(atarr, arr + (m * asize), ctx) < 0) {
530676f2a66SJacob Faibussowitsch         r = m;
531676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else {
532676f2a66SJacob Faibussowitsch         l = m + 1;
533676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
534676f2a66SJacob Faibussowitsch     } while (l < r);
535676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memmove2(arr + ((l + 1) * asize), arr + (l * asize), (i - l) * asize, barr + ((l + 1) * bsize), barr + (l * bsize), (i - l) * bsize);
536676f2a66SJacob Faibussowitsch     Petsc_memcpy2(arr + (l * asize), atarr, asize, barr + (l * bsize), btarr, bsize);
537676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
5383ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
539676f2a66SJacob Faibussowitsch }
540676f2a66SJacob Faibussowitsch 
541676f2a66SJacob Faibussowitsch typedef struct {
542676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt size;
543676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt start;
54489d292beSStefano Zampini #if defined(__CRAY_AARCH64) /* segfaults with Cray compilers for aarch64 on a64FX */
54589d292beSStefano Zampini } PetscTimSortStack;
54689d292beSStefano Zampini #else
547676f2a66SJacob Faibussowitsch } PetscTimSortStack PETSC_ATTRIBUTEALIGNED(2 * sizeof(PetscInt));
54889d292beSStefano Zampini #endif
549676f2a66SJacob Faibussowitsch 
550676f2a66SJacob Faibussowitsch typedef struct {
551676f2a66SJacob Faibussowitsch   char *ptr PETSC_ATTRIBUTEALIGNED(PETSC_MEMALIGN);
552676f2a66SJacob Faibussowitsch   size_t    size;
553676f2a66SJacob Faibussowitsch   size_t    maxsize;
554676f2a66SJacob Faibussowitsch } PetscTimSortBuffer;
555676f2a66SJacob Faibussowitsch 
556d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortResizeBuffer_Private(PetscTimSortBuffer *buff, size_t newSize)
557d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
558676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
5593ba16761SJacob Faibussowitsch   if (PetscLikely(newSize <= buff->size)) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
560676f2a66SJacob Faibussowitsch   {
561676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* Can't be larger than n, there is merit to simply allocating buff to n to begin with */
562676f2a66SJacob Faibussowitsch     size_t newMax = PetscMin(newSize * newSize, buff->maxsize);
5639566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscFree(buff->ptr));
5649566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscMalloc1(newMax, &buff->ptr));
565676f2a66SJacob Faibussowitsch     buff->size = newMax;
566676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
5673ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
568676f2a66SJacob Faibussowitsch }
569676f2a66SJacob Faibussowitsch 
570d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortForceCollapse_Private(char *arr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscTimSortBuffer *buff, PetscTimSortStack *stack, PetscInt stacksize)
571d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
572676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
573676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; stacksize; --stacksize) {
574676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* A = stack[i-1], B = stack[i], if A[-1] <= B[0] means sorted */
5754d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(arr + (stack[stacksize].start - 1) * size, arr + (stack[stacksize].start) * size, ctx) > 0) {
576676f2a66SJacob Faibussowitsch       PetscInt l, m = stack[stacksize].start, r;
577676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* Search A for B[0] insertion */
5789566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[stacksize - 1].start, stack[stacksize].start - 1, (arr) + (stack[stacksize].start) * size, &l));
579676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* Search B for A[-1] insertion */
5809566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[stacksize].start, stack[stacksize].start + stack[stacksize].size - 1, (arr) + (stack[stacksize].start - 1) * size, &r));
581676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (m - l <= r - m) {
5829566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (m - l + 1) * size));
5839566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortMergeLo_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
584676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else {
5859566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (r - m + 1) * size));
5869566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortMergeHi_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
587676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
588676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
589676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* Update A with merge */
590676f2a66SJacob Faibussowitsch     stack[stacksize - 1].size += stack[stacksize].size;
591676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
5923ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
593676f2a66SJacob Faibussowitsch }
594676f2a66SJacob Faibussowitsch 
595d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortForceCollapseWithArray_Private(char *arr, size_t asize, char *barr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscTimSortBuffer *abuff, PetscTimSortBuffer *bbuff, PetscTimSortStack *stack, PetscInt stacksize)
596d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
597676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
598676f2a66SJacob Faibussowitsch   for (; stacksize; --stacksize) {
599676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* A = stack[i-1], B = stack[i], if A[-1] <= B[0] means sorted */
6004d3610e3SJacob Faibussowitsch     if ((*cmp)(arr + (stack[stacksize].start - 1) * asize, arr + (stack[stacksize].start) * asize, ctx) > 0) {
601676f2a66SJacob Faibussowitsch       PetscInt l, m = stack[stacksize].start, r;
602676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* Search A for B[0] insertion */
6039566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[stacksize - 1].start, stack[stacksize].start - 1, (arr) + (stack[stacksize].start) * asize, &l));
604676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* Search B for A[-1] insertion */
6059566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[stacksize].start, stack[stacksize].start + stack[stacksize].size - 1, (arr) + (stack[stacksize].start - 1) * asize, &r));
606676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (m - l <= r - m) {
6079566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (m - l + 1) * asize));
6089566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (m - l + 1) * bsize));
6099566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortMergeLoWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
610676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else {
6119566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (r - m + 1) * asize));
6129566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (r - m + 1) * bsize));
6139566063dSJacob Faibussowitsch         PetscCall(PetscTimSortMergeHiWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
614676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
615676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
616676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* Update A with merge */
617676f2a66SJacob Faibussowitsch     stack[stacksize - 1].size += stack[stacksize].size;
618676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
6193ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
620676f2a66SJacob Faibussowitsch }
621676f2a66SJacob Faibussowitsch 
622d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeCollapse_Private(char *arr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscTimSortBuffer *buff, PetscTimSortStack *stack, PetscInt *stacksize)
623d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
624676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = *stacksize;
625676f2a66SJacob Faibussowitsch 
626676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
627676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (i) {
628676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt l, m, r, itemp = i;
629676f2a66SJacob Faibussowitsch 
630676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (i == 1) {
631676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* A = stack[i-1], B = stack[i] */
632676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (stack[i - 1].size < stack[i].size) {
633676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* if A[-1] <= B[0] then sorted */
6344d3610e3SJacob Faibussowitsch         if ((*cmp)(arr + (stack[i].start - 1) * size, arr + (stack[i].start) * size, ctx) > 0) {
635676f2a66SJacob Faibussowitsch           m = stack[i].start;
636676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Search A for B[0] insertion */
6379566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i].start - 1, (arr) + stack[i].start * size, &l));
638676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Search B for A[-1] insertion */
6399566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i].start, stack[i].start + stack[i].size - 1, arr + (stack[i].start - 1) * size, &r));
640676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (m - l <= r - m) {
6419566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (m - l + 1) * size));
6429566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortMergeLo_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
643676f2a66SJacob Faibussowitsch           } else {
6449566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (r - m + 1) * size));
6459566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortMergeHi_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
646676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
647676f2a66SJacob Faibussowitsch         }
648676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* Update A with merge */
649676f2a66SJacob Faibussowitsch         stack[i - 1].size += stack[i].size;
650676f2a66SJacob Faibussowitsch         --i;
651676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
652676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
653676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* i > 2, i.e. C exists
654676f2a66SJacob Faibussowitsch        A = stack[i-2], B = stack[i-1], C = stack[i]; */
655676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (stack[i - 2].size <= stack[i - 1].size + stack[i].size) {
656676f2a66SJacob Faibussowitsch         if (stack[i - 2].size < stack[i].size) {
657676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* merge B into A, but if A[-1] <= B[0] then already sorted */
6584d3610e3SJacob Faibussowitsch           if ((*cmp)(arr + (stack[i - 1].start - 1) * size, arr + (stack[i - 1].start) * size, ctx) > 0) {
659676f2a66SJacob Faibussowitsch             m = stack[i - 1].start;
660676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search A for B[0] insertion */
6619566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i - 2].start, stack[i - 1].start - 1, (arr) + (stack[i - 1].start) * size, &l));
662676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search B for A[-1] insertion */
6639566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i - 1].start + stack[i - 1].size - 1, (arr) + (stack[i - 1].start - 1) * size, &r));
664676f2a66SJacob Faibussowitsch             if (m - l <= r - m) {
6659566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (m - l + 1) * size));
6669566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeLo_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
667676f2a66SJacob Faibussowitsch             } else {
6689566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (r - m + 1) * size));
6699566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeHi_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
670676f2a66SJacob Faibussowitsch             }
671676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
672676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Update A with merge */
673676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 2].size += stack[i - 1].size;
674676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Push C up the stack */
675676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].start = stack[i].start;
676676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].size  = stack[i].size;
677676f2a66SJacob Faibussowitsch         } else {
678676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* merge C into B */
679676f2a66SJacob Faibussowitsch         mergeBC:
680676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* If B[-1] <= C[0] then... you know the drill */
6814d3610e3SJacob Faibussowitsch           if ((*cmp)(arr + (stack[i].start - 1) * size, arr + (stack[i].start) * size, ctx) > 0) {
682676f2a66SJacob Faibussowitsch             m = stack[i].start;
683676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search B for C[0] insertion */
6849566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i].start - 1, arr + stack[i].start * size, &l));
685676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search C for B[-1] insertion */
6869566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, size, cmp, ctx, stack[i].start, stack[i].start + stack[i].size - 1, (arr) + (stack[i].start - 1) * size, &r));
687676f2a66SJacob Faibussowitsch             if (m - l <= r - m) {
6889566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (m - l + 1) * size));
6899566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeLo_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
690676f2a66SJacob Faibussowitsch             } else {
6919566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(buff, (r - m + 1) * size));
6929566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeHi_Private(arr, buff->ptr, size, cmp, ctx, l, m, r));
693676f2a66SJacob Faibussowitsch             }
694676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
695676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Update B with merge */
696676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].size += stack[i].size;
697676f2a66SJacob Faibussowitsch         }
698676f2a66SJacob Faibussowitsch         --i;
699676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else if (stack[i - 1].size <= stack[i].size) {
700676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* merge C into B */
701676f2a66SJacob Faibussowitsch         goto mergeBC;
702676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
703676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
704676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (itemp == i) break;
705676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
706676f2a66SJacob Faibussowitsch   *stacksize = i;
7073ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
708676f2a66SJacob Faibussowitsch }
709676f2a66SJacob Faibussowitsch 
710d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortMergeCollapseWithArray_Private(char *arr, size_t asize, char *barr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscTimSortBuffer *abuff, PetscTimSortBuffer *bbuff, PetscTimSortStack *stack, PetscInt *stacksize)
711d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
712676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt i = *stacksize;
713676f2a66SJacob Faibussowitsch 
714676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
715676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (i) {
716676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt l, m, r, itemp = i;
717676f2a66SJacob Faibussowitsch 
718676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (i == 1) {
719676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* A = stack[i-1], B = stack[i] */
720676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (stack[i - 1].size < stack[i].size) {
721676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* if A[-1] <= B[0] then sorted */
7224d3610e3SJacob Faibussowitsch         if ((*cmp)(arr + (stack[i].start - 1) * asize, arr + (stack[i].start) * asize, ctx) > 0) {
723676f2a66SJacob Faibussowitsch           m = stack[i].start;
724676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Search A for B[0] insertion */
7259566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i].start - 1, (arr) + stack[i].start * asize, &l));
726676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Search B for A[-1] insertion */
7279566063dSJacob Faibussowitsch           PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i].start, stack[i].start + stack[i].size - 1, arr + (stack[i].start - 1) * asize, &r));
728676f2a66SJacob Faibussowitsch           if (m - l <= r - m) {
7299566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (m - l + 1) * asize));
7309566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (m - l + 1) * bsize));
7319566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortMergeLoWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
732676f2a66SJacob Faibussowitsch           } else {
7339566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (r - m + 1) * asize));
7349566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (r - m + 1) * bsize));
7359566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscTimSortMergeHiWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
736676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
737676f2a66SJacob Faibussowitsch         }
738676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* Update A with merge */
739676f2a66SJacob Faibussowitsch         stack[i - 1].size += stack[i].size;
740676f2a66SJacob Faibussowitsch         --i;
741676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
742676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
743676f2a66SJacob Faibussowitsch       /* i > 2, i.e. C exists
744676f2a66SJacob Faibussowitsch        A = stack[i-2], B = stack[i-1], C = stack[i]; */
745676f2a66SJacob Faibussowitsch       if (stack[i - 2].size <= stack[i - 1].size + stack[i].size) {
746676f2a66SJacob Faibussowitsch         if (stack[i - 2].size < stack[i].size) {
747676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* merge B into A, but if A[-1] <= B[0] then already sorted */
7484d3610e3SJacob Faibussowitsch           if ((*cmp)(arr + (stack[i - 1].start - 1) * asize, arr + (stack[i - 1].start) * asize, ctx) > 0) {
749676f2a66SJacob Faibussowitsch             m = stack[i - 1].start;
750676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search A for B[0] insertion */
7519566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i - 2].start, stack[i - 1].start - 1, (arr) + (stack[i - 1].start) * asize, &l));
752676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search B for A[-1] insertion */
7539566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i - 1].start + stack[i - 1].size - 1, (arr) + (stack[i - 1].start - 1) * asize, &r));
754676f2a66SJacob Faibussowitsch             if (m - l <= r - m) {
7559566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (m - l + 1) * asize));
7569566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (m - l + 1) * bsize));
7579566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeLoWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
758676f2a66SJacob Faibussowitsch             } else {
7599566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (r - m + 1) * asize));
7609566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (r - m + 1) * bsize));
7619566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeHiWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
762676f2a66SJacob Faibussowitsch             }
763676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
764676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Update A with merge */
765676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 2].size += stack[i - 1].size;
766676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Push C up the stack */
767676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].start = stack[i].start;
768676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].size  = stack[i].size;
769676f2a66SJacob Faibussowitsch         } else {
770676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* merge C into B */
771676f2a66SJacob Faibussowitsch         mergeBC:
772676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* If B[-1] <= C[0] then... you know the drill */
7734d3610e3SJacob Faibussowitsch           if ((*cmp)(arr + (stack[i].start - 1) * asize, arr + (stack[i].start) * asize, ctx) > 0) {
774676f2a66SJacob Faibussowitsch             m = stack[i].start;
775676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search B for C[0] insertion */
7769566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchLeft_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i - 1].start, stack[i].start - 1, arr + stack[i].start * asize, &l));
777676f2a66SJacob Faibussowitsch             /* Search C for B[-1] insertion */
7789566063dSJacob Faibussowitsch             PetscCall(PetscGallopSearchRight_Private(arr, asize, cmp, ctx, stack[i].start, stack[i].start + stack[i].size - 1, (arr) + (stack[i].start - 1) * asize, &r));
779676f2a66SJacob Faibussowitsch             if (m - l <= r - m) {
7809566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (m - l + 1) * asize));
7819566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (m - l + 1) * bsize));
7829566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeLoWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
783676f2a66SJacob Faibussowitsch             } else {
7849566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(abuff, (r - m + 1) * asize));
7859566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortResizeBuffer_Private(bbuff, (r - m + 1) * bsize));
7869566063dSJacob Faibussowitsch               PetscCall(PetscTimSortMergeHiWithArray_Private(arr, abuff->ptr, asize, barr, bbuff->ptr, bsize, cmp, ctx, l, m, r));
787676f2a66SJacob Faibussowitsch             }
788676f2a66SJacob Faibussowitsch           }
789676f2a66SJacob Faibussowitsch           /* Update B with merge */
790676f2a66SJacob Faibussowitsch           stack[i - 1].size += stack[i].size;
791676f2a66SJacob Faibussowitsch         }
792676f2a66SJacob Faibussowitsch         --i;
793676f2a66SJacob Faibussowitsch       } else if (stack[i - 1].size <= stack[i].size) {
794676f2a66SJacob Faibussowitsch         /* merge C into B */
795676f2a66SJacob Faibussowitsch         goto mergeBC;
796676f2a66SJacob Faibussowitsch       }
797676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
798676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (itemp == i) break;
799676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
800676f2a66SJacob Faibussowitsch   *stacksize = i;
8013ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
802676f2a66SJacob Faibussowitsch }
803676f2a66SJacob Faibussowitsch 
804676f2a66SJacob Faibussowitsch /* March sequentially through the array building up a "run" of weakly increasing or strictly decreasing contiguous
805676f2a66SJacob Faibussowitsch  elements. Decreasing runs are reversed by swapping. If the run is less than minrun, artificially extend it via either
806676f2a66SJacob Faibussowitsch  binary insertion sort or regulat insertion sort */
807d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortBuildRun_Private(char *arr, char *tarr, size_t size, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt n, PetscInt minrun, PetscInt runstart, PetscInt *runend)
808d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
809676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt re = PetscMin(runstart + minrun, n - 1);
810676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       ri = runstart;
811676f2a66SJacob Faibussowitsch 
812676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8139371c9d4SSatish Balay   if (PetscUnlikely(runstart == n - 1)) {
8149371c9d4SSatish Balay     *runend = runstart;
8153ba16761SJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
8169371c9d4SSatish Balay   }
817676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* guess whether run is ascending or descending and tally up the longest consecutive run. essentially a coinflip for random data */
8184d3610e3SJacob Faibussowitsch   if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * size, (arr) + ri * size, ctx) < 0) {
819676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++ri;
820676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (ri < n - 1) {
8214d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * size, (arr) + ri * size, ctx) >= 0) break;
822676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++ri;
823676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
824676f2a66SJacob Faibussowitsch     {
825676f2a66SJacob Faibussowitsch       PetscInt lo = runstart, hi = ri;
826ad540459SPierre Jolivet       for (; lo < hi; ++lo, --hi) COPYSWAPPY(arr + lo * size, arr + hi * size, tarr, size);
827676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
828676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else {
829676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++ri;
830676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (ri < n - 1) {
8314d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * size, (arr) + ri * size, ctx) < 0) break;
832676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++ri;
833676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
834676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
835676f2a66SJacob Faibussowitsch   if (ri < re) {
836676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* the attempt failed, this section likely contains random data. If ri got close to minrun (within 50%) then we try
837676f2a66SJacob Faibussowitsch      binary search */
838676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (ri - runstart <= minrun >> 1) {
839676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++MIN_GALLOP_GLOBAL; /* didn't get close hedge our bets against random data */
8403ba16761SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscInsertionSort_Private(arr, tarr, size, cmp, ctx, runstart, ri, re));
841676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
8423ba16761SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscBinaryInsertionSort_Private(arr, tarr, size, cmp, ctx, runstart, ri, re));
843676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
844676f2a66SJacob Faibussowitsch     *runend = re;
845676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else *runend = ri;
8463ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
847676f2a66SJacob Faibussowitsch }
848676f2a66SJacob Faibussowitsch 
849d71ae5a4SJacob Faibussowitsch static inline PetscErrorCode PetscTimSortBuildRunWithArray_Private(char *arr, char *atarr, size_t asize, char *barr, char *btarr, size_t bsize, CompFunc cmp, void *ctx, PetscInt n, PetscInt minrun, PetscInt runstart, PetscInt *runend)
850d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
851676f2a66SJacob Faibussowitsch   const PetscInt re = PetscMin(runstart + minrun, n - 1);
852676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt       ri = runstart;
853676f2a66SJacob Faibussowitsch 
854676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
8559371c9d4SSatish Balay   if (PetscUnlikely(runstart == n - 1)) {
8569371c9d4SSatish Balay     *runend = runstart;
8573ba16761SJacob Faibussowitsch     PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
8589371c9d4SSatish Balay   }
859676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* guess whether run is ascending or descending and tally up the longest consecutive run. essentially a coinflip for random data */
8604d3610e3SJacob Faibussowitsch   if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * asize, arr + (ri * asize), ctx) < 0) {
861676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++ri;
862676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (ri < n - 1) {
8634d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * asize, (arr) + ri * asize, ctx) >= 0) break;
864676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++ri;
865676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
866676f2a66SJacob Faibussowitsch     {
867676f2a66SJacob Faibussowitsch       PetscInt lo = runstart, hi = ri;
868ad540459SPierre Jolivet       for (; lo < hi; ++lo, --hi) COPYSWAPPY2(arr + lo * asize, arr + hi * asize, asize, barr + lo * bsize, barr + hi * bsize, bsize, atarr);
869676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
870676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else {
871676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++ri;
872676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (ri < n - 1) {
8734d3610e3SJacob Faibussowitsch       if ((*cmp)((arr) + (ri + 1) * asize, (arr) + ri * asize, ctx) < 0) break;
874676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++ri;
875676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
876676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
877676f2a66SJacob Faibussowitsch   if (ri < re) {
878676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* the attempt failed, this section likely contains random data. If ri got close to minrun (within 50%) then we try
879676f2a66SJacob Faibussowitsch      binary search */
880676f2a66SJacob Faibussowitsch     if (ri - runstart <= minrun >> 1) {
881676f2a66SJacob Faibussowitsch       ++MIN_GALLOP_GLOBAL; /* didn't get close hedge our bets against random data */
8823ba16761SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscInsertionSortWithArray_Private(arr, atarr, asize, barr, btarr, bsize, cmp, ctx, runstart, ri, re));
883676f2a66SJacob Faibussowitsch     } else {
8843ba16761SJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscBinaryInsertionSortWithArray_Private(arr, atarr, asize, barr, btarr, bsize, cmp, ctx, runstart, ri, re));
885676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
886676f2a66SJacob Faibussowitsch     *runend = re;
887676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else *runend = ri;
8883ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
889676f2a66SJacob Faibussowitsch }
890676f2a66SJacob Faibussowitsch 
8914d3610e3SJacob Faibussowitsch /*@C
892676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSort - Sorts an array in place in increasing order using Tim Peters adaptive sorting algorithm.
893676f2a66SJacob Faibussowitsch 
894676f2a66SJacob Faibussowitsch   Not Collective
895676f2a66SJacob Faibussowitsch 
896676f2a66SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
897676f2a66SJacob Faibussowitsch + n    - number of values
898676f2a66SJacob Faibussowitsch . arr  - array to be sorted
899676f2a66SJacob Faibussowitsch . size - size in bytes of the datatype held in arr
9004d3610e3SJacob Faibussowitsch . cmp  - function pointer to comparison function
9014d3610e3SJacob Faibussowitsch - ctx  - optional context to be passed to comparison function, NULL if not needed
902676f2a66SJacob Faibussowitsch 
903*2fe279fdSBarry Smith   Output Parameter:
904676f2a66SJacob Faibussowitsch . arr  - sorted array
905676f2a66SJacob Faibussowitsch 
9068da36234SJacob Faibussowitsch   Notes:
9078da36234SJacob Faibussowitsch   Timsort makes the assumption that input data is already likely partially ordered, or that it contains contiguous
9088da36234SJacob Faibussowitsch  sections (termed 'runs') where the data is locally ordered (but not necessarily globally ordered). It therefore aims to
9098da36234SJacob Faibussowitsch  select slices of the array in such a way that resulting mergesorts operate on near perfectly length-balanced arrays. To
9108da36234SJacob Faibussowitsch  do so it repeatedly triggers attempts throughout to merge adjacent runs.
9118da36234SJacob Faibussowitsch 
9128da36234SJacob Faibussowitsch   Should one run continuously "win" a comparison the algorithm begins the "gallop" phase. It will aggressively search
9138da36234SJacob Faibussowitsch   the "winner" for the location of the "losers" next entry (and vice versa) to copy all preceding elements into place in
9148da36234SJacob Faibussowitsch   bulk. However if the data is truly unordered (as is the case with random data) the immense gains possible from these
9158da36234SJacob Faibussowitsch   searches are expected __not__ to repay their costs. While adjacent arrays are almost all nearly the same size, they
9168da36234SJacob Faibussowitsch   likely all contain similar data.
9178da36234SJacob Faibussowitsch 
918676f2a66SJacob Faibussowitsch   Sample usage:
919811af0c4SBarry Smith   The comparison function must follow the `qsort()` comparison function paradigm, returning the sign of the difference
920676f2a66SJacob Faibussowitsch   between its arguments. If left < right : return -1, if left == right : return 0, if left > right : return 1. The user
921676f2a66SJacob Faibussowitsch   may also
922676f2a66SJacob Faibussowitsch  change or reverse the order of the sort by flipping the above. Note that stability of the sort is only guaranteed if
923676f2a66SJacob Faibussowitsch  the comparison function forms a valid trigraph. For example when sorting an array of type "my_type" in increasing
9248da36234SJacob Faibussowitsch   order
925676f2a66SJacob Faibussowitsch 
926676f2a66SJacob Faibussowitsch .vb
9274d3610e3SJacob Faibussowitsch   int my_increasing_comparison_function(const void *left, const void *right, void *ctx) {
928676f2a66SJacob Faibussowitsch     my_type l = *(my_type *) left, r = *(my_type *) right;
929676f2a66SJacob Faibussowitsch     return (l < r) ? -1 : (l > r);
930676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
931676f2a66SJacob Faibussowitsch .ve
9324d3610e3SJacob Faibussowitsch   Note the context is unused here but you may use it to pass and subsequently access whatever information required
9334d3610e3SJacob Faibussowitsch   inside the comparison function. The context pointer will unaltered except for any changes made inside the comparison function.
934676f2a66SJacob Faibussowitsch   Then pass the function
935676f2a66SJacob Faibussowitsch .vb
9364d3610e3SJacob Faibussowitsch   PetscTimSort(n, arr, sizeof(arr[0]), my_increasing_comparison_function, ctx)
937676f2a66SJacob Faibussowitsch .ve
938676f2a66SJacob Faibussowitsch 
9394d3610e3SJacob Faibussowitsch   Fortran Notes:
9404d3610e3SJacob Faibussowitsch   To use this from fortran you must write a comparison subroutine with 4 arguments which accepts left, right, ctx and
9418da36234SJacob Faibussowitsch   returns result. For example
9424d3610e3SJacob Faibussowitsch .vb
9434d3610e3SJacob Faibussowitsch  subroutine CompareIntegers(left,right,ctx,result)
9444d3610e3SJacob Faibussowitsch    implicit none
9454d3610e3SJacob Faibussowitsch 
9464d3610e3SJacob Faibussowitsch    PetscInt,intent(in) :: left, right
9474d3610e3SJacob Faibussowitsch    type(UserCtx)       :: ctx
9484d3610e3SJacob Faibussowitsch    integer,intent(out) :: result
9494d3610e3SJacob Faibussowitsch 
9504d3610e3SJacob Faibussowitsch    if (left < right) then
9514d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = -1
9524d3610e3SJacob Faibussowitsch    else if (left == right) then
9534d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = 0
9544d3610e3SJacob Faibussowitsch    else
9554d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = 1
9564d3610e3SJacob Faibussowitsch    end if
9574d3610e3SJacob Faibussowitsch    return
9584d3610e3SJacob Faibussowitsch  end subroutine CompareIntegers
9594d3610e3SJacob Faibussowitsch .ve
9604d3610e3SJacob Faibussowitsch 
961676f2a66SJacob Faibussowitsch   References:
962606c0280SSatish Balay . * - Tim Peters. https://bugs.python.org/file4451/timsort.txt
963676f2a66SJacob Faibussowitsch 
964676f2a66SJacob Faibussowitsch   Level: developer
965676f2a66SJacob Faibussowitsch 
966db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSortWithArray()`, `PetscIntSortSemiOrdered()`, `PetscRealSortSemiOrdered()`, `PetscMPIIntSortSemiOrdered()`
9674d3610e3SJacob Faibussowitsch @*/
968d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscTimSort(PetscInt n, void *arr, size_t size, int (*cmp)(const void *, const void *, void *), void *ctx)
969d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
970676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt           stacksize = 0, minrun, runstart = 0, runend = 0;
971676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortStack  runstack[128];
972676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortBuffer buff;
973676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* stacksize  = log_phi(n) = log_2(n)/log_2(phi), so 128 is enough for ~5.614e26 elements.
974676f2a66SJacob Faibussowitsch    It is so unlikely that this limit is reached that this is __never__ checked for */
975676f2a66SJacob Faibussowitsch 
976676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
977676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* Compute minrun. Minrun should be (32, 65) such that N/minrun
978676f2a66SJacob Faibussowitsch    is a power of 2 or one plus a power of 2 */
979676f2a66SJacob Faibussowitsch   {
980676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt t = n, r = 0;
981676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* r becomes 1 if the least significant bits contain at least one off bit */
982676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (t >= 64) {
983676f2a66SJacob Faibussowitsch       r |= t & 1;
984676f2a66SJacob Faibussowitsch       t >>= 1;
985676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
986676f2a66SJacob Faibussowitsch     minrun = t + r;
987676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
9884d3610e3SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG)) {
9899566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscInfo(NULL, "minrun = %" PetscInt_FMT "\n", minrun));
9904d3610e3SJacob Faibussowitsch     if (n < 64) {
9919566063dSJacob Faibussowitsch       PetscCall(PetscInfo(NULL, "n %" PetscInt_FMT " < 64, consider using PetscSortInt() instead\n", n));
99208401ef6SPierre Jolivet     } else PetscCheck(!(minrun < 32) && !(minrun > 65), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Calculated minrun %" PetscInt_FMT " not in range (32,65)", minrun);
9934d3610e3SJacob Faibussowitsch   }
9949566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1((size_t)minrun * size, &buff.ptr));
995676f2a66SJacob Faibussowitsch   buff.size         = (size_t)minrun * size;
996676f2a66SJacob Faibussowitsch   buff.maxsize      = (size_t)n * size;
997676f2a66SJacob Faibussowitsch   MIN_GALLOP_GLOBAL = MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL;
998676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (runstart < n) {
999676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* Check if additional entries are at least partially ordered and build natural run */
10009566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSortBuildRun_Private((char *)arr, buff.ptr, size, cmp, ctx, n, minrun, runstart, &runend));
1001676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstack[stacksize].start = runstart;
1002676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstack[stacksize].size  = runend - runstart + 1;
10039566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSortMergeCollapse_Private((char *)arr, size, cmp, ctx, &buff, runstack, &stacksize));
1004676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++stacksize;
1005676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstart = runend + 1;
1006676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
1007676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* Have been inside while, so discard last stacksize++ */
1008676f2a66SJacob Faibussowitsch   --stacksize;
10099566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscTimSortForceCollapse_Private((char *)arr, size, cmp, ctx, &buff, runstack, stacksize));
10109566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(buff.ptr));
1011676f2a66SJacob Faibussowitsch   MIN_GALLOP_GLOBAL = MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL;
10123ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1013676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1014676f2a66SJacob Faibussowitsch 
10154d3610e3SJacob Faibussowitsch /*@C
1016676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortWithArray - Sorts an array in place in increasing order using Tim Peters adaptive sorting algorithm and
1017676f2a66SJacob Faibussowitsch   reorders a second array to match the first. The arrays need not be the same type.
1018676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1019676f2a66SJacob Faibussowitsch   Not Collective
1020676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1021676f2a66SJacob Faibussowitsch   Input Parameters:
1022676f2a66SJacob Faibussowitsch + n     - number of values
1023676f2a66SJacob Faibussowitsch . asize - size in bytes of the datatype held in arr
10246b867d5aSJose E. Roman . bsize - size in bytes of the datatype held in barr
10254d3610e3SJacob Faibussowitsch . cmp   - function pointer to comparison function
10264d3610e3SJacob Faibussowitsch - ctx   - optional context to be passed to comparison function, NULL if not needed
1027676f2a66SJacob Faibussowitsch 
10286b867d5aSJose E. Roman   Input/Output Parameters:
10296b867d5aSJose E. Roman + arr  - array to be sorted, on output it is sorted
10306b867d5aSJose E. Roman - barr - array to be reordered, on output it is reordered
10318da36234SJacob Faibussowitsch 
10328da36234SJacob Faibussowitsch   Notes:
10338da36234SJacob Faibussowitsch   The arrays need not be of the same type, however barr MUST contain at least as many elements as arr and the two CANNOT
10348da36234SJacob Faibussowitsch   overlap.
10358da36234SJacob Faibussowitsch 
10368da36234SJacob Faibussowitsch   Timsort makes the assumption that input data is already likely partially ordered, or that it contains contiguous
10378da36234SJacob Faibussowitsch   sections (termed 'runs') where the data is locally ordered (but not necessarily globally ordered). It therefore aims
10388da36234SJacob Faibussowitsch  to select slices of the array in such a way that resulting mergesorts operate on near perfectly length-balanced
10398da36234SJacob Faibussowitsch  arrays. To do so it repeatedly triggers attempts throughout to merge adjacent runs.
10408da36234SJacob Faibussowitsch 
10418da36234SJacob Faibussowitsch   Should one run continuously "win" a comparison the algorithm begins the "gallop" phase. It will aggressively search
10428da36234SJacob Faibussowitsch   the "winner" for the location of the "losers" next entry (and vice versa) to copy all preceding elements into place in
10438da36234SJacob Faibussowitsch   bulk. However if the data is truly unordered (as is the case with random data) the immense gains possible from these
10448da36234SJacob Faibussowitsch   searches are expected __not__ to repay their costs. While adjacent arrays are almost all nearly the same size, they
10458da36234SJacob Faibussowitsch   likely all contain similar data.
1046676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1047676f2a66SJacob Faibussowitsch   Sample usage:
1048811af0c4SBarry Smith   The comparison function must follow the `qsort()` comparison function paradigm, returning the sign of the difference
1049676f2a66SJacob Faibussowitsch   between its arguments. If left < right : return -1, if left == right : return 0, if left > right : return 1. The user
1050676f2a66SJacob Faibussowitsch   may also change or reverse the order of the sort by flipping the above. Note that stability of the sort is only
1051676f2a66SJacob Faibussowitsch   guaranteed if the comparison function forms a valid trigraph. For example when sorting an array of type "my_type" in
10528da36234SJacob Faibussowitsch   increasing order
1053676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1054676f2a66SJacob Faibussowitsch .vb
10554d3610e3SJacob Faibussowitsch   int my_increasing_comparison_function(const void *left, const void *right, void *ctx) {
1056676f2a66SJacob Faibussowitsch     my_type l = *(my_type *) left, r = *(my_type *) right;
1057676f2a66SJacob Faibussowitsch     return (l < r) ? -1 : (l > r);
1058676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
1059676f2a66SJacob Faibussowitsch .ve
10604d3610e3SJacob Faibussowitsch   Note the context is unused here but you may use it to pass and subsequently access whatever information required
10614d3610e3SJacob Faibussowitsch   inside the comparison function. The context pointer will unaltered except for any changes made inside the comparison function.
1062676f2a66SJacob Faibussowitsch   Then pass the function
1063676f2a66SJacob Faibussowitsch .vb
10644d3610e3SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortWithArray(n, arr, sizeof(arr[0]), barr, sizeof(barr[0]), my_increasing_comparison_function, ctx)
1065676f2a66SJacob Faibussowitsch .ve
1066676f2a66SJacob Faibussowitsch 
10674d3610e3SJacob Faibussowitsch   Fortran Notes:
10684d3610e3SJacob Faibussowitsch   To use this from fortran you must write a comparison subroutine with 4 arguments which accepts left, right, ctx and
10698da36234SJacob Faibussowitsch   returns result. For example
10704d3610e3SJacob Faibussowitsch .vb
10714d3610e3SJacob Faibussowitsch  subroutine CompareIntegers(left,right,ctx,result)
10724d3610e3SJacob Faibussowitsch    implicit none
10734d3610e3SJacob Faibussowitsch 
10744d3610e3SJacob Faibussowitsch    PetscInt,intent(in) :: left, right
10754d3610e3SJacob Faibussowitsch    type(UserCtx)       :: ctx
10764d3610e3SJacob Faibussowitsch    integer,intent(out) :: result
10774d3610e3SJacob Faibussowitsch 
10784d3610e3SJacob Faibussowitsch    if (left < right) then
10794d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = -1
10804d3610e3SJacob Faibussowitsch    else if (left == right) then
10814d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = 0
10824d3610e3SJacob Faibussowitsch    else
10834d3610e3SJacob Faibussowitsch      result = 1
10844d3610e3SJacob Faibussowitsch    end if
10854d3610e3SJacob Faibussowitsch    return
10864d3610e3SJacob Faibussowitsch  end subroutine CompareIntegers
10874d3610e3SJacob Faibussowitsch .ve
10884d3610e3SJacob Faibussowitsch 
1089676f2a66SJacob Faibussowitsch   References:
1090606c0280SSatish Balay . * - Tim Peters. https://bugs.python.org/file4451/timsort.txt
1091676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1092676f2a66SJacob Faibussowitsch   Level: developer
1093676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1094db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSort()`, `PetscIntSortSemiOrderedWithArray()`, `PetscRealSortSemiOrderedWithArrayInt()`, `PetscMPIIntSortSemiOrderedWithArray()`
10954d3610e3SJacob Faibussowitsch @*/
1096d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscTimSortWithArray(PetscInt n, void *arr, size_t asize, void *barr, size_t bsize, int (*cmp)(const void *, const void *, void *), void *ctx)
1097d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1098676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscInt           stacksize = 0, minrun, runstart = 0, runend = 0;
1099676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortStack  runstack[128];
1100676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscTimSortBuffer abuff, bbuff;
1101676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* stacksize  = log_phi(n) = log_2(n)/log_2(phi), so 128 is enough for ~5.614e26 elements.
1102676f2a66SJacob Faibussowitsch    It is so unlikely that this limit is reached that this is __never__ checked for */
1103676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1104676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
1105676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* Compute minrun. Minrun should be (32, 65) such that N/minrun
1106676f2a66SJacob Faibussowitsch    is a power of 2 or one plus a power of 2 */
1107676f2a66SJacob Faibussowitsch   {
1108676f2a66SJacob Faibussowitsch     PetscInt t = n, r = 0;
1109676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* r becomes 1 if the least significant bits contain at least one off bit */
1110676f2a66SJacob Faibussowitsch     while (t >= 64) {
1111676f2a66SJacob Faibussowitsch       r |= t & 1;
1112676f2a66SJacob Faibussowitsch       t >>= 1;
1113676f2a66SJacob Faibussowitsch     }
1114676f2a66SJacob Faibussowitsch     minrun = t + r;
1115676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
11164d3610e3SJacob Faibussowitsch   if (PetscDefined(USE_DEBUG)) {
11179566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscInfo(NULL, "minrun = %" PetscInt_FMT "\n", minrun));
1118cc73adaaSBarry Smith     PetscCheck(n < 64 || (minrun >= 32 && minrun <= 65), PETSC_COMM_SELF, PETSC_ERR_PLIB, "Calculated minrun %" PetscInt_FMT " not in range (32,65)", minrun);
11194d3610e3SJacob Faibussowitsch   }
11209566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1((size_t)minrun * asize, &abuff.ptr));
1121676f2a66SJacob Faibussowitsch   abuff.size    = (size_t)minrun * asize;
1122676f2a66SJacob Faibussowitsch   abuff.maxsize = (size_t)n * asize;
11239566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscMalloc1((size_t)minrun * bsize, &bbuff.ptr));
1124676f2a66SJacob Faibussowitsch   bbuff.size        = (size_t)minrun * bsize;
1125676f2a66SJacob Faibussowitsch   bbuff.maxsize     = (size_t)n * bsize;
1126676f2a66SJacob Faibussowitsch   MIN_GALLOP_GLOBAL = MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL;
1127676f2a66SJacob Faibussowitsch   while (runstart < n) {
1128676f2a66SJacob Faibussowitsch     /* Check if additional entries are at least partially ordered and build natural run */
11299566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSortBuildRunWithArray_Private((char *)arr, abuff.ptr, asize, (char *)barr, bbuff.ptr, bsize, cmp, ctx, n, minrun, runstart, &runend));
1130676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstack[stacksize].start = runstart;
1131676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstack[stacksize].size  = runend - runstart + 1;
11329566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSortMergeCollapseWithArray_Private((char *)arr, asize, (char *)barr, bsize, cmp, ctx, &abuff, &bbuff, runstack, &stacksize));
1133676f2a66SJacob Faibussowitsch     ++stacksize;
1134676f2a66SJacob Faibussowitsch     runstart = runend + 1;
1135676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
1136676f2a66SJacob Faibussowitsch   /* Have been inside while, so discard last stacksize++ */
1137676f2a66SJacob Faibussowitsch   --stacksize;
11389566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscTimSortForceCollapseWithArray_Private((char *)arr, asize, (char *)barr, bsize, cmp, ctx, &abuff, &bbuff, runstack, stacksize));
11399566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(abuff.ptr));
11409566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscFree(bbuff.ptr));
1141676f2a66SJacob Faibussowitsch   MIN_GALLOP_GLOBAL = MIN_GALLOP_CONST_GLOBAL;
11423ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1143676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1144676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1145676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1146811af0c4SBarry Smith    PetscIntSortSemiOrdered - Sorts an array of `PetscInt` in place in increasing order.
1147676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1148676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1149676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1150676f2a66SJacob Faibussowitsch    Input Parameters:
1151676f2a66SJacob Faibussowitsch +  n   - number of values
1152676f2a66SJacob Faibussowitsch -  arr - array of integers
1153676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1154*2fe279fdSBarry Smith    Output Parameter:
1155676f2a66SJacob Faibussowitsch .  arr - sorted array of integers
1156676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1157676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1158811af0c4SBarry Smith    If the array is less than 64 entries long `PetscSortInt()` is automatically used.
1159676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1160811af0c4SBarry Smith    This function serves as an alternative to `PetscSortInt()`. While this function works for any array of integers it is
1161676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1162a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1163676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1164676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1165676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1166db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSort()`, `PetscSortInt()`, `PetscSortIntWithPermutation()`
1167676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1168d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscIntSortSemiOrdered(PetscInt n, PetscInt arr[])
1169d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1170676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
11713ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1172676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr, 2);
1173676f2a66SJacob Faibussowitsch   if (n < 64) {
11749566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSortInt(n, arr));
1175676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else {
11769566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSort(n, arr, sizeof(PetscInt), Compare_PetscInt_Private, NULL));
1177676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
11783ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1179676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1180676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1181676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1182811af0c4SBarry Smith    PetscIntSortSemiOrderedWithArray - Sorts an array of `PetscInt` in place in increasing order and reorders a second
1183811af0c4SBarry Smith    `PetscInt` array to match the first.
1184676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1185676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1186676f2a66SJacob Faibussowitsch 
11876b867d5aSJose E. Roman    Input Parameter:
11886b867d5aSJose E. Roman .  n   - number of values
1189676f2a66SJacob Faibussowitsch 
11906b867d5aSJose E. Roman    Input/Output Parameters:
11916b867d5aSJose E. Roman +  arr1 - array of integers to be sorted, modified on output
11926b867d5aSJose E. Roman -  arr2 - array of integers to be reordered, modified on output
1193676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1194676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1195676f2a66SJacob Faibussowitsch    The arrays CANNOT overlap.
1196676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1197676f2a66SJacob Faibussowitsch    This function serves as an alternative to PetscSortIntWithArray(). While this function works for any array of integers it is
1198676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1199a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1200676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1201676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1202676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1203db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSortWithArray()`, `PetscSortIntWithArray()`, `PetscSortIntWithPermutation()`
1204676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1205d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscIntSortSemiOrderedWithArray(PetscInt n, PetscInt arr1[], PetscInt arr2[])
1206d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1207676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
12083ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1209676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr1, 2);
1210676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr2, 3);
12116e260675SJacob Faibussowitsch   /* cannot export out to PetscIntSortWithArray here since it isn't stable */
12129566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscTimSortWithArray(n, arr1, sizeof(PetscInt), arr2, sizeof(PetscInt), Compare_PetscInt_Private, NULL));
12133ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1214676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1215676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1216676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1217811af0c4SBarry Smith    PetscMPIIntSortSemiOrdered - Sorts an array of `PetscMPIInt` in place in increasing order.
1218676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1219676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1220676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1221676f2a66SJacob Faibussowitsch    Input Parameters:
1222676f2a66SJacob Faibussowitsch +  n   - number of values
1223811af0c4SBarry Smith -  arr - array of `PetscMPIInt`
1224676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1225*2fe279fdSBarry Smith    Output Parameter:
1226676f2a66SJacob Faibussowitsch .  arr - sorted array of integers
1227676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1228676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1229811af0c4SBarry Smith    If the array is less than 64 entries long `PetscSortMPIInt()` is automatically used.
1230676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1231811af0c4SBarry Smith    This function serves as an alternative to `PetscSortMPIInt()`. While this function works for any array of `PetscMPIInt` it is
1232676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1233a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1234676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1235676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1236676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1237db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSort()`, `PetscSortMPIInt()`
1238676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1239d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscMPIIntSortSemiOrdered(PetscInt n, PetscMPIInt arr[])
1240d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1241676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
12423ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1243676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr, 2);
1244676f2a66SJacob Faibussowitsch   if (n < 64) {
12459566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSortMPIInt(n, arr));
1246676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else {
12479566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSort(n, arr, sizeof(PetscMPIInt), Compare_PetscMPIInt_Private, NULL));
1248676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
12493ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1250676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1251676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1252676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1253811af0c4SBarry Smith    PetscMPIIntSortSemiOrderedWithArray - Sorts an array of `PetscMPIInt` in place in increasing order and reorders a second `PetscMPIInt`
1254676f2a66SJacob Faibussowitsch    array to match the first.
1255676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1256676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1257676f2a66SJacob Faibussowitsch 
12586b867d5aSJose E. Roman    Input Parameter:
12596b867d5aSJose E. Roman .  n   - number of values
1260676f2a66SJacob Faibussowitsch 
12616b867d5aSJose E. Roman    Input/Output Parameters:
12626b867d5aSJose E. Roman .  arr1 - array of integers to be sorted, modified on output
12636b867d5aSJose E. Roman -  arr2 - array of integers to be reordered, modified on output
1264676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1265676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1266676f2a66SJacob Faibussowitsch    The arrays CANNOT overlap.
1267676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1268811af0c4SBarry Smith    This function serves as an alternative to `PetscSortMPIIntWithArray()`. While this function works for any array of integers it is
1269676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1270a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1271676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1272676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1273676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1274db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSortWithArray()`, `PetscSortMPIIntWithArray()`, `PetscSortMPIIntWithPermutation()`
1275676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1276d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscMPIIntSortSemiOrderedWithArray(PetscInt n, PetscMPIInt arr1[], PetscMPIInt arr2[])
1277d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1278676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
12793ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1280676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr1, 2);
1281676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr2, 3);
12826e260675SJacob Faibussowitsch   /* cannot export out to PetscMPIIntSortWithArray here since it isn't stable */
12839566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscTimSortWithArray(n, arr1, sizeof(PetscMPIInt), arr2, sizeof(PetscMPIInt), Compare_PetscMPIInt_Private, NULL));
12843ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1285676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1286676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1287676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1288811af0c4SBarry Smith    PetscRealSortSemiOrdered - Sorts an array of `PetscReal` in place in increasing order.
1289676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1290676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1291676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1292676f2a66SJacob Faibussowitsch    Input Parameters:
1293676f2a66SJacob Faibussowitsch +  n   - number of values
1294811af0c4SBarry Smith -  arr - array of `PetscReal`
1295676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1296*2fe279fdSBarry Smith    Output Parameter:
1297676f2a66SJacob Faibussowitsch .  arr - sorted array of integers
1298676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1299676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1300811af0c4SBarry Smith    If the array is less than 64 entries long `PetscSortReal()` is automatically used.
1301676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1302811af0c4SBarry Smith    This function serves as an alternative to `PetscSortReal()`. While this function works for any array of `PetscReal` it is
1303676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1304a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1305676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1306676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1307676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1308db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSort()`, `PetscSortReal()`, `PetscSortRealWithPermutation()`
1309676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1310d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscRealSortSemiOrdered(PetscInt n, PetscReal arr[])
1311d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1312676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
13133ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1314676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidRealPointer(arr, 2);
1315676f2a66SJacob Faibussowitsch   if (n < 64) {
13169566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscSortReal(n, arr));
1317676f2a66SJacob Faibussowitsch   } else {
13189566063dSJacob Faibussowitsch     PetscCall(PetscTimSort(n, arr, sizeof(PetscReal), Compare_PetscReal_Private, NULL));
1319676f2a66SJacob Faibussowitsch   }
13203ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1321676f2a66SJacob Faibussowitsch }
1322676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1323676f2a66SJacob Faibussowitsch /*@
1324811af0c4SBarry Smith    PetscRealSortSemiOrderedWithArrayInt - Sorts an array of `PetscReal` in place in increasing order and reorders a second
1325811af0c4SBarry Smith    array of `PetscInt` to match the first.
1326676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1327676f2a66SJacob Faibussowitsch    Not Collective
1328676f2a66SJacob Faibussowitsch 
13296b867d5aSJose E. Roman    Input Parameter:
13306b867d5aSJose E. Roman .  n   - number of values
1331676f2a66SJacob Faibussowitsch 
13326b867d5aSJose E. Roman    Input/Output Parameters:
1333811af0c4SBarry Smith .  arr1 - array of `PetscReal` to be sorted, modified on output
1334811af0c4SBarry Smith -  arr2 - array of `PetscInt` to be reordered, modified on output
1335676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1336676f2a66SJacob Faibussowitsch    Notes:
1337811af0c4SBarry Smith    This function serves as an alternative to `PetscSortRealWithArray()`. While this function works for any array of `PetscReal` it is
1338676f2a66SJacob Faibussowitsch    significantly faster if the array is not totally random. There are exceptions to this and so it is __highly__
1339a5b23f4aSJose E. Roman    recommended that the user benchmark their code to see which routine is fastest.
1340676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1341676f2a66SJacob Faibussowitsch    Level: intermediate
1342676f2a66SJacob Faibussowitsch 
1343db781477SPatrick Sanan .seealso: `PetscTimSortWithArray()`, `PetscSortRealWithArrayInt()`, `PetscSortRealWithPermutation()`
1344676f2a66SJacob Faibussowitsch @*/
1345d71ae5a4SJacob Faibussowitsch PetscErrorCode PetscRealSortSemiOrderedWithArrayInt(PetscInt n, PetscReal arr1[], PetscInt arr2[])
1346d71ae5a4SJacob Faibussowitsch {
1347676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionBegin;
13483ba16761SJacob Faibussowitsch   if (n <= 1) PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1349676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidRealPointer(arr1, 2);
1350676f2a66SJacob Faibussowitsch   PetscValidIntPointer(arr2, 3);
13516e260675SJacob Faibussowitsch   /* cannot export out to PetscRealSortWithArrayInt here since it isn't stable */
13529566063dSJacob Faibussowitsch   PetscCall(PetscTimSortWithArray(n, arr1, sizeof(PetscReal), arr2, sizeof(PetscInt), Compare_PetscReal_Private, NULL));
13533ba16761SJacob Faibussowitsch   PetscFunctionReturn(PETSC_SUCCESS);
1354676f2a66SJacob Faibussowitsch }
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