Compare commits
30
Commits
3ecc491022
...
main
| Author | SHA1 | Date | |
|---|---|---|---|
 krosh
|
e38d1365cd | ||
|
krosh
|
9e9c99fc2b | ||
|
krosh
|
87b588f63e | ||
|
krosh
|
8a53f2186b | ||
|
krosh
|
1fac5b277d | ||
|
krosh
|
7106d0c9ea | ||
|
krosh
|
f86537626a | ||
|
krosh
|
548159e5ea | ||
|
krosh
|
b1806cda5e | ||
|
krosh
|
e7836fdf31 | ||
|
krosh
|
45033e7f6d | ||
|
krosh
|
8c25773fcc | ||
|
krosh
|
7b5fa1864b | ||
|
krosh
|
be1fcd06b5 | ||
|
krosh
|
9f3b01f445 | ||
|
krosh
|
74e3c9d6d3 | ||
|
krosh
|
4eb56ae891 | ||
|
krosh
|
60ffed1f6f | ||
|
krosh
|
6fe66fa1ba | ||
|
krosh
|
d33caacfef | ||
|
krosh
|
0b7f6ea13a | ||
|
krosh
|
f4c170058e | ||
|
krosh
|
ac894a86b4 | ||
|
krosh
|
53332b0f62 | ||
|
krosh
|
a5e583f600 | ||
|
krosh
|
8b65eb5e37 | ||
|
krosh
|
39b4673421 | ||
|
krosh
|
4ed05f2061 | ||
|
krosh
|
ebb00ee69f | ||
|
krosh
|
eda5e3454a |
+2
-1
@@ -1,3 +1,4 @@
|
||||
BasedOnStyle: Google
|
||||
IndentWidth: 2
|
||||
ColumnLimit: 100
|
||||
BracedInitializerIndentWidth: 2
|
||||
ColumnLimit: 100
|
||||
|
||||
+44
-28
@@ -1,35 +1,51 @@
|
||||
## original set.c
|
||||
# Результаты APT-RPM тестов
|
||||
|
||||
| command | average_seconds | run1_seconds | run2_seconds | run3_seconds | exit_status |
|
||||
| :-------------------------- | :-------------: | :----------: | :----------: | :----------: | ----------: |
|
||||
| -s check | 1.570747 | 1.621496 | 1.545001 | 1.545744 | 0 |
|
||||
| -s autoremove | 2.294502 | 2.312574 | 2.287133 | 2.283798 | 0 |
|
||||
| -s install rpm-build | 2.108121 | 2.142784 | 2.093474 | 2.088105 | 0 |
|
||||
| -s install openuds-server | 8.028098 | 8.147214 | 8.001140 | 7.935940 | 0 |
|
||||
| -s install password-store | 3.373377 | 3.396943 | 3.361290 | 3.361899 | 0 |
|
||||
| --enable-upgrade -s upgrade | 33.915979 | 33.895262 | 33.770192 | 34.082484 | 100 |
|
||||
| -s dist-upgrade | 88.722136 | 95.484250 | 85.808085 | 84.874073 | 100 |
|
||||
Коэффициент считается как отношение времени базовой реализации к времени проверяемой реализации. Значение больше `1×` означает ускорение, меньше `1×` — замедление.
|
||||
|
||||
- `original set.c` - код текущего `lib/set.c` в `rpm`/`rpm-build`
|
||||
- `set9.c` - drop-in замена оригинального `lib/set.c`.
|
||||
|
||||
## original set.c w/out optimizations
|
||||
|
||||
| command | average_seconds | run1_seconds | run2_seconds | run3_seconds | exit_status |
|
||||
| :-------------------------- | :-------------: | :----------: | :----------: | :----------: | ----------: |
|
||||
| -s check | 4.217343 | 4.310882 | 4.179343 | 4.161804 | 0 |
|
||||
| -s autoremove | 4.884413 | 4.876135 | 4.882347 | 4.894757 | 0 |
|
||||
| -s install rpm-build | 4.634789 | 4.652499 | 4.623077 | 4.628792 | 0 |
|
||||
| -s install openuds-server | 12.704538 | 12.640266 | 12.975482 | 12.497867 | 0 |
|
||||
| -s install password-store | 8.560463 | 8.561515 | 8.557596 | 8.562277 | 0 |
|
||||
| --enable-upgrade -s upgrade | 36.271838 | 35.511443 | 35.908641 | 37.395430 | 100 |
|
||||
| -s dist-upgrade | 90.550086 | 94.702198 | 92.174160 | 84.773901 | 100 |
|
||||
функция `decode_set` идёт по пути функций:
|
||||
|
||||
1. `decode_base62`
|
||||
2. `decode_golomb`
|
||||
3. `decode_delta`
|
||||
|
||||
| command | user, с | system, с | user+system, с |
|
||||
| :-------------------------- | -------: | --------: | -------------: |
|
||||
| `-s check` | 1.320000 | 0.050000 | 1.370000 |
|
||||
| `-s autoremove` | 1.626667 | 0.050000 | 1.676667 |
|
||||
| `-s install rpm-build` | 2.913333 | 0.070000 | 2.983333 |
|
||||
| `-s install openuds-server` | 5.526667 | 0.100000 | 5.626667 |
|
||||
| `-s install password-store` | 2.940000 | 0.070000 | 3.010000 |
|
||||
|
||||
## original set.c
|
||||
|
||||
функция `decode_set` идёт по пути функций:
|
||||
|
||||
1. `decode_base62_golomb`
|
||||
2. `decode_delta`
|
||||
|
||||
Коэффициенты посчитаны относительно `original set.c w/out optimizations`.
|
||||
|
||||
| command | user, с | system, с | user+system, с | коэфф. user | коэфф. user+system |
|
||||
| :-------------------------- | -------: | --------: | -------------: | ----------: | -----------------: |
|
||||
| `-s check` | 0.453333 | 0.033333 | 0.486666 | 2.912× | 2.815× |
|
||||
| `-s autoremove` | 0.763333 | 0.040000 | 0.803333 | 2.131× | 2.087× |
|
||||
| `-s install rpm-build` | 1.210000 | 0.050000 | 1.260000 | 2.408× | 2.368× |
|
||||
| `-s install openuds-server` | 3.746667 | 0.080000 | 3.826667 | 1.475× | 1.470× |
|
||||
| `-s install password-store` | 1.233333 | 0.050000 | 1.283333 | 2.384× | 2.345× |
|
||||
|
||||
## set9.c
|
||||
|
||||
| command | average_seconds | run1_seconds | run2_seconds | run3_seconds | exit_status |
|
||||
| :-------------------------- | :-------------: | :----------: | :----------: | :----------: | ----------: |
|
||||
| -s check | 1.550342 | 1.596307 | 1.532768 | 1.521950 | 0 |
|
||||
| -s autoremove | 2.200188 | 2.237645 | 2.185378 | 2.177540 | 0 |
|
||||
| -s install rpm-build | 2.031055 | 2.045757 | 2.023173 | 2.024234 | 0 |
|
||||
| -s install openuds-server | 7.580058 | 7.572994 | 7.582557 | 7.584622 | 0 |
|
||||
| -s install password-store | 3.337012 | 3.367696 | 3.309826 | 3.333514 | 0 |
|
||||
| --enable-upgrade -s upgrade | 31.494775 | 31.535714 | 31.585522 | 31.363090 | 100 |
|
||||
| -s dist-upgrade | 85.326580 | 85.389775 | 85.604566 | 84.985398 | 100 |
|
||||
Переписанная реализация `set.c`. Коэффициенты посчитаны относительно `original set.c`.
|
||||
|
||||
| command | user, с | system, с | user+system, с | коэфф. user | коэфф. user+system |
|
||||
| :-------------------------- | -------: | --------: | -------------: | ----------: | -----------------: |
|
||||
| `-s check` | 0.503333 | 0.040000 | 0.543333 | 0.901× | 0.896× |
|
||||
| `-s autoremove` | 0.810000 | 0.040000 | 0.850000 | 0.942× | 0.945× |
|
||||
| `-s install rpm-build` | 1.283333 | 0.050000 | 1.333333 | 0.943× | 0.945× |
|
||||
| `-s install openuds-server` | 3.896667 | 0.083333 | 3.980000 | 0.962× | 0.961× |
|
||||
| `-s install password-store` | 1.310000 | 0.050000 | 1.360000 | 0.941× | 0.944× |
|
||||
|
||||
@@ -0,0 +1,189 @@
|
||||
# Исследование и улучшение механизма работы `set`-строк в ALT RPM
|
||||
|
||||
Ориентир на 700 слов, 9к символов
|
||||
(!!!)/(???) - дополнить/уточнить
|
||||
всё ещё куда-то надо включить "хэш клёвый, но медленный, вот тесты"
|
||||
Проверить, чтобы всё, что нужно в `это` попало
|
||||
|
||||
## 1. Зачем нужны set-строки
|
||||
|
||||
Обычная зависимость от версии библиотеки не гарантирует, что в ней остались все нужные программе символы: символ можно удалить, не сменив SONAME, а одинаковые SONAME могут скрывать разные наборы экспортов. Поэтому ALT RPM использует версии зависимостей вида `set:<encoded-set>`. Для `Provides` такая строка описывает символы, предоставляемые библиотекой, а для `Requires` - символы, которые конкретный потребитель требует от неё. В такой конфигурации сравниваются не номера версий, а включение множеств: все хэши символов из `Requires` должны присутствовать в `Provides`.
|
||||
Гарантия вероятностная, поскольку вместо полноценных имён символов хранятся усечённые хэши, но ответ "символ отсутствует", когда он есть мы не получим
|
||||
|
||||
## 2. Структура set-строки
|
||||
|
||||
set-строка формируется следующим образом:
|
||||
|
||||
1. Список символов формируется автодепами `rpm-build`.
|
||||
2. По количеству `Provides` символов (`cnt`) вычисляется `bpp` - количество бит до которых обрезается хэш символа при формировании строки. (!!!)
|
||||
3. Для каждого символа считается хэш-функция (используется Jenkins OAAT), хэш обрезается до `bpp` бит.
|
||||
4. Массив хэшей сортируются, повторы удаляются.
|
||||
5. Абсолютные значения заменяются дельтами между значениями
|
||||
6. Для кодировки Golomb-Rice вычисляется параметр `Mshift=bpp - log2(cnt) - 1`.
|
||||
7. Массив дельт сжимаются кодировкой Golomb-Rice.
|
||||
8. Битовый поток преобразуется в Base62-строку.
|
||||
|
||||
Примечание: при формировании set-строки для `req` символов, `bpp` вычисляется по количеству `prov` символов в актуальной (???) версии библиотеки для избежания сильного усечения хэшей при небольшом количестве требуемых символов.
|
||||
|
||||
Итоговая строка выглядит следующим образом:
|
||||
|
||||
```text
|
||||
set:<bpp_char><Mshift_char><base62 строка>
|
||||
```
|
||||
|
||||
```text
|
||||
bpp_char = bpp - 7 + 'a'
|
||||
Mshift_char = Mshift - 7 + 'a'
|
||||
```
|
||||
|
||||
Краткая схема:
|
||||
|
||||
```
|
||||
массив строк
|
||||
| (Jenkins OAAT)
|
||||
v
|
||||
массив усечённых хэшей
|
||||
| (qsort)
|
||||
v
|
||||
отсортированный массив хэшей
|
||||
| (вычисление разницы между элементами)
|
||||
v
|
||||
массив delta
|
||||
| (Rice-Golomb преобразование)
|
||||
v
|
||||
битовый массив
|
||||
| (base62 преобразование)
|
||||
v
|
||||
set-строка
|
||||
```
|
||||
|
||||
### Механизм сравнения set-строк
|
||||
|
||||
Для проверки включения множества символов `req` в множество `prov` необходимо выполнить обратное декодирование следующим образом:
|
||||
|
||||
```
|
||||
set-строка
|
||||
| (обратное base62 преобразование)
|
||||
v
|
||||
битовый массив
|
||||
| (обратное Rice-Golomb преобразование)
|
||||
v
|
||||
массив delta
|
||||
| (вычисление изначальных значений)
|
||||
v
|
||||
массив усечённых хэшей (отсортированный)
|
||||
```
|
||||
|
||||
Значения хэшей в массивах приводятся к минимальному `bpp` из двух set-строк (сохраняется отсортированность и дистинктивность(???)).
|
||||
|
||||
После получения отсортированных массивов хэшей из set-строк, включение символов (а точнее их усечённых хэш-значений) одного множества во второе проверить не составляет труда.
|
||||
|
||||
## 3. Практическая реализация
|
||||
|
||||
Несмотря на описанную структуру set-строки, на практике в текущем `lib/set.c` применяется множество оптимизаций и улучшений, направленных на ускорение работы `rpmsetcmp(const char *set1, const char *set2)` (функции, выдающей результат включения множеств). Рассмотрим основные из них.
|
||||
|
||||
### 3.1. Слитый декодер
|
||||
|
||||
Вместо описанной выше последовательности декодирования set-строк применяется функция, объединяющая этапы `base62` и `golomb`.
|
||||
|
||||
`decode_base62_golomb()` - оптимизированная версия стадий `decode_base62` и `decode_golomb`. Функция считывает сразу по два байта, с помощью пре-compiled таблицы преобразует их в битовую последовательность, набирая блоки до 24 бит, после декодирует по `Rice-Golomb`.
|
||||
|
||||
Благодаря такому подходу удаётся ускорить работу алгоритма на сравнении строк в ~2 раза. (!!!)
|
||||
|
||||
### 3.2. Кэширование `Provides` set-строк
|
||||
|
||||
При передачи первого параметра (`const char *set1`) в функцию сравнения set-строк (`rpmsetcmp()`), set-строка кэшируется.
|
||||
Используется простой LRU кэш (массив размером `256`), который сохраняет fingerprint оригинальной set-строки, саму set-строку и декодированный массив хэшей.
|
||||
|
||||
При cache_hit элемент смещается на первую позицию, а при первом попадании попадает на позицию `min(243, len(cache))`.
|
||||
|
||||
Очевидным недостатком такого подхода является:
|
||||
|
||||
1. Малый размер кэша
|
||||
при увеличении размера кэша до 512 элементов, производительность увеличилась на X% (!!!)
|
||||
|
||||
2. Затраты на `realloc` при cache_hit
|
||||
из-за хранения элементов кэша как массив (а не списком, например), после каждого попадания кэша приходится смещать до 255 записей.
|
||||
|
||||
### 3.3. Быстрое сравнение включения множеств символов
|
||||
|
||||
После получения отсортированных и усечённых до одинакового `bpp` масивов хэшей, необходимо проверить включение множеств. Отметим, что множество `req` символов будет, как правило, разреженным относительно множества `prov` символов.
|
||||
|
||||
`lib/set.c` делает это с помощью макроса `IFLT4`(`IFLT8`).
|
||||
|
||||
Данный макрос отвечает за быстрые прыжки на 4(8) элементов массива, и последующее уточнение на 2(4), 1(2) и 0(1) элемента, пока не найдём позицию, где `hash_arr1[i] <= hash_arr2[j] > hash_arr1[i+1]`.
|
||||
|
||||
Макрос `IFLT8` с первоначальным прыжком на 8 элементов выбирается при `len(hash_arr1) >= 16 * len(hash_arr2)`. В остальных случаях используется макрос `IFLT4`.
|
||||
|
||||
Из недостатков данного способа выделяется фиксированная длина прыжка, которую имеет смысл увеличивать пропорционально `len(hash_arr1) / len(hash_arr2)`.
|
||||
|
||||
## 4. Дальнейшие оптимизации
|
||||
|
||||
(???) Говорить ли про python-реализацию вовсе
|
||||
|
||||
Текущая реализация `lib/set.c` трудночитаемая и труднопонимаемая, а также не содержит некоторых оптимизаций, которые могли бы сильнее ускорить работу библиотеки.
|
||||
|
||||
В связи с этим, было принято решение о реимплементации кода с сохранением совместимости к текущему формату set-строк.
|
||||
|
||||
### 4.1. Слитый энкодер
|
||||
|
||||
В прошлом разделе говорилось о ускорении работы функции `rpmsetcmp()`, однако для части кода отвечающей за создание set-строк как таковых оптимизаций не существует.
|
||||
Поэтому энкодер в новой версии пропускает стадию создания битового масива и напрямую декодирует base62 строки в массив delta.
|
||||
|
||||
### 4.2. Общая память под строки
|
||||
|
||||
Для улучшения encode составляющей также была изменена работа с памятью под символы. В новой версии вместо множества указателей на строки, под каждый из которых требуется свой `malloc`, введён единый указатель, в котором хранятся все символы последовательно, а индекс начала каждого из символа хранится отдельно.
|
||||
|
||||
Это позволяет снизить часть расходов на `malloc`.
|
||||
|
||||
### 4.3. Radix sort
|
||||
|
||||
Вместо `qsort` при сортировке хэшей символов теперь используется `radix sort` на количестве элементов массива >128. (при <=128 остаётся `qsort`)
|
||||
|
||||
### 4.4. Изменённый кэш
|
||||
|
||||
Кэш претерпел множество изменений, т.к. давал сильный прирост в скорости (!!!)
|
||||
|
||||
1. Изменён размер до 512 значений.
|
||||
2. Добавлен кэш также и для `req` set-строк. Теперь порядок аргументов не имеет значения для производительности.
|
||||
3. Кэш теперь строится на списках, а не на массиве, благодаря чему более нет затрат на `realloc` при cache hit.
|
||||
|
||||
### 4.5. Изменённый декодер
|
||||
|
||||
Оставляя изначальную идею слитого декодера, была написана его реимлементация, использующая более простую логику, но использующая 64-битные блоки, а также упрощённую precompiled таблицу. (???) если есть результаты ускорения, сюда надо
|
||||
|
||||
### 4.6. Тесты производительности
|
||||
|
||||
Для проверки производительности сравнивались две локальные сборки `librpm`: исходная реализация и версия с описанными изменениями. Замеры выполнялись на одинаковых симуляционных командах `apt-get`.
|
||||
|
||||
Коэффициент считается как отношение времени исходной реализации к времени изменённой. Значение больше `1` - ускорение, меньше `1` - замедление.
|
||||
|
||||
| Команда | `set.c` user, с | `set.c` system, с | `set9.c` user, с | `set9.c` system, с | Ускорение по user | Ускорение по user+system |
|
||||
| --------------------------- | --------------: | ----------------: | ---------------: | -----------------: | ----------------: | -----------------------: |
|
||||
| `-s check` | 0.453 | 0.033 | 0.503 | 0.040 | 0.901× | 0.896× |
|
||||
| `-s autoremove` | 0.763 | 0.040 | 0.810 | 0.040 | 0.942× | 0.945× |
|
||||
| `-s install rpm-build` | 1.210 | 0.050 | 1.283 | 0.050 | 0.943× | 0.945× |
|
||||
| `-s install openuds-server` | 3.747 | 0.080 | 3.897 | 0.083 | 0.962× | 0.961× |
|
||||
| `-s install password-store` | 1.233 | 0.050 | 1.310 | 0.050 | 0.941× | 0.944× |
|
||||
|
||||
## 5. Прочие исследования
|
||||
|
||||
В данной главе собраны исследования, которые не вошли непосредственно в реализацию новой версии, однако важны своими идеями и результатами.
|
||||
|
||||
### 5.1. Реализация без промежуточной кодировки хэшей
|
||||
|
||||
Первое направление - отказаться от `delta` и `Golomb-Rice` и хранить отсортированные усечённые хэши почти напрямую. Заметная часть времени при сравнении тратится на декодирование set-строки. Если сделать строку дешевле в декодировании, можно получить выигрыш на холодном сравнении и проигрыш в длине строки.
|
||||
|
||||
(!!!) Результаты теста
|
||||
|
||||
Также было рассмотрено исользование `Roaring Bitmap`, однако его эффективность достигается для плотных множеств, что не актуально при работе с хэш-функциями.
|
||||
|
||||
### 5.2. Тестирование коллизий хэш-функций
|
||||
|
||||
Отдельно проверялась идея заменить `Jenkins OAAT` на более современную хэш-функцию. По скорости на длинных строках Jenkins действительно проигрывает (!!!)
|
||||
|
||||
Однако при тестировании коллизий оказалость, что все три функции на вероятностной побитовой карте показывают близкие к "идеальным" результаты. (!!!)
|
||||
|
||||
## 6. Итоги
|
||||
|
||||
(нужны ли..)
|
||||
@@ -0,0 +1,74 @@
|
||||
# Работа над `set.c`: краткий план статьи
|
||||
|
||||
## 1. Зачем ALT RPM нужны set-строки
|
||||
|
||||
Обычная зависимость от версии библиотеки не гарантирует, что в ней остались все нужные программе символы: символ можно удалить, не сменив SONAME, а одинаковые SONAME могут скрывать разные наборы экспортов. Поэтому ALT RPM использует версии зависимостей вида `set:<encoded-set>`. В `Provides` такая строка описывает символы, предоставляемые библиотекой, а в `Requires` - символы, которые конкретный потребитель требует именно от неё. Сравниваются не номера версий, а включение множеств: все хэши из `Requires` должны присутствовать в `Provides`. Гарантия вероятностная, поскольку вместо имён хранятся усечённые хэши, но ответ "символ отсутствует", когда он есть мы не получим (ложноположительное срабатывание)
|
||||
|
||||
## 2. Как строится set-строка
|
||||
|
||||
Список символов формируется автодепами `rpm-build`. Для `Provides` из ELF извлекаются отфильтрованные экспортируемые базовые имена символов. Для `Requires` `ldd --bindings` связывает каждый сильный неопределённый символ с конкретной библиотекой, после чего для каждого провайдера строится отдельное множество.
|
||||
|
||||
Далее `mkset` использует API `set_new()` → `set_add()` → `set_fini()`:
|
||||
|
||||
1. для каждого имени вычисляется Jenkins OAAT и оставляются младшие `bpp` бит;
|
||||
2. хэши сортируются, повторы удаляются, о коллизиях выдаётся предупреждение;
|
||||
3. абсолютные значения заменяются дельтами;
|
||||
4. дельты сжимаются кодом Голомба-Райса с параметром `Mshift`;
|
||||
5. битовый поток переводится в RPM-безопасную Base62-строку.
|
||||
|
||||
При сравнении `rpmsetcmp()` выполняет обратное декодирование, приводит строки с разным `bpp` к общей точности и проверяет включение отсортированных наборов. В рабочем вызове первым операндом выгодно передавать `Provides`: исходный код кэширует прежде всего его декодирование. (переформулировать в сторону кэш есть только для)
|
||||
(сказать про подсёт bpp и Mshift на стороне)
|
||||
|
||||
## 3. Разбор исходного кода
|
||||
|
||||
Работа началась с изучения примерно десятилетнего `lib/set.c`. Код оказался большим по объёму и очень плотным: объединённый Base62/Golomb-декодер, таблица всех пар входных байтов, макросы состояний, прыжки по массиву через defined инструкции и подобие LRU-кэш. Отдельно были прослежены реальные точки вызова в `rpm` и `rpm-build`: во время сборки бинарник `mkset` создаёт строки, а `rpmsetcmp()` через `rpmRangesOverlap()` участвует в проверке зависимостей RPM и APT.
|
||||
|
||||
Результатом этого этапа стала документация: описание главных пяти функций API, формата строки, кодирования и декодирования, нормализации `bpp`, кэша, макросов сравнения и встроенного `SELF_TEST`. Таким образом, прежде чем менять алгоритм, для него была построена читаемая модель и зафиксированы его неочевидные инварианты.
|
||||
|
||||
## 4. Переписывание и последовательные оптимизации
|
||||
|
||||
Сначала алгоритм был перенесён в Python как понятная проверочная реализация. Затем появился читаемый C-вариант, а после него - оптимизированный `set9.c`, сохраняющий старый wire-format и публичный API. В нём были опробованы:
|
||||
(добавить про все промежуточные тоже)
|
||||
|
||||
- строковая арена вместо отдельного выделения памяти под каждое имя;
|
||||
- `qsort()` для малых наборов и radix sort для больших;
|
||||
- потоковое кодирование и декодирование без промежуточных массивов битов и дельт; (было и в оригинале, но не было в читаемом)
|
||||
- два раздельных bucketed LRU-кэша для `Provides` и `Requires`; (теперь даже LRU, нет постоянных realloc)
|
||||
- кэширование результата понижения `bpp`; (надо лучше вспомнить разницу)
|
||||
- более простой адаптивный поиск включения в отсортированных массивах;
|
||||
- явная проверка метаданных, размеров и кодов внутренних ошибок. (в оригинале по несколько раз)
|
||||
|
||||
Не все «читаемые» замены оказались быстрыми. Удаление специальных оптимизаций исходного файла замедляло обычные APT-сценарии примерно в 2–3 раза. `set9.c` вернулся к уровню оригинала и в проведённых симуляциях оказался быстрее/медленне него примерно на 1–10%, однако отдельный анализ показал, что старый слитый декодер и прыгающий проход по массивам всё ещё сильны. Поэтому был собран гибридный `set_frank.c`: новые структуры, encoder и кэш соединены с декодером и сравнением из исходного `set.c`.
|
||||
(сказать, что прироста не сильно, читаемость хуже, проверить реальные числа)
|
||||
|
||||
## 5. Как проверялись изменения
|
||||
|
||||
Тесты строились вокруг инвариантов формата: (логично, его и надо сохранить)
|
||||
|
||||
- исходный `SELF_TEST` и расширенные проверки публичного API;
|
||||
- побайтовое совпадение результата `set_fini()` старой и новой реализации для `bpp=10…32`; (уточнить, что на ранд данных)
|
||||
- дифференциальные случайные тесты равенства, включения, несравнимости и обоих направлений сравнения;
|
||||
- повреждённые строки, граничные `bpp`/`Mshift`, разные точности, заполнение и вытеснение кэша;
|
||||
- проверки освобождения памяти; (надо добавить про алгоритм, что этого не было, хе)
|
||||
- проверка реальных `Provides`/`Requires` из Sisyphus;
|
||||
- холодные и прогретые микробенчмарки, затем симуляции и настоящие вызовы ALT APT с проверкой одинакового результата.
|
||||
|
||||
(более того, потом всё равно предполагается запуск в сборочнице. вроде.)
|
||||
|
||||
(куда-то эти мысли про хэш надо впихнуть)
|
||||
Отдельно сравнивались Jenkins OAAT, CityHash и xxHash по скорости и коллизиям на случайных данных и ASCII-строках. Этот эксперимент помог отделить свойства хэш-функции от стоимости остального формата, но простая замена хэша не стала готовым решением: она меняет совместимость строк и не устраняет основную цену декодирования и поиска.
|
||||
|
||||
## 6. Альтернативные форматы и результаты
|
||||
|
||||
Параллельно были проверены варианты, не совместимые со старым форматом.
|
||||
|
||||
**Roaring Bitmap.** Создание bitmap могло быть быстрым, но равномерно распределённые хэши плохо подходят для такого представления. Для 1000 символов при `bpp=32` строка выросла с 3994 до 19924 символов; холодное сравнение было примерно в 4,5 раза, прогретое - в 76 раз медленнее `set9`. Zstd уменьшал строку до 14126 символов, но добавлял ещё больше работы при сравнении. Вариант оставлен как отрицательный эксперимент.
|
||||
|
||||
**Прямой массив хэшей в Base64.** Отказ от delta/Golomb ускорял отдельные микротесты: в одном прогоне холодное сравнение занимало `0,87×`, а прогретое `0,35×` времени `set9`, при росте строки с 3994 до 5340 символов. Но полный поток реальных пар Sisyphus показал обратное (эту стороны надо добить) - текущая реализация была примерно в 1,4 раза медленнее. На отдельном синтетическом APT-графе resolver, напротив, ускорялся на 7–18%, зато `gencaches` замедлялся примерно на 12%. Кроме того, стандартный Base64 использует padding `=` (да, я забыл это пофиксить), который RPM запрещает внутри версии зависимости. Поэтому прямой формат интересен как компромисс между размером и стоимостью декодирования, но в текущем виде не готов заменить set-строки.
|
||||
|
||||
**Другие направления.** Рассматривались отрицательный Bloom-подобный prefilter с обязательной точной проверкой, адаптивный индекс для больших `Provides`, Elias–Fano и глобальные идентификаторы символов. Общий вывод: (в это возможно стоит углубиться и сделать его)
|
||||
|
||||
## 7. Итого
|
||||
|
||||
Суть работы была в понимании "магии" кода. Сначала были восстановлены назначение, формат и реальные пути использования; создана документация и читаемая реализация; после этого каждая оптимизация проверялась на совместимость, безопасность и скорость.
|
||||
Эксперименты показали, что код содержит оправданные низкоуровневые решения, а локально более простой или быстрый формат не обязательно выигрывает на полном потоке RPM/APT (still check). Наиболее практичное продолжение - (что-то)
|
||||
@@ -0,0 +1,588 @@
|
||||
\Title{Гудов Д.О.}{Исследование алгоритма разрешения зависимостей в ALT RPM}
|
||||
|
||||
\section*{Введение}
|
||||
|
||||
Одной из задач пакетного менеджера является проверка совместимости устанавливаемого программного обеспечения с уже имеющимися или одновременно устанавливаемыми библиотеками. Традиционная зависимость от имени библиотеки и номера её версии не всегда достаточна: отдельный экспортируемый символ может быть удалён без изменения SONAME, а библиотеки с одинаковым SONAME могут предоставлять различные программные интерфейсы. В результате формально удовлетворённая зависимость от версии ещё не гарантирует, что динамический загрузчик найдёт все символы, необходимые программе.
|
||||
|
||||
В ALT RPM эта задача решается при помощи специальных версий зависимостей вида \texttt{set:<encoded-set>} [\Ref{SETC}]. Для отношения \texttt{Provides} такая строка описывает множество символов, экспортируемых библиотекой, а для отношения \texttt{Requires} --- символы, требуемые программой от конкретной библиотеки. При проверке зависимости обычное сравнение версий заменяется проверкой включения множеств. Полные имена символов при этом не сохраняются: они заменяются усечёнными хеш-значениями, сортируются и кодируются в компактную строку, допустимую как версия RPM.
|
||||
|
||||
Цель настоящей работы --- исследовать алгоритм построения и сравнения \texttt{set:}-строк, оценить вероятностные свойства хэша и вычислительную сложность алгоритма, а также определить направления оптимизации реализации.
|
||||
|
||||
%% В первых разделах формализуется решаемая задача, рассматриваются реальные данные репозитория Sisyphus, формат строки и путь её построения в исходной реализации \texttt{lib/set.c}.
|
||||
|
||||
\section{Постановка задачи и данные ALT Linux}
|
||||
\label{PROBLEM}
|
||||
|
||||
Пусть $P$ --- множество символов, предоставляемых библиотекой, а $R$ --- множество символов, требуемых от неё программой. Обозначим $p=|P|$ и $r=|R|$. Зависимость выполнима тогда и только тогда, когда
|
||||
\[
|
||||
R\subseteq P.
|
||||
\]
|
||||
|
||||
Списки символов формируются механизмом автоматического определения зависимостей \texttt{rpm-build}. Для \texttt{Provides} из динамической таблицы библиотеки выбираются доступные извне определённые символы. Для \texttt{Requires} утилита \texttt{ldd --bindings} устанавливает соответствие между требуемым символом и конкретной библиотекой-поставщиком; слабые неопределённые символы исключаются. Таким образом, одна строка \texttt{Requires} содержит только множество, связанное с данным поставщиком.
|
||||
|
||||
Явное хранение имён увеличивало бы RPM-метаданные пропорционально их суммарной длине. Поэтому используется усечённая хеш-функция c целым $b$, называемого в реализации \texttt{bpp},
|
||||
\[
|
||||
h_b(x)=h_{32}(x)\bmod 2^b,
|
||||
\qquad
|
||||
H_b(S)=\{h_b(x)\mid x\in S\},
|
||||
\]
|
||||
где $h_{32}$ --- 32-битная функция Jenkins one-at-a-time. Фактически \texttt{lib/set.c} проверяет условие
|
||||
\[
|
||||
H_b(R)\subseteq H_b(P).
|
||||
\]
|
||||
|
||||
Такое представление сохраняет включение: из $R\subseteq P$ следует $H_b(R)\subseteq H_b(P)$. Следовательно, коллизия хешей не создаёт ложного отказа для корректной зависимости. Обратное утверждение неверно: отсутствующий символ из $R\setminus P$ может получить то же усечённое значение, что и один из символов $P$, и привести к ложному принятию зависимости. Тем самым предоставляемая гарантия имеет вероятностный характер.
|
||||
|
||||
Для оценки реальной нагрузки был исследован срез репозитория Sisyphus для архитектур \texttt{x86\_64} и \texttt{noarch}. Объём рассмотренных метаданных на момент 2026-08-20 приведён в табл.~\Ref{CORPUS}.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{CORPUS}Объём исследованного среза Sisyphus}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Объект & Количество \\
|
||||
\hline
|
||||
Пакеты & 47\,654 \\
|
||||
\hline
|
||||
Отношения \texttt{Provides} с \texttt{set:}-версией & 14\,859 \\
|
||||
\hline
|
||||
Отношения \texttt{Requires} с \texttt{set:}-версией & 69\,153 \\
|
||||
\hline
|
||||
Сопоставленные пары $P,R$ & 68\,492 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
661 отношений удовлетворены обычным неверсионированным \texttt{Provides}.
|
||||
|
||||
Для каждой сопоставленной пары декодировались мощности множеств $p$ и $r$, а также вычислялось индивидуальное отношение $p/r$. Квантили этих величин показаны в табл.~\Ref{CARDINALITIES}. Квантили отношения вычислялись непосредственно по парам.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{CARDINALITIES}Мощности множеств в парах \texttt{Provides}/\texttt{Requires}}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|c|r|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Квантиль & $p$ & $r$ & $p/r$ \\
|
||||
\hline
|
||||
0,50 & 480 & 13 & 28,1 \\
|
||||
\hline
|
||||
0,75 & 1\,886 & 37 & 80 \\
|
||||
\hline
|
||||
0,90 & 6\,219 & 104 & 257 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
В 92,4\% сопоставленных пар выполняется $p/r\geq 4$. Следовательно, типичный проверяемый набор требований существенно разрежен относительно множества предоставляемых символов. Это наблюдение важно для алгоритма сравнения: последовательный симметричный просмотр двух массивов не всегда использует характерное различие их мощностей.
|
||||
|
||||
\section{Устройство существующей \texttt{set:}-строки}
|
||||
\label{FORMAT}
|
||||
|
||||
Построение \texttt{set:}-строки выполняется как последовательность преобразований
|
||||
\[
|
||||
\begin{aligned}
|
||||
\text{имена символов}
|
||||
&\longrightarrow \text{усечённые хеши}
|
||||
\longrightarrow \text{сортировка},\\
|
||||
&\longrightarrow \text{удаление повторов и вычисление дельт},\\
|
||||
&\longrightarrow \text{код Голомба--Райса}
|
||||
\longrightarrow \text{Base62-представление}.
|
||||
\end{aligned}
|
||||
\]
|
||||
Итоговая версия имеет вид
|
||||
\[
|
||||
\texttt{set:}\langle b\rangle\langle m\rangle\langle payload\rangle.
|
||||
\]
|
||||
Префикс \texttt{set:} распознаётся RPM как признак специальной версии. Следующие два символа кодируют параметры $b=\texttt{bpp}$ и $m=\texttt{Mshift}$ по правилу $c=v-7+\texttt{'a'}$. Допустимы $10\leq b\leq32$, $7\leq m\leq31$ и $m<b$. Оставшаяся часть строки содержит закодированный в \texttt{Base62} битовый поток.
|
||||
|
||||
\subsection{Хеширование и вероятность коллизий}
|
||||
|
||||
Для каждого имени вычисляется 32-битный Jenkins one-at-a-time [\Ref{JENKINS}], после чего сохраняются только $b$ младших бит. Пусть $n$ различных имён независимо и равномерно отображаются в пространство из $N=2^b$ значений. Тогда математическое ожидание числа столкнувшихся пар равно
|
||||
|
||||
\[
|
||||
\mathbb{E}C=\binom{n}{2}\frac{1}{2^b}
|
||||
=\frac{n(n-1)}{2^{b+1}},
|
||||
\]
|
||||
а вероятность хотя бы одной коллизии имеет вид
|
||||
\[
|
||||
\P(C>0)=1-\prod_{i=0}^{n-1}\left(1-\frac{i}{2^b}\right)
|
||||
\approx 1-\exp\left(-\frac{n(n-1)}{2^{b+1}}\right).
|
||||
\]
|
||||
Эти выражения являются модельными: Jenkins OAAT не является случайным оракулом, поэтому окончательная оценка должна дополняться измерением коллизий на реальном корпусе символов.
|
||||
|
||||
Эвристическую верхнюю оценку ложного принятия при $k=|R\setminus P|$ отсутствующих символов можно записать как
|
||||
\[
|
||||
\Pr\bigl(H_b(R)\subseteq H_b(P)\mid R\nsubseteq P\bigr)
|
||||
\lesssim
|
||||
\left(\frac{|H_b(P)|}{2^b}\right)^k.
|
||||
\]
|
||||
Увеличение $b$ снижает вероятность ошибки, но увеличивает кодируемые значения и длину строки. Поэтому выбор \texttt{bpp} представляет собой компромисс между компактностью метаданных и риском коллизий; при формировании \texttt{set:}-строки для \texttt{Requires} набора используется точность, определённая по числу символов соответствующего \texttt{Provides}, а не по обычно намного меньшему числу требований.
|
||||
|
||||
\subsection{Кодирование Голомба--Райса}
|
||||
|
||||
После сортировки уникальных значений
|
||||
\[
|
||||
0\leq x_1<x_2<\dots<x_n<2^b
|
||||
\]
|
||||
они заменяются дельтами
|
||||
\[
|
||||
\delta_1=x_1,
|
||||
\qquad
|
||||
\delta_i=x_i-x_{i-1},\quad i=2,\dots,n.
|
||||
\]
|
||||
Для равномерных хешей средний промежуток имеет порядок $2^b/n$, поэтому дельты значительно меньше абсолютных значений и хорошо подходят для кодирования Голомба--Райса [\Ref{GOLOMB-RICE}].
|
||||
|
||||
В реализации модуль $M$ равен степени двойки $M=2^m$. Для каждой дельты вычисляются
|
||||
\[
|
||||
q_i=\left\lfloor\frac{\delta_i}{M}\right\rfloor,
|
||||
\qquad
|
||||
r_i=\delta_i\bmod M.
|
||||
\]
|
||||
Частное $q_i$ записывается унарно как $q_i$ нулей и завершающая единица, после которой следуют $m$ младших бит остатка $r_i$. Длина кода одного значения равна
|
||||
\[
|
||||
\ell_i=q_i+1+m.
|
||||
\]
|
||||
Параметр выбирается приближённо как
|
||||
\[
|
||||
m=b-\lfloor\log_2 n\rfloor-1
|
||||
\]
|
||||
и ограничивается диапазоном формата $7\leq m\leq31$. При принятой модели суммарная длина битового потока оценивается как
|
||||
\[
|
||||
B=\sum_{i=1}^{n}\ell_i
|
||||
=O\!\left(n\left(1+\log_2\frac{2^b}{n}\right)\right).
|
||||
\]
|
||||
|
||||
\subsection{Base62-представление}
|
||||
|
||||
Битовый поток нельзя непосредственно поместить в поле версии RPM: необходима строка из допустимых символов. Исходная реализация использует алфавит \texttt{0--9}, \texttt{a--z}, \texttt{A--Z}. Значения от 0 до 60 записываются обычным символом, а \texttt{Z} служит escape-символом и позволяет представить также шестибитные значения 61, 62 и 63. Их различают два старших бита следующего символа: \texttt{00}, \texttt{01} или \texttt{10}. Комбинация \texttt{11} не используется, поэтому escape-последовательности не могут образовать неоднозначную цепочку. Вследствие этого один символ несёт от пяти до шести бит, и длина текстовой части приближённо пропорциональна $B/6$.
|
||||
|
||||
Рассмотрим небольшой пример с $b=10$. Для пяти имён Jenkins OAAT после усечения даёт значения, приведённые в табл.~\Ref{ENCODING_EXAMPLE}.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{ENCODING_EXAMPLE}Пример хеширования символов при $b=10$}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Символ & 32-битный хеш & $h_{10}$ \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{fclose} & \texttt{0x6743def6} & 758 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{fopen} & \texttt{0x0e984918} & 280 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{free} & \texttt{0xa5bbbac7} & 711 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{malloc} & \texttt{0x07c1b8ff} & 255 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{printf} & \texttt{0xfd1ad5cc} & 460 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
После сортировки получается массив $(255,280,460,711,758)$, а после вычисления разностей --- $(255,25,180,251,47)$. Для $n=5$ формула даёт $m=7$; полученный 43-битный поток преобразуется в payload \texttt{ZvpACXZy}. Параметрам $b=10$ и $m=7$ соответствуют заголовочные символы \texttt{d} и \texttt{a}, поэтому итоговая строка равна \texttt{set:daZvpACXZy}.
|
||||
|
||||
\section{Построение \texttt{set:}-строк в \texttt{set.c}}
|
||||
\label{CONSTRUCTION}
|
||||
|
||||
Благодаря сценариям автозависимостей \texttt{rpm-build} утилита \texttt{mkset} получает символы из ELF-файлов и далее использует \texttt{lib/set.c}, вызывая интерфейс построения множества:
|
||||
\[
|
||||
\texttt{set\_new()}\ \longrightarrow\
|
||||
\texttt{set\_add()}\ \longrightarrow\
|
||||
\texttt{set\_fini()}.
|
||||
\]
|
||||
|
||||
Функция \texttt{set\_new()} создаёт пустую структуру \texttt{struct set}. В исходной реализации она представляет собой растущий массив пар «указатель на строку --- хеш». Функция \texttt{set\_add()} увеличивает ёмкость массива блоками по 1024 элемента и копирует каждое имя отдельным вызовом \texttt{xstrdup()}. На этом этапе хеши ещё не вычисляются, поэтому один объект можно финализировать с заданным значением \texttt{bpp}.
|
||||
|
||||
Основную работу выполняет \texttt{set\_fini()}. Её действия следуют в фиксированном порядке:
|
||||
\begin{enumerate}
|
||||
\item проверяется непустота множества и условие $10\leq b\leq32$;
|
||||
\item для каждого имени вычисляется Jenkins OAAT и применяется маска из $b$ младших бит;
|
||||
\item массив пар сортируется стандартной функцией \texttt{qsort()} по хеш-значению;
|
||||
\item для равных хешей различных имён выводится предупреждение о коллизии;
|
||||
\item хеши копируются в числовой массив, а повторяющиеся значения удаляются;
|
||||
\item массив кодируется последовательно как дельты, код Голомба--Райса и Base62;
|
||||
\item сформированная строка копируется в динамическую память и возвращается вызывающей стороне.
|
||||
\end{enumerate}
|
||||
|
||||
Удаление повторов необходимо в двух случаях. Во-первых, одно имя может несколько раз попасть во входной поток. Во-вторых, различные имена могут совпасть после усечения хеша. Для семантики $H_b(S)$ оба случая означают один элемент множества. При этом предупреждение о коллизии формируется до удаления повторов, пока реализации ещё доступны исходные строки и можно различить совпадение имён от совпадения их хешей.
|
||||
|
||||
Оценим вычислительную сложность. Пусть $L$ --- суммарная длина всех входных имён, $n$ --- их количество, а $B$ --- длина потока Голомба--Райса в битах. Хеширование требует $O(L)$ операций, сортировка --- $O(n\log n)$ сравнений, линейные проходы сортированного массива --- $O(n)$, кодирование --- $O(B)$. Поэтому для исходного варианта
|
||||
\[
|
||||
T_{\mathrm{build}}=O(L)+O(n\log n)+O(B).
|
||||
\]
|
||||
Хранимые копии строк, массив пар, массив уникальных хешей, битовый буфер и результирующая строка дают дополнительную память порядка
|
||||
\[
|
||||
M_{\mathrm{build}}=O(L+n+B).
|
||||
\]
|
||||
Главным асимптотическим слагаемым для больших наборов остаётся \texttt{qsort()}, тогда как большое число отдельных копирований строк и наличие промежуточного битового массива влияют на постоянные затраты. Это определяет два независимых направления дальнейшего улучшения: замена сортировки для крупных множеств и потоковое кодирование без промежуточных представлений. При этом любые изменения должны сохранять байтовую совместимость формата.
|
||||
|
||||
\section{Сравнение \texttt{set:}-строк}
|
||||
\label{COMPARISON}
|
||||
|
||||
Функция \texttt{rpmsetcmp()} получает две строки и определяет отношение включения между закодированными множествами. В штатном пути RPM первым операндом передаётся \texttt{Provides}, а вторым --- \texttt{Requires}. Возвращаемые значения различают четыре результата: 1, если первое множество строго содержит второе; 0 при равенстве; $-1$, если первое множество строго содержится во втором; $-2$, если множества несравнимы по включению. Ошибки декодирования первого и второго операндов отображаются соответственно в коды $-3$ и $-4$.
|
||||
|
||||
\subsection{Обратное декодирование и нормализация точности}
|
||||
|
||||
После удаления необязательного префикса \texttt{set:} проверяются параметры $b$ и $m$, а затем выполняется обратная цепочка преобразований
|
||||
\[
|
||||
\begin{aligned}
|
||||
\text{Base62-строка}
|
||||
&\longrightarrow \text{битовый поток}
|
||||
\longrightarrow \text{дельты Голомба--Райса},\\
|
||||
&\longrightarrow \text{возрастающий массив хешей}.
|
||||
\end{aligned}
|
||||
\]
|
||||
Логически это преобразование обратно рассмотренному в разд.~\Ref{FORMAT}. Однако исходный \texttt{lib/set.c} не создаёт отдельный битовый массив: функция \texttt{decode\_base62\_golomb()} объединяет первые две стадии. Она считывает обычные символы попарно, преобразует их предварительно вычисленной таблицей и обрабатывает блоки до 24 бит. Частное и остаток кода Голомба--Райса восстанавливаются непосредственно из этих блоков. После этого единственный линейный проход суммирует дельты и получает исходные усечённые хеши.
|
||||
|
||||
Две строки могут иметь разные значения \texttt{bpp}. Сравнение выполняется при общей точности
|
||||
\[
|
||||
b_* = \min(b_P,b_R).
|
||||
\]
|
||||
Для этого более точный массив последовательно проецируется на один бит вниз. На одном шаге применяется отображение
|
||||
\[
|
||||
\pi_t(x)=x\bmod 2^t.
|
||||
\]
|
||||
После удаления старшего бита исходный возрастающий массив распадается на две возрастающие части. Обе части сливаются с сохранением возрастания элементов, а появившиеся совпадения удаляются. Поэтому после понижения точности сохраняются одновременно сортировка и представление множества без повторов. При разности точностей $d=|b_P-b_R|$ слияние повторяется $d$ раз.
|
||||
|
||||
В результате сравниваются два возрастающих массива
|
||||
\[
|
||||
\widehat P=H_{b_*}(P),\qquad
|
||||
\widehat R=H_{b_*}(R).
|
||||
\]
|
||||
|
||||
Понижение \texttt{bpp} необходимо, так как сравнение множеств хэшей отличающейся точности невозможно.
|
||||
|
||||
\subsection{Кэш декодированных множеств}
|
||||
|
||||
Декодирование длинной строки существенно дороже проверки нескольких уже готовых целых значений. Кроме того, один поставщик обычно сопоставляется с требованиями нескольких пакетов. Поэтому исходная реализация кэширует декодированный первый операнд, то есть в обычном вызове множество \texttt{Provides}.
|
||||
|
||||
Кэш состоит из двух массивов по 256 элементов: коротких отпечатков и указателей на записи. Отпечаток формируется из трёх байтов строки и служит только предварительным фильтром. Корректность попадания подтверждается полным сравнением исходной строки. Запись одним выделением памяти хранит декодированный массив, его длину и копию строки.
|
||||
|
||||
Поиск выполняется линейно. При попадании запись перемещается в начало двумя вызовами \texttt{memmove()}. Если кэш заполнен, последняя запись освобождается, а новый элемент вставляется на позицию 243 (\texttt{PIVOT\_SIZE}), после чего хвост обоих массивов также сдвигается. Такая схема приближает LRU-политику, но не является строгим LRU: новая, ещё не подтвердившая полезность запись помещается около конца кэша, тогда как повторно использованная попадает в начало.
|
||||
|
||||
Второй операнд исходная реализация каждый раз декодирует во временный массив на стеке. Кроме того, кэш хранит результат при исходном \texttt{bpp}; если для конкретного сравнения его требуется понизить, проекция вычисляется заново. Следовательно, кэш особенно полезен для потока сравнений одного \texttt{Provides} с разными \texttt{Requires} одинаковой точности, но не устраняет стоимость декодирования требований и нормализации.
|
||||
|
||||
\subsection{Проверка включения возрастающих массивов}
|
||||
|
||||
Наивная проверка $\widehat R\subseteq\widehat P$ последовательно продвигает указатель по $\widehat P$ до очередного требуемого значения. Исходная реализация одновременно вычисляет оба отношения включения с помощью флагов \texttt{ge} и \texttt{le}. Это позволяет одним проходом получить все четыре значения публичного API, а не только ответ на типичный для RPM вопрос $\widehat R\subseteq\widehat P$.
|
||||
|
||||
Для ускорения поиска используются макросы \texttt{IFLT4} и \texttt{IFLT8}. Первый перемещает указатель по массиву первого операнда блоками по четыре элемента, после превышения искомого значения возвращается на два элемента и уточняет позицию единичными шагами. Второй выполняет ту же схему с начальным шагом восемь и уточнениями 4, 2 и 1. В конец массива добавляются восемь значений-сентинелов $\mathtt{UINT\_MAX}$, благодаря чему пробный прыжок за последний настоящий элемент остаётся допустимым обращением к памяти. Макрос \texttt{IFLT8} выбирается при $p\geq16r$, в остальных случаях используется \texttt{IFLT4}.
|
||||
|
||||
Такой выбор учитывает разреженность требований, установленную в разд.~\Ref{PROBLEM}, но лишь двумя фиксированными режимами. При медианном $p/r=28{,}1$ шаг восемь уже применим, тогда как при $p/r=257$ он всё ещё остаётся равным восьми и не отражает фактическое среднее расстояние между требуемыми значениями.
|
||||
|
||||
Пусть $s_P$ и $s_R$ --- длины payload двух строк, а $d=|b_P-b_R|$. Холодное сравнение имеет оценку
|
||||
\[
|
||||
T_{\mathrm{cold}}=
|
||||
O(s_P+s_R)+O\bigl(d\max(p,r)\bigr)+O(p+r).
|
||||
\]
|
||||
Поскольку формат ограничивает $10\leq b\leq32$, величина $d$ ограничена константой, и итоговая асимптотика линейна по размеру входных строк и декодированных множеств. При попадании первого операнда в кэш исчезает его декодирование, но остаются линейный поиск по кэшу, проверка строки, декодирование второго операнда, возможная нормализация и проход по массивам:
|
||||
\[
|
||||
T_{\mathrm{hit}}=
|
||||
O(C+s_P+s_R)+O\bigl(d\max(p,r)\bigr)+O(p+r),
|
||||
\qquad C=256.
|
||||
\]
|
||||
Здесь член $s_P$ отражает окончательную проверку ключа; на практике она выполняется только для записей с совпавшим коротким отпечатком. Дополнительная память одного холодного вызова составляет $O(p+r)$, не считая сохраняемого в процессе кэша первого операнда.
|
||||
|
||||
\section{Оптимизации с сохранением текущего формата}
|
||||
\label{COMPATIBLE_OPTIMIZATIONS}
|
||||
|
||||
Для проверки направлений оптимизации была создана экспериментальная реализация \texttt{set9.c} [\Ref{SET9}]. Она сохраняет Jenkins OAAT, формат заголовка, Golomb--Rice/Base62-представление и пять функций публичного API. Поэтому сформированные ею строки побайтово совместимы с исходной реализацией, а изменения относятся только к внутренним структурам и алгоритмам.
|
||||
|
||||
Помимо оптимизации сравнения, построение множества было переведено с отдельных \texttt{xstrdup()} для каждого имени на общую растущую строковую арену. В массиве элементов хранятся смещения, которые остаются корректными после \texttt{xrealloc()} арены. Кодирование и декодирование выполняются потоково: дельты, состояния Голомба--Райса и Base62 обрабатываются через 64-битный аккумулятор без отдельных массивов битов и дельт.
|
||||
|
||||
\subsection{Два bucketed LRU-кэша}
|
||||
|
||||
Вместо одного линейного кэша используются два независимых кэша --- для первого и второго операндов. Каждый содержит до 512 записей и таблицу из 1024 бакетов. Разделение предотвращает взаимное вытеснение часто повторяющихся \texttt{Provides} и \texttt{Requires}, а бакеты ограничивают область поиска записи.
|
||||
|
||||
Ключ включает короткий отпечаток исходной строки и целевую точность $b_*$. Совпадение, как и в исходном варианте, обязательно подтверждается полным \texttt{strcmp()}, поэтому ускоряющая структура не меняет семантику. Значение $b_*$ принципиально важно: одна строка может сравниваться с операндами разной точности и давать разные нормализованные массивы.
|
||||
|
||||
При промахе строка декодируется, сразу приводится к $b_*$ и в таком виде сохраняется. Повторное сравнение той же строки при той же точности не требует ни декодирования, ни цикла \texttt{downsample\_set()}. Порядок вытеснения поддерживается двусвязным списком: попадание переносит запись в начало за $O(1)$, а при заполнении удаляется самый старый элемент. В отличие от массивного кэша, полный сдвиг записей не требуется. При равномерном распределении отпечатков ожидаемая стоимость поиска близка к $O(1)$ плюс стоимость окончательной проверки строки.
|
||||
|
||||
\subsection{Radix sort для больших множеств}
|
||||
|
||||
При построении строки исходный \texttt{qsort()} требует $O(n\log n)$ вызовов функции сравнения. Для 32-битных целых ключей число разрядов заранее ограничено, поэтому в \texttt{set9.c} при $n\geq128$ применяется стабильная LSD radix sort по байтам хеша. Для меньших наборов сохраняется \texttt{qsort()}, поскольку подготовка таблиц и временного массива не окупается.
|
||||
|
||||
Число проходов определяется фактически используемой точностью:
|
||||
\[
|
||||
k=\left\lceil\frac b8\right\rceil,
|
||||
\qquad
|
||||
T_{\mathrm{radix}}=O(kn).
|
||||
\]
|
||||
На каждом проходе сначала подсчитываются 256 значений текущего байта, затем префиксные суммы преобразуют счётчики в позиции, после чего элементы стабильно распределяются во временный массив. Источник и приёмник меняются местами между проходами. Дополнительная память равна
|
||||
\[
|
||||
M_{\mathrm{radix}}=O(n+256).
|
||||
\]
|
||||
Так как $b\leq32$, выполняется не более четырёх линейных проходов.
|
||||
|
||||
\subsection{Адаптивная проверка включения}
|
||||
|
||||
Мощности массивов после нормализации позволяют заранее исключить часть отношений. Если $p=r$, строгого включения быть не может: равенство проверяется одним \texttt{memcmp()}, а несовпадение означает несравнимость. Если $p>r$, проверяется только $\widehat R\subseteq\widehat P$; обратное строгое включение невозможно. Случай $p<r$ обрабатывается симметрично. Тем самым устраняется одновременное ведение двух флагов и выбирается единственная содержательная проверка.
|
||||
|
||||
Функция \texttt{sorted\_subset()} использует отношение мощностей
|
||||
\[
|
||||
j=\left\lfloor\frac{n_{\mathrm{large}}}{n_{\mathrm{small}}}\right\rfloor.
|
||||
\]
|
||||
При $j<4$ выполняется обычное линейное слияние. Для разреженного случая поиск очередного элемента начинается от позиции предыдущего совпадения, делает шаг приблизительно $j$, а затем делит шаг пополам до нахождения нижней границы. Указатель по большому массиву движется только вперёд; при первом отсутствующем хеше функция немедленно возвращает отрицательный результат.
|
||||
|
||||
Для плотного случая сохраняется оценка $O(p+r)$. В разреженном потоке суммарное число крупных шагов имеет порядок $O(p/j)$, а уточнение границы требует до $O(\log j)$ проб на один элемент меньшего множества:
|
||||
\[
|
||||
T_{\mathrm{sparse}}=
|
||||
O\left(\frac pj+r\log j\right).
|
||||
\]
|
||||
При характерном $j\approx p/r$ первое слагаемое имеет порядок $r$. В отличие от фиксированного выбора между шагами 4 и 8, величина перехода адаптируется к наблюдаемому отношению мощностей.
|
||||
|
||||
\section{Результаты экспериментальной проверки}
|
||||
\label{RESULTS}
|
||||
|
||||
Проверка экспериментальной реализации проводилась в два этапа. Сначала проверялась корректность формата и операций над множествами, затем измерялась производительность в сценариях пакетного менеджера.
|
||||
|
||||
\subsection{Дифференциальное тестирование на синтетических множествах}
|
||||
|
||||
Для проверки совместимости был разработан дифференциальный тест, не использующий заранее подготовленные \texttt{set:}-строки. На каждой итерации он самостоятельно формировал исходное множество из случайных уникальных строк. Число символов выбиралось в диапазоне от 1 до 1000, длина каждого имени --- от 1 до 100 знаков, а параметр $bpp$ --- от 10 до 32. В алфавит входили латинские буквы, цифры и знаки, встречающиеся в именах экспортируемых символов: точка, знак \texttt{@} и подчёркивание.
|
||||
|
||||
Из исходного множества строилось второе множество с заранее известным отношением к первому. Тест охватывал четыре класса входов: равные множества, строгое включение, несравнимые множества и некорректные \texttt{set:}-строки. Для проверки строгого включения из первого множества удалялась случайная непустая часть элементов. В случае несравнимости после удаления добавлялись новые символы, отсутствующие в первом множестве. Некорректная строка генерировалась случайным набором символов, в таком случае был шанс получить корректную строку, но для нас остаётся важным одинаковый результат двух программ.
|
||||
|
||||
Один и тот же набор исходных символов независимо передавался построителю исходного \texttt{set.c} и построителю \texttt{set9.c}. Таким образом, каждая реализация сама выполняла хеширование, сортировку и кодирование, после чего её вариант \texttt{rpmsetcmp()} сравнивал полученную пару строк. Тест сопоставлял наблюдаемый результат публичного API: $1$ для строгого надмножества, $0$ для равенства, $-1$ для строгого подмножества, $-2$ для несравнимости и $-3$ или $-4$ для ошибки декодирования соответствующего операнда. Для случая включения операнды дополнительно менялись местами, что позволяло одновременно проверить результаты $1$ и $-1$.
|
||||
|
||||
Генерация и сравнение выполнялись циклически до ручной остановки теста. Такой подход проверял эквивалентность реализаций на широком диапазоне мощностей и точностей.
|
||||
|
||||
\subsection{Производительность в сценариях APT}
|
||||
|
||||
Для измерения времени использовались две локальные сборки \texttt{librpm}: с исходным \texttt{set.c} и с \texttt{set9.c}. На каждой сборке трижды выполнялись одинаковые успешно завершившиеся симуляции APT. В табл.~\Ref{APT_RESULTS} приведены средние значения процессорного времени пользователя и ядра. Время ожидания и ввода-вывода в эти величины не входит.
|
||||
|
||||
Коэффициент вычислялся по суммарному процессорному времени:
|
||||
\[
|
||||
K_{\mathrm{CPU}}=
|
||||
\frac{U_{\mathrm{original}}+S_{\mathrm{original}}}
|
||||
{U_{\mathrm{set9}}+S_{\mathrm{set9}}}.
|
||||
\]
|
||||
Значение $K_{\mathrm{CPU}}>1$ означает ускорение, а $K_{\mathrm{CPU}}<1$ --- замедление экспериментальной реализации.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{APT_RESULTS}Сравнение исходного \texttt{set.c} и \texttt{set9.c} в симуляциях APT}
|
||||
\scriptsize
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|r|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Сценарий & \multicolumn{2}{c|}{Исходный, с} & \multicolumn{2}{c|}{\texttt{set9.c}, с} & $K_{\mathrm{CPU}}$ \\
|
||||
\cline{2-5}
|
||||
& user & system & user & system & \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{-s check} & 0,453 & 0,033 & 0,503 & 0,040 & 0,896 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{-s autoremove} & 0,763 & 0,040 & 0,810 & 0,040 & 0,945 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{-s install rpm-build} & 1,210 & 0,050 & 1,283 & 0,050 & 0,945 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{-s install openuds-server} & 3,747 & 0,080 & 3,897 & 0,083 & 0,961 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{-s install password-store} & 1,233 & 0,050 & 1,310 & 0,050 & 0,944 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Во всех пяти измеренных сценариях \texttt{set9.c} не превзошёл исходный вариант: суммарное процессорное время увеличилось примерно на 4,0--11,6\%. Это отрицательный результат, вызванный более простым потоковым декодером, который не превзошёл специализированного табличного декодера исходной реализации даже при условии остальных оптимизаций.
|
||||
|
||||
Для проверки этого объяснения исходный слитый декодер отдельно сравнивался с вариантом, в котором Base62, код Голомба--Райса и восстановление дельт выполнялись последовательными стадиями. В зависимости от сценария слитый путь сокращал суммарное процессорное время в 1,47--2,82 раза. Следовательно, благодаря табличной обработке Base62/Golomb получается измеримый выигрыш. Практическое направление дальнейшей работы может состоять в разработке нового формата хранения и обработки \texttt{set:}-строк.
|
||||
|
||||
\section{Варианты со сменой формата или API}
|
||||
\label{ALTERNATIVE_FORMATS}
|
||||
|
||||
Оптимизации разд.~\Ref{COMPATIBLE_OPTIMIZATIONS} ограничены требованием побайтовой совместимости. Параллельно исследовались представления, снимающие это ограничение. Их результаты нельзя напрямую переносить на существующие RPM-метаданные: новый формат требует повторного формирования зависимостей репозитория.
|
||||
|
||||
\subsection{Roaring Bitmap: отрицательный результат}
|
||||
|
||||
Roaring Bitmap [\Ref{ROARING}] предназначен прежде всего для множеств, содержащих плотные участки целочисленного пространства. Усечённые хеши, напротив, распределены по диапазону приблизительно равномерно. Поэтому контейнеры bitmap не получают длинных серий соседних значений, но сохраняют собственные заголовки и индексы.
|
||||
|
||||
В микротесте использовались 1000 предоставляемых и 500 требуемых символов при $b=32$. Результаты приведены в табл.~\Ref{ROARING_RESULTS}. Коэффициенты времени вычислены относительно \texttt{set9.c}; значение больше единицы означает замедление.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{ROARING_RESULTS}Сравнение Golomb/Base62 и Roaring Bitmap}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Представление & Длина строки & Cold compare & Warm compare \\
|
||||
\hline
|
||||
Golomb/Base62 \texttt{set9} & 3\,994 & 1,00 & 1,00 \\
|
||||
\hline
|
||||
Roaring/hex & 19\,924 & 4,50 & 76,14 \\
|
||||
\hline
|
||||
Roaring+zstd & 14\,126 & 4,96 & 101,86 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Без дополнительного сжатия строка оказалась длиннее в 4,99 раза. Холодное сравнение заняло 1321,17 мкс вместо 293,87 мкс, а прогретое --- 399,20 мкс вместо 5,24 мкс. При этом построение bitmap занимало лишь $0,76$ времени \texttt{set\_fini()} варианта \texttt{set9}; ускорение генерации не компенсировало стоимость хранения и сравнения.
|
||||
|
||||
Сжатие zstd [\Ref{ZSTD}] уменьшило строку до 14\,126 символов, то есть до 3,54 длины \texttt{set9}, но добавило декомпрессию в горячий путь. В отдельном прогоне холодное и прогретое сравнения были медленнее соответственно в 4,96 и 101,86 раза. Таким образом, Roaring Bitmap для равномерных хешей является подтверждённым отрицательным вариантом: структура данных не соответствует распределению кодируемых значений.
|
||||
|
||||
\subsection{Прямые хеши в Base64}
|
||||
|
||||
Другой вариант, обозначенный как D1, исключает дельты и код Голомба--Райса. $n$ отсортированных уникальных хешей записываются подряд по $b$ бит, после чего битовый массив преобразуется в Base64-строку [\Ref{BASE64}]. Если
|
||||
\[
|
||||
Q=\left\lceil\frac{nb}{8}\right\rceil
|
||||
\]
|
||||
--- число байтов упакованного массива, то доминирующая часть длины payload равна
|
||||
\[
|
||||
L_{\mathrm{payload}}=
|
||||
\left\lceil\frac{4Q}{3}\right\rceil,
|
||||
\]
|
||||
а заголовок формата добавляет постоянное число символов. В отличие от Golomb--Rice, эта оценка почти не зависит от расстояний между соседними хешами: цена быстрого произвольного доступа --- увеличение метаданных.
|
||||
|
||||
Для тех же 1000/500 символов при $b=32$ длина строки выросла с 3994 до 5340 символов, то есть на 33,7\%. Результаты теста показаны в табл.~\Ref{DIRECT_RESULTS}; отношение меньше единицы означает, что D1 затратил меньшую долю времени \texttt{set9.c}.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{DIRECT_RESULTS}Тест прямого представления D1}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Операция & \texttt{set9}, мкс & D1, мкс & D1/\texttt{set9} \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{set\_fini()} & 147,45 & 105,09 & 0,71 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{rpmsetcmp()}, cold & 129,67 & 113,04 & 0,87 \\
|
||||
\hline
|
||||
\texttt{rpmsetcmp()}, warm & 2,99 & 1,04 & 0,35 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Для крупного требования прямое представление ускорило все три измеряемые операции, особенно попадание в кэш. Однако при одном требуемом символе холодное сравнение занимало 83,22 мкс ($0,88$ времени \texttt{set9}), а прогретое --- 0,86 мкс ($1,02$), то есть преимущество исчезало. Это подчёркивает зависимость результата от формы нагрузки: выигрыш одного сравнения не доказывает ускорение полного потока зависимостей APT. D1 представляет интерес как компромисс между размером и стоимостью декодирования, но требует отдельной сквозной проверки на преобразованных метаданных репозитория.
|
||||
|
||||
\subsection{Альтернативные хеш-функции}
|
||||
|
||||
Отдельно сравнивались Jenkins OAAT, xxHash32 [\Ref{XXHASH}] и CityHash32 [\Ref{CITYHASH}]. Сравнение было необходимо, так как xxHash и CityHash --- хеш-функции, разработанные значительно позже последнего обновления \texttt{set.c}. В каждом замере использовались три запуска; в табл.~\Ref{HASH_SPEED} приведены медианы. Для коротких строк указано время одного хеширования, для длинных --- пропускная способность.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{HASH_SPEED}Скорость 32-битных хеш-функций}
|
||||
\small
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Функция & 32 байта, нс/хеш & 1024 байта, ГиБ/с \\
|
||||
\hline
|
||||
Jenkins OAAT & 50,98 & 0,53 \\
|
||||
\hline
|
||||
xxHash32 & 11,56 & 5,18 \\
|
||||
\hline
|
||||
CityHash32 & 16,70 & 4,10 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
На строках длиной 32 байта xxHash32 был быстрее Jenkins примерно в 4,4 раза, CityHash32 --- в 3,1 раза. При 1024 байтах различие по пропускной способности достигало соответственно 9,8 и 7,7 раза. Следовательно, Jenkins OAAT не является оптимальным по скорости, особенно на длинных входах.
|
||||
|
||||
Для оценки качества использовался другой тест, в нём сравнивались Jenkins OAAT, 64-битный xxHash и \texttt{t1ha2\_atonce} [\Ref{T1HA}]. Поскольку формат \texttt{set:version} сохраняет не более 32 бит хеша, при сопоставлении учитывались младшие 32 выходных бита всех трёх функций.
|
||||
|
||||
Тест измерял лавинный эффект на реальном корпусе экспортируемых C++-символов ALT Linux p11. Утилита \texttt{provided\_symbols} извлекла из 259 ELF-файлов пяти пакетов 577\,509 уникальных имён. Пакеты выбирались среди имеющих наиболее длинные \texttt{Provides set:}-строки. Корпус специально является сложным для хеширования похожих строк: 99,60\% символов имеют с другим символом общий префикс длиной не менее 12 знаков, 95,05\% --- не менее 24 знаков, а медиана максимального общего префикса равна 61 знаку.
|
||||
|
||||
Для каждого бита вычислялась доля $q_i$ корпусных хешей, в которых этот бит равен единице. Идеальному распределению соответствует $q_i=0{,}5$. Результаты обоих тестов представлены в табл.~\Ref{HASH_QUALITY_EXOTIC}. Значения приведены в процентах от полной шкалы вероятности; последний столбец содержит максимальное среднее абсолютное отклонение младших 32 бит от $0{,}5$.
|
||||
|
||||
Среднее абсолютное отклонение по младшим 32 битам вычислялось как:
|
||||
\[
|
||||
\overline{\Delta}=\frac{1}{32}\sum_{i=0}^{31}|p_i-0{,}5|.
|
||||
\]
|
||||
Меньшее значение $\overline{\Delta}$ соответствует более равномерному лавинному эффекту.
|
||||
|
||||
\begin{table}[H]
|
||||
\begin{center}
|
||||
\caption{\label{HASH_QUALITY_EXOTIC}Качество перемешивания младших 32 бит хеш-функций}
|
||||
\scriptsize
|
||||
\begin{tabular}{|l|r|r|r|r|}
|
||||
\hline
|
||||
Функция & \makecell{Корпус\\$\overline{\Delta}$, \%} & \makecell{Корпус\\$\Delta_{\max}$, \%} \\
|
||||
\hline
|
||||
Jenkins OAAT & 0,0475 & 0,167 \\
|
||||
\hline
|
||||
xxHash64 & 0,0431 & 0,122 \\
|
||||
\hline
|
||||
t1ha2 & 0,0615 & 0,188 \\
|
||||
\hline
|
||||
\end{tabular}
|
||||
\end{center}
|
||||
\end{table}
|
||||
|
||||
Все три функции продемонстрировали близкое к равномерному распределение. На реальном корпусе лучший результат получен для xxHash64, однако разность между функциями составляла сотые доли процента, а максимальное отклонение отдельного бита не превысило 0,188\%.
|
||||
|
||||
Таким образом, тестирование на похожих C++-символах не выявило недостаточного перемешивания Jenkins OAAT. xxHash64 и t1ha2 остаются кандидатами для отдельной оценки производительности, но качество распределения само по себе не обосновывает замену Jenkins.
|
||||
|
||||
\References
|
||||
\begin{enumerate}
|
||||
\item
|
||||
\Label{SETC}
|
||||
Tourbin A.
|
||||
\emph{set.c --- base62, Golomb and set-string routines}.
|
||||
ALT RPM source code, 2010--2012.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://git.altlinux.org/gears/r/rpm.git?a=blob;f=lib/set.c}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{JENKINS}
|
||||
Jenkins B.
|
||||
\emph{A Hash Function for Hash Table Lookup}.
|
||||
1997, обновлено в 2013 г.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://burtleburtle.net/bob/hash/doobs.html}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{GOLOMB-RICE}
|
||||
Wikipedia contributors.
|
||||
\emph{Golomb coding: описание кодов Голомба и Райса}.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://en.wikipedia.org/wiki/Golomb_coding}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{SET9}
|
||||
Гудов Д.О.
|
||||
\emph{set9.c --- экспериментальная реализация алгоритмов set:version}.
|
||||
Исходный код на GitHub.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://github.com/kr0sh512/alt-rpm-set-version/blob/main/reimplement/set9.c}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{ROARING}
|
||||
RoaringBitmap.org.
|
||||
\emph{Roaring Bitmaps --- A better compressed bitset}.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://roaringbitmap.org/}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{BASE64}
|
||||
Josefsson S.
|
||||
\emph{The Base16, Base32, and Base64 Data Encodings}. RFC~4648, 2006.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://www.rfc-editor.org/info/rfc4648}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{ZSTD}
|
||||
Collet Y., Kucherawy M.
|
||||
\emph{Zstandard Compression and the application/zstd Media Type}. RFC~8878, 2021.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://www.rfc-editor.org/info/rfc8878}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{XXHASH}
|
||||
Collet Y.
|
||||
\emph{xxHash --- extremely fast non-cryptographic hash algorithm}.
|
||||
Исходный код и документация.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://github.com/Cyan4973/xxHash}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{CITYHASH}
|
||||
Google.
|
||||
\emph{CityHash --- a family of hash functions for strings}.
|
||||
Исходный код и документация.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://github.com/google/cityhash}.
|
||||
|
||||
\item
|
||||
\Label{T1HA}
|
||||
Erthink.
|
||||
\emph{t1ha --- Fast Positive Hash}.
|
||||
Исходный код и документация.
|
||||
[Электронный ресурс] URL: \url{https://gitflic.ru/project/erthink/t1ha}.
|
||||
|
||||
\end{enumerate}
|
||||
@@ -0,0 +1,141 @@
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\documentclass[openany, twoside, a4paper, 10pt]{extbook}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage[utf8]{inputenc}
|
||||
\usepackage[english, russian]{babel}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{indentfirst}
|
||||
\frenchspacing
|
||||
\raggedbottom
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{url}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{ifpdf}
|
||||
\ifpdf
|
||||
\usepackage[pdftex]{graphicx}
|
||||
\usepackage{cmap}
|
||||
\pdfcompresslevel=9
|
||||
\DeclareGraphicsExtensions{.pdf,.png,.jpg}
|
||||
\else
|
||||
\usepackage[dvips]{graphicx}
|
||||
\DeclareGraphicsExtensions{.eps}
|
||||
\fi
|
||||
\graphicspath{ {./images/} }
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{float}
|
||||
\restylefloat{table}
|
||||
\usepackage{multirow}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{amsmath}
|
||||
\usepackage{amssymb}
|
||||
\usepackage{amscd}
|
||||
\usepackage{bm}
|
||||
\usepackage{caption}
|
||||
\usepackage{makecell}
|
||||
\usepackage{nameref}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{titlesec}
|
||||
\titleformat{\section}[block]{\rmfamily\Large\bfseries\filcenter}{\thesection.}{1em}{}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\sloppy
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
% a5paper: 148 x 210
|
||||
% print area: 110 x 180
|
||||
% top = bottom = (210 - 180) / 2 = 15
|
||||
% left = right = (148 - 110) / 2 = 19
|
||||
\usepackage[%
|
||||
left=5cm,%
|
||||
top=5.85cm,%
|
||||
right=5cm,%
|
||||
bottom=5.85cm,%
|
||||
headsep=0.2cm,%
|
||||
footskip=0.5cm,%
|
||||
]{geometry}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{titlesec}
|
||||
\newpagestyle{lvkpagestyle}{
|
||||
\sethead{}{}{}
|
||||
\setfoot{}{\usepage}{}
|
||||
}
|
||||
\pagestyle{lvkpagestyle}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\makeatletter
|
||||
\newcommand\Title[2]{%
|
||||
%\par
|
||||
\begin{centering}
|
||||
\medskip
|
||||
{
|
||||
\textbf{#1} \\
|
||||
}
|
||||
{
|
||||
\Large
|
||||
\textbf{\textsc{#2}} \\
|
||||
}
|
||||
\bigskip
|
||||
\end{centering}
|
||||
\@afterheading
|
||||
}
|
||||
\makeatother
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\makeatletter
|
||||
\newcommand{\References}{
|
||||
\medskip
|
||||
\section*{Литература}
|
||||
\nopagebreak
|
||||
\medskip
|
||||
\@afterheading
|
||||
}
|
||||
\makeatother
|
||||
|
||||
\makeatletter
|
||||
\newcommand{\ReferencesEng}{
|
||||
\medskip
|
||||
\section*{References}
|
||||
\nopagebreak
|
||||
\medskip
|
||||
\@afterheading
|
||||
}
|
||||
\makeatother
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\makeatletter
|
||||
\newcommand{\unchapter}[1]{%
|
||||
\begingroup
|
||||
\let\@makechapterhead\@gobble % make \@makechapterhead do nothing
|
||||
\chapter{#1}
|
||||
\endgroup
|
||||
}
|
||||
\makeatother
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\makeatletter
|
||||
\newcommand{\startgroup}[1]{\addtocontents{toc}{\contentsline{chapter}{#1}{}}}
|
||||
\makeatother
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\renewcommand*\thesection{\arabic{section}}
|
||||
\newcommand{\AddRefPrefix}[1]{
|
||||
\renewcommand{\Pageref}[1]{\pageref{#1##1}}
|
||||
\renewcommand{\Ref}[1]{\ref{#1##1}}
|
||||
\renewcommand{\Label}[1]{\label{#1##1}}
|
||||
}
|
||||
%%\newcommand{\Ref}[1]{\ref{#1}}
|
||||
\newcommand{\Pageref}[1]{\pageref{#1}}
|
||||
\newcommand{\Label}[1]{\label{#1}}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\renewcommand{\thetable}{\arabic{table}}
|
||||
\renewcommand{\thefigure}{\arabic{figure}}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\usepackage{pdfpages}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\begin{document}
|
||||
%% \setcounter{page}{3}
|
||||
\setcounter{tocdepth}{0}
|
||||
%% \tableofcontents
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
|
||||
% \startgroup{Секция 1. Разные вещи}
|
||||
% \unchapter{\textnormal{\textit{Иванов И.И.}} Первая статья в сборнике}
|
||||
% \AddRefPrefix{th1}
|
||||
\input{article_hbd}
|
||||
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
\end{document}
|
||||
%% ---------------------------------------------------------------------------
|
||||
@@ -0,0 +1,241 @@
|
||||
# Исследование алгоритма разрешения зависимостей в ALT RPM
|
||||
|
||||
## Замысел и структура статьи
|
||||
|
||||
Статья будет как решение одной формальной задачи. В ALT RPM пакет-потребитель задаёт множество
|
||||
требуемых символов $R$ (`Requires`), а пакет-поставщик - множество предоставляемых
|
||||
символов $P$ (`Provides`). Зависимость выполнима тогда и только тогда, когда
|
||||
|
||||
$$
|
||||
R \subseteq P.
|
||||
$$
|
||||
|
||||
Явное перечисление тысяч ELF-, Python- и файловых символов раздувает RPM-метаданные,
|
||||
поэтому множества представлены компактными set-строками.
|
||||
|
||||
## 1. Постановка задачи и данные ALT Linux
|
||||
|
||||
Ввести обозначения для bpp(b), множеств, хэш функций(H), длин строк и т.д.
|
||||
|
||||
Проверяемое программой условие имеет вид
|
||||
|
||||
$$
|
||||
H_b(R)\subseteq H_b(P).
|
||||
$$
|
||||
|
||||
Отмечаем вероятностную природу: из $R\subseteq P$ следует
|
||||
$H_b(R)\subseteq H_b(P)$, поэтому коллизия не создаёт ложного отказа. Обратное
|
||||
неверно: отсутствующий символ может совпасть по хешу с символом из $P$ и дать
|
||||
ложное принятие зависимости.
|
||||
|
||||
(Представить данные ниже табличкой)
|
||||
Привести срез Sisyphus `x86_64 + noarch`: 47 367 пакетов, 14 761 `Provides`-отношение и 68 857
|
||||
`Requires`-отношений. Для 68 198 реально сопоставимых пар медианы равны
|
||||
$p=480$, $r=13$, $p/r=28.1$; p75 - 1886, 37 и 80; p90 - 6219, 104 и 257.
|
||||
В 92.4% пар выполняется $p/r\ge 4$. Это к теме, почему рассматриваем разреженные множества.
|
||||
|
||||
## 2. Устройство существующей `set:`-строки
|
||||
|
||||
Даём схему формата:
|
||||
|
||||
```
|
||||
массив строк
|
||||
| (Jenkins OAAT)
|
||||
v
|
||||
массив хэшей
|
||||
| (qsort)
|
||||
v
|
||||
отсортированный массив хэшей
|
||||
| (вычисление разницы между элементами)
|
||||
v
|
||||
массив delta
|
||||
| (Rice-Golomb преобразование)
|
||||
v
|
||||
битовый массив
|
||||
| (base62 преобразование)
|
||||
v
|
||||
set-строка
|
||||
```
|
||||
|
||||
Нужно отдельно разобрать заголовок, диапазоны `bpp` и `Mshift`, внешний префикс
|
||||
`set:` и роль Base62: строка должна оставаться допустимым токеном версии RPM.
|
||||
Полезна небольшая иллюстрация на 5-8 символах: исходные имена, хеши,
|
||||
отсортированный массив, дельты, биты кода и итоговая строка.
|
||||
Но. Это много альт-специфики, может настолько глубоко не стоит (хотя и не очень глубоко)
|
||||
|
||||
### 2.1. Хеширование и вероятность коллизий
|
||||
|
||||
! Всё ещё нет нормального анализа коллизий
|
||||
|
||||
Текущий код использует 32-битный Jenkins OAAT и оставляет $b$ бит. Для модели
|
||||
равномерного независимого хеширования ожидаемое число столкнувшихся пар среди
|
||||
$n$ различных символов равно
|
||||
|
||||
(будет мудрёная формула, теория)
|
||||
|
||||
В статье формулы дополняем разными табличками по реальным данным из Sisyphus: распределения $p,r,b$, ожидаемые коллизии, реальные.
|
||||
|
||||
(Другие хэши идут далее)
|
||||
|
||||
### 2.2. Кодирование Golomb-Rice
|
||||
|
||||
Для отсортированных значений $0\le x_1<\dots<x_n<N$ определить
|
||||
$\delta_1=x_1$, $\delta_i=x_i-x_{i-1}$.
|
||||
|
||||
Занимаеи столько и столько бит. В реализации параметр выбирается из
|
||||
$b$ и $n$ приблизительно как
|
||||
|
||||
$$
|
||||
m=b-\lfloor\log_2 n\rfloor-1
|
||||
$$
|
||||
|
||||
с ограничением допустимым диапазоном формата. При средней дельте
|
||||
$\mathbb E\delta\approx 2^b/n$ это даёт ожидаемую длину порядка
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
### 2.3. Base62
|
||||
|
||||
Пояснить экзотичность Base62, его алфавит, принцип кодирования, Z-escape,
|
||||
|
||||
## 3. Построение `set:`-строк в `set.c`
|
||||
|
||||
(фактически его можно в 2 упихать)
|
||||
|
||||
Рассказать путь `set_new()` - `set_add()` - `set_fini()` и отдельно объяснить
|
||||
сложные участки:
|
||||
|
||||
(а тут и нет сложного, всё в cmp запихали)
|
||||
Можно рассказать о слитом энкодере, но это есть в переписанной части
|
||||
|
||||
В оригинальном варианте используется `qsort()`
|
||||
|
||||
Записать итоговую сложность построения:
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
И доп памяти:
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
## 4. Сравнение `set:`-строк
|
||||
|
||||
### 4.1. Обратное декодирование
|
||||
|
||||
Кратко пройти обратную цепочку:
|
||||
|
||||
```
|
||||
set-строка
|
||||
| (обратное base62 преобразование)
|
||||
v
|
||||
битовый массив
|
||||
| (обратное Rice-Golomb преобразование)
|
||||
v
|
||||
массив delta
|
||||
| (вычисление изначальных значений)
|
||||
v
|
||||
массив хэшей
|
||||
```
|
||||
|
||||
Если `bpp` различается, более точное множество проецируется на меньшее число бит,
|
||||
после чего снова удаляются дубликаты. (btw, тут есть сортировка слиянием, интересный момент)
|
||||
|
||||
### 4.2. Кэш декодированных множеств
|
||||
|
||||
В исходном `set.c` кэш содержит 256 записей (`CACHE_SIZE=256`), при вытеснении
|
||||
использует позицию 243 (`PIVOT_SIZE=243`), `free()` и два `memmove()`. Ключ включает
|
||||
короткий fingerprint, а окончательная проверка требует сравнения строки.
|
||||
|
||||
- что именно кэшируется;
|
||||
- стоимость линейного поиска, `strcmp`, перемещений и аллокаций;
|
||||
- слабое повторное использование при потоке десятков тысяч различных пар;
|
||||
|
||||
(всё надо сильно короче расписывать)
|
||||
|
||||
### 4.3. Проверка включения и «прыжок» по массивам
|
||||
|
||||
После декодирования задача сводится к двум возрастающим массивам. Базовый вариант
|
||||
|
||||
рассказ про IFLT4 и IFLT8
|
||||
|
||||
Худшая асимптотика остаётся
|
||||
|
||||
$$
|
||||
T_{\subseteq}(p,r)=O(p+r),
|
||||
$$
|
||||
|
||||
Полная сложность алгоритма холодного сравнения:
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
При попадании в кэш:
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
## 5. Оптимизации с сохранением текущего формата
|
||||
|
||||
### 5.1. Новый кэш
|
||||
|
||||
Заменить небольшой кэш на два раздельных bucketed LRU для `Provides` и `Requires`, увеличить вместимость. Хранить длину и более сильный fingerprint, избегать лишних
|
||||
`strlen`/`strcmp`, `free` и полных `memmove`. Отдельно убрать повторные `realloc` при построении входных наборов.
|
||||
Проверить cold, warm, поток меняющихся `Requires` к одному `Provides` и поток
|
||||
полностью уникальных пар.
|
||||
|
||||
### 5.2. Radix sort
|
||||
|
||||
Для больших наборов заменить $O(n\log n)$ `qsort()` стабильной LSD radix sort по
|
||||
байтам хеша. Число проходов
|
||||
|
||||
$$
|
||||
k=\left\lceil\frac b8\right\rceil,
|
||||
\qquad T_{\mathrm{radix}}=O(kn),
|
||||
$$
|
||||
|
||||
дополнительная память $O(n+256)$. Для малых $n$ оставить `qsort()`; в `set9.c`
|
||||
порог равен 128.
|
||||
|
||||
### 5.3. Оптимальный проход по массивам
|
||||
|
||||
Сделать адаптивный алгоритм:
|
||||
|
||||
- равные мощности - `memcmp` и быстрый вывод «равны/несравнимы»;
|
||||
- близкие мощности - обычное линейное слияние;
|
||||
- $p/r$ велико - galloping/jump search с монотонной нижней границей;
|
||||
- немедленный выход при первом отсутствующем хеше.
|
||||
|
||||
## 6. Варианты со сменой формата или API
|
||||
|
||||
### 6.1. Roaring Bitmap - отрицательный результат
|
||||
|
||||
Равномерно распределённые хеши не образуют плотных диапазонов, ради которых создан
|
||||
Roaring. Для 1000 символов при `bpp=32` получено:
|
||||
|
||||
| Представление | Длина строки | Cold compare | Warm compare |
|
||||
| -------------------- | -----------: | -----------: | -----------: |
|
||||
| Golomb/Base62 `set9` | 3994 | 293.87 мкс | 5.24 мкс |
|
||||
| raw Roaring/hex | 19 924 | 1321.17 мкс | 399.20 мкс |
|
||||
|
||||
То есть строка длиннее в 4.99 раза, cold-сравнение медленнее в 4.50 раза, warm -
|
||||
в 76.14 раза. Zstd уменьшал строку до 14 126 символов, но оставлял её в 3.54 раза
|
||||
длиннее `set9`; в соответствующем прогоне cold- и warm-сравнение проиграли в 4.96
|
||||
и 101.86 раза. Этот вариант нужен в статье как важный отрицательный эксперимент.
|
||||
|
||||
### 6.2. Прямые хеши и Base64
|
||||
|
||||
В формате D1 отсортированные усечённые хеши хранятся фиксированной шириной без
|
||||
дельт и Golomb-кода, затем упаковываются в Base64. Теоретическая длина payload:
|
||||
|
||||
...
|
||||
|
||||
Для 1000 символов и `bpp=32` строка выросла с 3994 до 5340
|
||||
символов (+33.7%). Приложить разные результаты тестов. (тесты бы прогнать снова)
|
||||
|
||||
Отдельно про увеличение размера и влияние на apt команды от этого
|
||||
|
||||
выводы насчёт формата
|
||||
|
||||
### 6.3. Альтернативные хэш функции
|
||||
|
||||
тут про разные хэши, их быстрдействие и тесты коллизий
|
||||
|
||||
## 8. Вывод
|
||||
Submodule
+1
Submodule hash_testing/old_testing/src/cityhash added at f5dc54147f
Submodule
+1
Submodule hash_testing/old_testing/src/xxHash added at e573d4d2aa
@@ -3,15 +3,19 @@ import argparse
|
||||
import ctypes
|
||||
import gc
|
||||
import os
|
||||
import shutil
|
||||
import statistics
|
||||
import subprocess
|
||||
import time
|
||||
import sys
|
||||
import tempfile
|
||||
from pathlib import Path
|
||||
|
||||
HERE = Path(__file__).resolve().parent
|
||||
BUILD = HERE / "build"
|
||||
LIBC = ctypes.CDLL(None)
|
||||
LIBC.free.argtypes = [ctypes.c_void_p]
|
||||
TIME_COMMAND = os.environ.get("TIME_COMMAND") or shutil.which("time") or "/usr/bin/time"
|
||||
TIME_FORMAT = "%U\t%S"
|
||||
|
||||
|
||||
class SetAPI:
|
||||
@@ -49,108 +53,132 @@ class SetAPI:
|
||||
return encoded
|
||||
|
||||
|
||||
def median_fini(api, symbols, bpp, calls, rounds):
|
||||
samples = []
|
||||
for _ in range(rounds):
|
||||
sets = [api.new_with_symbols(symbols) for _ in range(calls)]
|
||||
results = []
|
||||
start = time.perf_counter_ns()
|
||||
for value in sets:
|
||||
results.append(api.lib.set_fini(value, bpp))
|
||||
samples.append((time.perf_counter_ns() - start) / calls)
|
||||
if not all(results):
|
||||
raise RuntimeError("set_fini returned NULL")
|
||||
encoded = [ctypes.string_at(result) for result in results]
|
||||
if len(set(encoded)) != 1:
|
||||
raise RuntimeError("set_fini is not deterministic")
|
||||
for value, result in zip(sets, results):
|
||||
api.release(value, result)
|
||||
return statistics.median(samples)
|
||||
def make_symbols(args):
|
||||
symbols = tuple(
|
||||
f"symbol_{i:08d}_version_ALT_{i % 97}".encode() for i in range(args.symbols)
|
||||
)
|
||||
required = (
|
||||
symbols[::2]
|
||||
if args.required is None
|
||||
else tuple(symbols[i * args.symbols // args.required] for i in range(args.required))
|
||||
)
|
||||
return symbols, required
|
||||
|
||||
|
||||
def median_build(api, symbols, bpp, calls, rounds):
|
||||
samples = []
|
||||
for _ in range(rounds):
|
||||
sets = []
|
||||
results = []
|
||||
start = time.perf_counter_ns()
|
||||
for _ in range(calls):
|
||||
def api_for(name):
|
||||
if name == "set9":
|
||||
return SetAPI(BUILD / "libset9.so")
|
||||
if name == "direct":
|
||||
return SetAPI(BUILD / "libdirect-hash.so")
|
||||
raise ValueError(f"unknown implementation: {name}")
|
||||
|
||||
|
||||
def child_main(args):
|
||||
symbols, required = make_symbols(args)
|
||||
api = api_for(args.time_child_impl)
|
||||
checksum = 0
|
||||
|
||||
if args.time_child_operation == "fini":
|
||||
# Measured by /usr/bin/time around this child process. The repeated work
|
||||
# is set construction plus set_fini; keeping construction in the same
|
||||
# child avoids Python-side subsection timers while still reporting CPU
|
||||
# user/system time from the external time utility.
|
||||
for _ in range(args.fini_calls):
|
||||
value = api.new_with_symbols(symbols)
|
||||
result = api.lib.set_fini(value, bpp)
|
||||
sets.append(value)
|
||||
results.append(result)
|
||||
samples.append((time.perf_counter_ns() - start) / calls)
|
||||
if not all(results):
|
||||
raise RuntimeError("set_fini returned NULL")
|
||||
for value, result in zip(sets, results):
|
||||
result = api.lib.set_fini(value, args.bpp)
|
||||
if not result:
|
||||
raise RuntimeError("set_fini returned NULL")
|
||||
checksum ^= len(ctypes.string_at(result))
|
||||
api.release(value, result)
|
||||
return statistics.median(samples)
|
||||
|
||||
|
||||
def median_add(api, symbols, calls, rounds):
|
||||
samples = []
|
||||
for _ in range(rounds):
|
||||
values = []
|
||||
start = time.perf_counter_ns()
|
||||
for _ in range(calls):
|
||||
values.append(api.new_with_symbols(symbols))
|
||||
samples.append((time.perf_counter_ns() - start) / calls)
|
||||
for value in values:
|
||||
elif args.time_child_operation == "add":
|
||||
for _ in range(args.fini_calls):
|
||||
value = api.new_with_symbols(symbols)
|
||||
checksum ^= int(value)
|
||||
api.lib.set_free(value)
|
||||
return statistics.median(samples)
|
||||
|
||||
|
||||
def median_cmp(api, provider, requirement, calls, rounds):
|
||||
expected = api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
if expected != 1 or api.lib.rpmsetcmp(provider, provider) != 0:
|
||||
raise RuntimeError(f"unexpected rpmsetcmp result: {expected}")
|
||||
for _ in range(100):
|
||||
api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
|
||||
samples = []
|
||||
for _ in range(rounds):
|
||||
checksum = 0
|
||||
start = time.perf_counter_ns()
|
||||
for _ in range(calls):
|
||||
elif args.time_child_operation == "build":
|
||||
for _ in range(args.fini_calls):
|
||||
value = api.new_with_symbols(symbols)
|
||||
result = api.lib.set_fini(value, args.bpp)
|
||||
if not result:
|
||||
raise RuntimeError("set_fini returned NULL")
|
||||
checksum ^= len(ctypes.string_at(result))
|
||||
api.release(value, result)
|
||||
elif args.time_child_operation == "cmp-cold":
|
||||
provider = api.encode(symbols, args.bpp)
|
||||
requirement = api.encode(required, args.bpp)
|
||||
for _ in range(args.cold_calls):
|
||||
pid = os.fork()
|
||||
if pid == 0:
|
||||
result = api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
os._exit(0 if result == 1 else 1)
|
||||
_, status = os.waitpid(pid, 0)
|
||||
if status != 0:
|
||||
raise RuntimeError(f"cold rpmsetcmp child failed: status={status}")
|
||||
checksum += 1
|
||||
elif args.time_child_operation == "cmp-warm":
|
||||
provider = api.encode(symbols, args.bpp)
|
||||
requirement = api.encode(required, args.bpp)
|
||||
expected = api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
if expected != 1 or api.lib.rpmsetcmp(provider, provider) != 0:
|
||||
raise RuntimeError(f"unexpected rpmsetcmp result: {expected}")
|
||||
for _ in range(100):
|
||||
api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
for _ in range(args.cmp_calls):
|
||||
checksum += api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
samples.append((time.perf_counter_ns() - start) / calls)
|
||||
if checksum != calls:
|
||||
if checksum != args.cmp_calls:
|
||||
raise RuntimeError("rpmsetcmp result changed during benchmark")
|
||||
return statistics.median(samples)
|
||||
else:
|
||||
raise RuntimeError(f"unknown timed operation: {args.time_child_operation}")
|
||||
|
||||
# Keep a small observable side effect so timed loops are not optimized away
|
||||
# inside the C library or by future wrappers.
|
||||
print(checksum, file=sys.stderr)
|
||||
|
||||
|
||||
def cold_cmp_once(api, provider, requirement):
|
||||
read_fd, write_fd = os.pipe()
|
||||
pid = os.fork()
|
||||
if pid == 0:
|
||||
os.close(read_fd)
|
||||
start = time.perf_counter_ns()
|
||||
result = api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
|
||||
elapsed = time.perf_counter_ns() - start
|
||||
os.write(write_fd, f"{elapsed} {result}".encode())
|
||||
os.close(write_fd)
|
||||
os._exit(0)
|
||||
|
||||
os.close(write_fd)
|
||||
payload = b""
|
||||
while chunk := os.read(read_fd, 128):
|
||||
payload += chunk
|
||||
os.close(read_fd)
|
||||
_, status = os.waitpid(pid, 0)
|
||||
if status != 0:
|
||||
raise RuntimeError(f"cold rpmsetcmp child failed: status={status}")
|
||||
elapsed, result = map(int, payload.split())
|
||||
if result != 1:
|
||||
raise RuntimeError(f"unexpected cold rpmsetcmp result: {result}")
|
||||
return elapsed
|
||||
|
||||
|
||||
def median_cmp_cold(api, provider, requirement, calls, rounds):
|
||||
def measure_with_time(args, implementation, operation, calls):
|
||||
samples = []
|
||||
for _ in range(rounds):
|
||||
total = sum(cold_cmp_once(api, provider, requirement) for _ in range(calls))
|
||||
samples.append(total / calls)
|
||||
return statistics.median(samples)
|
||||
for _ in range(args.rounds):
|
||||
with tempfile.NamedTemporaryFile(prefix="arsv-time-", delete=False) as handle:
|
||||
time_path = Path(handle.name)
|
||||
command = [
|
||||
TIME_COMMAND,
|
||||
"-f",
|
||||
TIME_FORMAT,
|
||||
"-o",
|
||||
str(time_path),
|
||||
"--",
|
||||
sys.executable,
|
||||
str(Path(__file__).resolve()),
|
||||
"--skip-build",
|
||||
"--time-child",
|
||||
"--time-child-impl",
|
||||
implementation,
|
||||
"--time-child-operation",
|
||||
operation,
|
||||
"--symbols",
|
||||
str(args.symbols),
|
||||
"--bpp",
|
||||
str(args.bpp),
|
||||
"--rounds",
|
||||
"1",
|
||||
"--fini-calls",
|
||||
str(args.fini_calls),
|
||||
"--cmp-calls",
|
||||
str(args.cmp_calls),
|
||||
"--cold-calls",
|
||||
str(args.cold_calls),
|
||||
]
|
||||
if args.required is not None:
|
||||
command.extend(["--required", str(args.required)])
|
||||
try:
|
||||
subprocess.run(command, check=True, stdout=subprocess.DEVNULL, stderr=subprocess.DEVNULL)
|
||||
user_text, system_text = time_path.read_text().split()
|
||||
finally:
|
||||
time_path.unlink(missing_ok=True)
|
||||
samples.append((float(user_text) / calls, float(system_text) / calls))
|
||||
users = [sample[0] for sample in samples]
|
||||
systems = [sample[1] for sample in samples]
|
||||
return statistics.median(users), statistics.median(systems)
|
||||
|
||||
|
||||
def verify_complete_decoding(api, provider, requirement):
|
||||
@@ -167,11 +195,17 @@ def verify_complete_decoding(api, provider, requirement):
|
||||
raise RuntimeError("second operand was not decoded and validated completely")
|
||||
|
||||
|
||||
def format_time(ns):
|
||||
return f"{ns / 1000:.2f} us"
|
||||
def format_cpu_time(seconds):
|
||||
return f"{seconds * 1_000_000:.2f} us"
|
||||
|
||||
|
||||
def main():
|
||||
def format_ratio(new, old):
|
||||
if old == 0:
|
||||
return "n/a"
|
||||
return f"{new / old:.2f}x"
|
||||
|
||||
|
||||
def build_parser():
|
||||
parser = argparse.ArgumentParser(description="Compare set9 and direct-hash set APIs")
|
||||
parser.add_argument("--symbols", type=int, default=1000)
|
||||
parser.add_argument(
|
||||
@@ -185,6 +219,18 @@ def main():
|
||||
parser.add_argument("--cmp-calls", type=int, default=2000)
|
||||
parser.add_argument("--cold-calls", type=int, default=20)
|
||||
parser.add_argument("--skip-build", action="store_true")
|
||||
parser.add_argument("--time-child", action="store_true", help=argparse.SUPPRESS)
|
||||
parser.add_argument("--time-child-impl", choices=("set9", "direct"), help=argparse.SUPPRESS)
|
||||
parser.add_argument(
|
||||
"--time-child-operation",
|
||||
choices=("fini", "add", "build", "cmp-cold", "cmp-warm"),
|
||||
help=argparse.SUPPRESS,
|
||||
)
|
||||
return parser
|
||||
|
||||
|
||||
def main():
|
||||
parser = build_parser()
|
||||
args = parser.parse_args()
|
||||
if args.symbols < 2 or not 10 <= args.bpp <= 32:
|
||||
parser.error("symbols must be >= 2 and bpp must be in 10..32")
|
||||
@@ -192,26 +238,27 @@ def main():
|
||||
parser.error("required must be in 1..symbols-1")
|
||||
if min(args.rounds, args.fini_calls, args.cmp_calls, args.cold_calls) < 1:
|
||||
parser.error("rounds and call counts must be positive")
|
||||
if args.time_child and not (args.time_child_impl and args.time_child_operation):
|
||||
parser.error("--time-child requires --time-child-impl and --time-child-operation")
|
||||
|
||||
if not args.skip_build:
|
||||
subprocess.run([str(HERE / "build.sh")], check=True)
|
||||
|
||||
symbols = tuple(
|
||||
f"symbol_{i:08d}_version_ALT_{i % 97}".encode() for i in range(args.symbols)
|
||||
)
|
||||
required = (
|
||||
symbols[::2]
|
||||
if args.required is None
|
||||
else tuple(symbols[i * args.symbols // args.required] for i in range(args.required))
|
||||
)
|
||||
if args.time_child:
|
||||
child_main(args)
|
||||
return
|
||||
|
||||
if not Path(TIME_COMMAND).is_file():
|
||||
raise RuntimeError(f"time executable not found: {TIME_COMMAND}")
|
||||
|
||||
symbols, required = make_symbols(args)
|
||||
apis = {
|
||||
"set9": SetAPI(BUILD / "libset9.so"),
|
||||
"direct": SetAPI(BUILD / "libdirect-hash.so"),
|
||||
"set9": api_for("set9"),
|
||||
"direct": api_for("direct"),
|
||||
}
|
||||
|
||||
gc.disable()
|
||||
try:
|
||||
timings = {name: [[] for _ in range(5)] for name in apis}
|
||||
lengths = {}
|
||||
encoded = {}
|
||||
for name, api in apis.items():
|
||||
@@ -221,31 +268,20 @@ def main():
|
||||
wire_format = "D1/base64" if provider.startswith(b"D1") else "golomb/base62"
|
||||
lengths[name] = (len(provider), wire_format)
|
||||
|
||||
operations = (
|
||||
lambda name, api: median_fini(api, symbols, args.bpp, args.fini_calls, 1),
|
||||
lambda name, api: median_add(api, symbols, args.fini_calls, 1),
|
||||
lambda name, api: median_build(api, symbols, args.bpp, args.fini_calls, 1),
|
||||
lambda name, api: median_cmp_cold(
|
||||
api, encoded[name][0], encoded[name][1], args.cold_calls, 1
|
||||
),
|
||||
lambda name, api: median_cmp(
|
||||
api, encoded[name][0], encoded[name][1], args.cmp_calls, 1
|
||||
),
|
||||
)
|
||||
names = tuple(apis)
|
||||
for operation_index, operation in enumerate(operations):
|
||||
for round_index in range(args.rounds):
|
||||
order = names if round_index % 2 == 0 else tuple(reversed(names))
|
||||
for name in order:
|
||||
timings[name][operation_index].append(operation(name, apis[name]))
|
||||
timings = {
|
||||
name: tuple(statistics.median(samples) for samples in operation_samples)
|
||||
for name, operation_samples in timings.items()
|
||||
}
|
||||
# Run validation after timing: forked cold samples must inherit an empty
|
||||
# decoded-set cache from the parent process.
|
||||
for name, api in apis.items():
|
||||
verify_complete_decoding(api, *encoded[name])
|
||||
|
||||
operations = (
|
||||
("set_fini child", "fini", args.fini_calls),
|
||||
("new+add child", "add", args.fini_calls),
|
||||
("new+add+fini child", "build", args.fini_calls),
|
||||
("rpmsetcmp cold", "cmp-cold", args.cold_calls),
|
||||
("rpmsetcmp warm", "cmp-warm", args.cmp_calls),
|
||||
)
|
||||
timings = {name: [] for name in apis}
|
||||
for label, operation, calls in operations:
|
||||
for name in apis:
|
||||
timings[name].append(measure_with_time(args, name, operation, calls))
|
||||
finally:
|
||||
gc.enable()
|
||||
|
||||
@@ -253,18 +289,15 @@ def main():
|
||||
print("implementation set_chars format")
|
||||
for name in apis:
|
||||
print(f"{name:<14} {lengths[name][0]:>9} {lengths[name][1]}")
|
||||
print("\noperation set9 direct direct/set9")
|
||||
labels = (
|
||||
"set_fini only",
|
||||
"new+add (ctypes)",
|
||||
"new+add+fini (ctypes)",
|
||||
"rpmsetcmp cold",
|
||||
"rpmsetcmp warm",
|
||||
)
|
||||
for index, label in enumerate(labels):
|
||||
old = timings["set9"][index]
|
||||
new = timings["direct"][index]
|
||||
print(f"{label:<22} {format_time(old):>10} {format_time(new):>10} {new / old:>12.2f}x")
|
||||
print("\noperation set9_user set9_sys direct_user direct_sys user_ratio sys_ratio")
|
||||
for index, (label, _operation, _calls) in enumerate(operations):
|
||||
old_user, old_sys = timings["set9"][index]
|
||||
new_user, new_sys = timings["direct"][index]
|
||||
print(
|
||||
f"{label:<22} {format_cpu_time(old_user):>10} {format_cpu_time(old_sys):>9} "
|
||||
f"{format_cpu_time(new_user):>11} {format_cpu_time(new_sys):>10} "
|
||||
f"{format_ratio(new_user, old_user):>10} {format_ratio(new_sys, old_sys):>9}"
|
||||
)
|
||||
|
||||
|
||||
if __name__ == "__main__":
|
||||
|
||||
+144
-125
@@ -1,6 +1,5 @@
|
||||
#include <assert.h>
|
||||
#include <limits.h>
|
||||
#include <stdatomic.h>
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
@@ -15,7 +14,7 @@
|
||||
* This is intentionally a new set-string format. It is not compatible with
|
||||
* the Golomb-Rice/base62 strings produced by the original lib/set.c.
|
||||
*
|
||||
* D1<two decimal bpp digits><RFC 4648 base64 of packed hashes>
|
||||
* D1<two decimal bpp digits><unpadded RFC 4648 base64 of packed hashes>
|
||||
*
|
||||
* Sorted unique hashes are packed least-significant bit first, using exactly
|
||||
* bpp bits per hash. Base64 is only a textual representation of those bytes;
|
||||
@@ -34,6 +33,7 @@ struct set {
|
||||
char* strings;
|
||||
struct symbols {
|
||||
size_t offset;
|
||||
unsigned full_hash;
|
||||
unsigned hash;
|
||||
}* symbols_v;
|
||||
};
|
||||
@@ -47,11 +47,9 @@ struct decoded_set {
|
||||
enum {
|
||||
DECODED_CACHE_SIZE = 512,
|
||||
DECODED_CACHE_BUCKETS = 1024,
|
||||
PAIR_CACHE_SIZE = 4,
|
||||
PAIR_CACHE_SIZE = 16,
|
||||
};
|
||||
|
||||
struct decoded_cache_entry;
|
||||
|
||||
struct pair_cache_entry {
|
||||
uint64_t other_identity;
|
||||
int result;
|
||||
@@ -65,8 +63,8 @@ struct decoded_cache_entry {
|
||||
unsigned* hashes;
|
||||
size_t len;
|
||||
size_t count;
|
||||
uint32_t fingerprint;
|
||||
uint64_t identity;
|
||||
uint32_t fingerprint;
|
||||
unsigned bucket;
|
||||
unsigned target_bpp;
|
||||
unsigned pair_next;
|
||||
@@ -84,9 +82,8 @@ static struct decoded_cache_entry* decoded_cache_buckets[2][DECODED_CACHE_BUCKET
|
||||
static struct decoded_cache_entry* decoded_cache_newest[2];
|
||||
static struct decoded_cache_entry* decoded_cache_oldest[2];
|
||||
static uint64_t decoded_cache_next_identity = 1;
|
||||
/* Cached arrays remain in use until comparison completes, so lookup, eviction,
|
||||
* and comparison share one lock. */
|
||||
static atomic_flag decoded_cache_lock = ATOMIC_FLAG_INIT;
|
||||
|
||||
static unsigned hash(const char* str);
|
||||
|
||||
struct set* set_new(void) {
|
||||
struct set* set = xmalloc(sizeof(*set));
|
||||
@@ -116,7 +113,8 @@ void set_add(struct set* set, const char* sym) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
set->symbols_v[set->cnt].offset = set->strings_len;
|
||||
set->symbols_v[set->cnt].hash = 0;
|
||||
set->symbols_v[set->cnt].full_hash = hash(sym);
|
||||
set->symbols_v[set->cnt].hash = set->symbols_v[set->cnt].full_hash;
|
||||
memcpy(set->strings + set->strings_len, sym, length);
|
||||
set->strings_len = required;
|
||||
++set->cnt;
|
||||
@@ -209,7 +207,10 @@ static size_t base64_encoded_size(size_t byte_count) {
|
||||
size_t groups = (byte_count + 2) / 3;
|
||||
if (groups > (SIZE_MAX - FORMAT_HEADER_LEN - 1) / 4) abort();
|
||||
|
||||
return groups * 4;
|
||||
size_t size = groups * 4;
|
||||
size_t remainder = byte_count % 3;
|
||||
if (remainder != 0) size -= 3 - remainder;
|
||||
return size;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void base64_encode(const unsigned char* input, size_t input_len, char* output) {
|
||||
@@ -228,31 +229,52 @@ static void base64_encode(const unsigned char* input, size_t input_len, char* ou
|
||||
uint32_t value = (uint32_t)input[0] << 16;
|
||||
output[0] = base64_alphabet[(value >> 18) & 0x3f];
|
||||
output[1] = base64_alphabet[(value >> 12) & 0x3f];
|
||||
output[2] = '=';
|
||||
output[3] = '=';
|
||||
} else if (input_len == 2) {
|
||||
uint32_t value = ((uint32_t)input[0] << 16) | ((uint32_t)input[1] << 8);
|
||||
output[0] = base64_alphabet[(value >> 18) & 0x3f];
|
||||
output[1] = base64_alphabet[(value >> 12) & 0x3f];
|
||||
output[2] = base64_alphabet[(value >> 6) & 0x3f];
|
||||
output[3] = '=';
|
||||
}
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static unsigned char* pack_hashes(const unsigned* hashes, size_t count, unsigned bpp,
|
||||
size_t* byte_count) {
|
||||
static size_t compact_unique_hashes(struct symbols* symbols, size_t count) {
|
||||
size_t unique_count = 0;
|
||||
for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
|
||||
while (i + 1 < count && symbols[i].hash == symbols[i + 1].hash) ++i;
|
||||
symbols[unique_count++].hash = symbols[i].hash;
|
||||
}
|
||||
|
||||
return unique_count;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static unsigned char* pack_symbol_hashes(const struct symbols* symbols, size_t count,
|
||||
unsigned bpp, size_t* byte_count) {
|
||||
if (count > (SIZE_MAX - 7) / bpp) abort();
|
||||
size_t bit_count = count * bpp;
|
||||
*byte_count = (bit_count + 7) / 8;
|
||||
unsigned char* bytes = xmalloc(*byte_count);
|
||||
unsigned char* output = bytes;
|
||||
|
||||
#if UINT_MAX == UINT32_MAX && defined(__BYTE_ORDER__) && defined(__ORDER_LITTLE_ENDIAN__) && \
|
||||
__BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
|
||||
if (bpp == 32 && sizeof(unsigned) == 4) {
|
||||
for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
|
||||
unsigned hash = symbols[i].hash;
|
||||
memcpy(output, &hash, sizeof(hash));
|
||||
output += sizeof(hash);
|
||||
}
|
||||
assert((size_t)(output - bytes) == *byte_count);
|
||||
return bytes;
|
||||
}
|
||||
#endif
|
||||
|
||||
uint64_t bits = 0;
|
||||
unsigned filled = 0;
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
|
||||
bits |= (uint64_t)hashes[i] << filled;
|
||||
bits |= (uint64_t)symbols[i].hash << filled;
|
||||
filled += bpp;
|
||||
|
||||
while (filled >= 8) {
|
||||
@@ -275,7 +297,7 @@ const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
|
||||
unsigned mask = bpp < 32 ? (UINT32_C(1) << bpp) - 1 : UINT32_MAX;
|
||||
for (size_t i = 0; i < set->cnt; ++i) {
|
||||
set->symbols_v[i].hash = hash(set->strings + set->symbols_v[i].offset) & mask;
|
||||
set->symbols_v[i].hash = set->symbols_v[i].full_hash & mask;
|
||||
}
|
||||
sort_symbols(set->symbols_v, set->cnt, (unsigned)bpp);
|
||||
|
||||
@@ -286,27 +308,9 @@ const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
if (strcmp(left, right) != 0) fprintf(stderr, "warning: hash collision: %s %s\n", left, right);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned* unique_hashes = xmalloc(set->cnt * sizeof(*unique_hashes));
|
||||
size_t unique_count = 0;
|
||||
for (size_t i = 0; i < set->cnt; ++i) {
|
||||
while (i + 1 < set->cnt && set->symbols_v[i].hash == set->symbols_v[i + 1].hash) ++i;
|
||||
unique_hashes[unique_count++] = set->symbols_v[i].hash;
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t byte_count;
|
||||
unsigned char* allocated_bytes = NULL;
|
||||
const unsigned char* bytes;
|
||||
#if UINT_MAX == UINT32_MAX && defined(__BYTE_ORDER__) && defined(__ORDER_LITTLE_ENDIAN__) && \
|
||||
__BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
|
||||
if (bpp == 32 && sizeof(unsigned) == 4) {
|
||||
byte_count = unique_count * sizeof(*unique_hashes);
|
||||
bytes = (const unsigned char*)unique_hashes;
|
||||
} else
|
||||
#endif
|
||||
{
|
||||
allocated_bytes = pack_hashes(unique_hashes, unique_count, (unsigned)bpp, &byte_count);
|
||||
bytes = allocated_bytes;
|
||||
}
|
||||
size_t unique_count = compact_unique_hashes(set->symbols_v, set->cnt);
|
||||
unsigned char* bytes = pack_symbol_hashes(set->symbols_v, unique_count, (unsigned)bpp, &byte_count);
|
||||
size_t payload_len = base64_encoded_size(byte_count);
|
||||
char* output = xmalloc(FORMAT_HEADER_LEN + payload_len + 1);
|
||||
memcpy(output, FORMAT_PREFIX, sizeof(FORMAT_PREFIX) - 1);
|
||||
@@ -315,8 +319,7 @@ const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
base64_encode(bytes, byte_count, output + FORMAT_HEADER_LEN);
|
||||
output[FORMAT_HEADER_LEN + payload_len] = '\0';
|
||||
|
||||
_free(allocated_bytes);
|
||||
_free(unique_hashes);
|
||||
_free(bytes);
|
||||
|
||||
return output;
|
||||
}
|
||||
@@ -334,6 +337,20 @@ static const unsigned char base64_values[256] = {
|
||||
|
||||
static inline int base64_value(unsigned char c) { return (int)base64_values[c] - 1; }
|
||||
|
||||
static int base64_decoded_size(size_t input_len, size_t* byte_count) {
|
||||
size_t remainder = input_len % 4;
|
||||
if (input_len == 0 || remainder == 1) return -1;
|
||||
|
||||
size_t groups = input_len / 4;
|
||||
if (groups > SIZE_MAX / 3) return -1;
|
||||
size_t size = groups * 3;
|
||||
size_t tail_size = remainder == 0 ? 0 : remainder - 1;
|
||||
if (size > SIZE_MAX - tail_size) return -1;
|
||||
|
||||
*byte_count = size + tail_size;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline int has_set_prefix(const char* str) {
|
||||
return str[0] == 's' && str[1] == 'e' && str[2] == 't' && str[3] == ':';
|
||||
}
|
||||
@@ -343,17 +360,16 @@ static int set_meta_init(const char* source, struct set_meta* meta) {
|
||||
if (has_set_prefix(str)) str += 4;
|
||||
if (has_set_prefix(str)) return -1;
|
||||
|
||||
/* A valid direct set has at least one complete Base64 quartet. Checking
|
||||
* this fixed prefix makes cache hits independent of total key length. */
|
||||
/* With bpp >= 10, a valid direct set has at least three Base64 characters. */
|
||||
if (str[0] != FORMAT_PREFIX[0] || str[1] != FORMAT_PREFIX[1]) return -1;
|
||||
if (str[2] < '0' || str[2] > '9' || str[3] < '0' || str[3] > '9') return -1;
|
||||
if (str[4] == '\0' || str[5] == '\0' || str[6] == '\0' || str[7] == '\0') return -1;
|
||||
if (str[4] == '\0' || str[5] == '\0' || str[6] == '\0') return -1;
|
||||
|
||||
unsigned bpp = (unsigned)(str[2] - '0') * 10 + (unsigned)(str[3] - '0');
|
||||
if (bpp < 10 || bpp > 32) return -1;
|
||||
|
||||
meta->str = str;
|
||||
meta->len = 0;
|
||||
meta->len = strlen(str);
|
||||
meta->bpp = bpp;
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
@@ -396,36 +412,34 @@ static int decode_base64_bytes(const char* input, size_t input_len, unsigned cha
|
||||
size_t output_len) {
|
||||
unsigned char* const output_end = output + output_len;
|
||||
size_t offset = 0;
|
||||
for (; offset + 4 < input_len; offset += 4) {
|
||||
while (input_len - offset >= 4) {
|
||||
int v0 = base64_value((unsigned char)input[offset]);
|
||||
int v1 = base64_value((unsigned char)input[offset + 1]);
|
||||
int v2 = base64_value((unsigned char)input[offset + 2]);
|
||||
int v3 = base64_value((unsigned char)input[offset + 3]);
|
||||
if ((v0 | v1 | v2 | v3) < 0) return -1;
|
||||
if ((v0 | v1 | v2 | v3) < 0 || output_end - output < 3) return -1;
|
||||
output[0] = (unsigned char)((v0 << 2) | (v1 >> 4));
|
||||
output[1] = (unsigned char)(((v1 & 0x0f) << 4) | (v2 >> 2));
|
||||
output[2] = (unsigned char)(((v2 & 0x03) << 6) | v3);
|
||||
output += 3;
|
||||
offset += 4;
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t remainder = input_len - offset;
|
||||
if (remainder == 0) return output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
if (remainder == 1) return -1;
|
||||
|
||||
int v0 = base64_value((unsigned char)input[offset]);
|
||||
int v1 = base64_value((unsigned char)input[offset + 1]);
|
||||
if ((v0 | v1) < 0 || output == output_end) return -1;
|
||||
*output++ = (unsigned char)((v0 << 2) | (v1 >> 4));
|
||||
|
||||
if (input[offset + 2] == '=') {
|
||||
return input[offset + 3] == '=' && (v1 & 0x0f) == 0 && output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
}
|
||||
if (remainder == 2) return (v1 & 0x0f) == 0 && output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
|
||||
int v2 = base64_value((unsigned char)input[offset + 2]);
|
||||
if (v2 < 0 || output == output_end) return -1;
|
||||
*output++ = (unsigned char)(((v1 & 0x0f) << 4) | (v2 >> 2));
|
||||
if (input[offset + 3] == '=') return (v2 & 0x03) == 0 && output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
|
||||
int v3 = base64_value((unsigned char)input[offset + 3]);
|
||||
if (v3 < 0 || output == output_end) return -1;
|
||||
*output++ = (unsigned char)(((v2 & 0x03) << 6) | v3);
|
||||
return output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
return (v2 & 0x03) == 0 && output == output_end ? 0 : -1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline int decode_base64_triplet(const char* input, uint32_t* triplet) {
|
||||
@@ -502,11 +516,8 @@ static int decode_set_sized(const char* str, size_t str_len, struct decoded_set*
|
||||
|
||||
const char* input = str + FORMAT_HEADER_LEN;
|
||||
size_t input_len = str_len - FORMAT_HEADER_LEN;
|
||||
if (input_len == 0 || input_len % 4 != 0 || input_len / 4 > SIZE_MAX / 3) return -1;
|
||||
|
||||
size_t byte_count = input_len / 4 * 3;
|
||||
if (input[input_len - 1] == '=') --byte_count;
|
||||
if (input[input_len - 2] == '=') --byte_count;
|
||||
size_t byte_count;
|
||||
if (base64_decoded_size(input_len, &byte_count) < 0) return -1;
|
||||
if (byte_count > SIZE_MAX / 8) return -1;
|
||||
|
||||
size_t count = byte_count * 8 / bpp;
|
||||
@@ -563,32 +574,35 @@ static int decode_set_sized(const char* str, size_t str_len, struct decoded_set*
|
||||
.bpp = bpp,
|
||||
};
|
||||
|
||||
for (size_t offset = 0; offset < input_len; offset += 4) {
|
||||
size_t full_len = input_len - input_len % 4;
|
||||
for (size_t offset = 0; offset < full_len; offset += 4) {
|
||||
int v0 = base64_value((unsigned char)input[offset]);
|
||||
int v1 = base64_value((unsigned char)input[offset + 1]);
|
||||
int last = offset + 4 == input_len;
|
||||
if (v0 < 0 || v1 < 0) goto invalid;
|
||||
int v2 = base64_value((unsigned char)input[offset + 2]);
|
||||
int v3 = base64_value((unsigned char)input[offset + 3]);
|
||||
if ((v0 | v1 | v2 | v3) < 0) goto invalid;
|
||||
|
||||
uint32_t bytes = (uint32_t)((v0 << 2) | (v1 >> 4)) |
|
||||
(uint32_t)(((v1 & 0x0f) << 4) | (v2 >> 2)) << 8 |
|
||||
(uint32_t)(((v2 & 0x03) << 6) | v3) << 16;
|
||||
if (decode_writer_put(&writer, bytes, 3) < 0) goto invalid;
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t remainder = input_len - full_len;
|
||||
if (remainder != 0) {
|
||||
int v0 = base64_value((unsigned char)input[full_len]);
|
||||
int v1 = base64_value((unsigned char)input[full_len + 1]);
|
||||
if ((v0 | v1) < 0) goto invalid;
|
||||
|
||||
uint32_t bytes = (uint32_t)((v0 << 2) | (v1 >> 4));
|
||||
if (input[offset + 2] == '=') {
|
||||
if (!last || input[offset + 3] != '=' || (v1 & 0x0f) != 0 ||
|
||||
decode_writer_put(&writer, bytes, 1) < 0)
|
||||
goto invalid;
|
||||
continue;
|
||||
if (remainder == 2) {
|
||||
if ((v1 & 0x0f) != 0 || decode_writer_put(&writer, bytes, 1) < 0) goto invalid;
|
||||
} else {
|
||||
int v2 = base64_value((unsigned char)input[full_len + 2]);
|
||||
if (v2 < 0 || (v2 & 0x03) != 0) goto invalid;
|
||||
bytes |= (uint32_t)(((v1 & 0x0f) << 4) | (v2 >> 2)) << 8;
|
||||
if (decode_writer_put(&writer, bytes, 2) < 0) goto invalid;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int v2 = base64_value((unsigned char)input[offset + 2]);
|
||||
if (v2 < 0) goto invalid;
|
||||
bytes |= (uint32_t)(((v1 & 0x0f) << 4) | (v2 >> 2)) << 8;
|
||||
if (input[offset + 3] == '=') {
|
||||
if (!last || (v2 & 0x03) != 0 || decode_writer_put(&writer, bytes, 2) < 0) goto invalid;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int v3 = base64_value((unsigned char)input[offset + 3]);
|
||||
if (v3 < 0) goto invalid;
|
||||
bytes |= (uint32_t)(((v2 & 0x03) << 6) | v3) << 16;
|
||||
if (decode_writer_put(&writer, bytes, 3) < 0) goto invalid;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (writer.written != count || writer.bits != 0) goto invalid;
|
||||
@@ -727,12 +741,24 @@ static void downsample_to(struct decoded_set* set, unsigned target_bpp) {
|
||||
|
||||
static uint32_t decoded_cache_fingerprint(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp) {
|
||||
const unsigned char* str = (const unsigned char*)meta->str;
|
||||
uint32_t fingerprint = (uint32_t)str[4] | ((uint32_t)str[5] << 8) |
|
||||
((uint32_t)str[6] << 16) | ((uint32_t)str[7] << 24);
|
||||
fingerprint ^= meta->bpp * UINT32_C(0x27d4eb2d);
|
||||
fingerprint ^= target_bpp * UINT32_C(0x85ebca6b);
|
||||
fingerprint ^= fingerprint >> 11;
|
||||
fingerprint *= UINT32_C(0x9e3779b1);
|
||||
uint32_t fingerprint = UINT32_C(2166136261);
|
||||
fingerprint = (fingerprint ^ (uint32_t)meta->len) * UINT32_C(16777619);
|
||||
fingerprint = (fingerprint ^ (meta->bpp * UINT32_C(0x27d4eb2d))) * UINT32_C(16777619);
|
||||
fingerprint = (fingerprint ^ (target_bpp * UINT32_C(0x85ebca6b))) * UINT32_C(16777619);
|
||||
|
||||
size_t prefix_len = meta->len < 8 ? meta->len : 8;
|
||||
for (size_t i = 0; i < prefix_len; ++i) {
|
||||
fingerprint = (fingerprint ^ str[i]) * UINT32_C(16777619);
|
||||
}
|
||||
size_t suffix_start = meta->len > 8 ? meta->len - 8 : prefix_len;
|
||||
for (size_t i = suffix_start; i < meta->len; ++i) {
|
||||
fingerprint = (fingerprint ^ str[i]) * UINT32_C(16777619);
|
||||
}
|
||||
|
||||
fingerprint ^= fingerprint >> 16;
|
||||
fingerprint *= UINT32_C(0x7feb352d);
|
||||
fingerprint ^= fingerprint >> 15;
|
||||
fingerprint *= UINT32_C(0x846ca68b);
|
||||
fingerprint ^= fingerprint >> 16;
|
||||
return fingerprint;
|
||||
}
|
||||
@@ -771,14 +797,23 @@ static void decoded_cache_remove(struct decoded_cache_entry* victim, unsigned ca
|
||||
_free(victim);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void decoded_cache_reset_pair_identities(void) {
|
||||
for (unsigned bucket = 0; bucket < DECODED_CACHE_BUCKETS; ++bucket) {
|
||||
for (struct decoded_cache_entry* provider = decoded_cache_buckets[0][bucket]; provider;
|
||||
provider = provider->bucket_next) {
|
||||
for (unsigned i = 0; i < PAIR_CACHE_SIZE; ++i) provider->pairs[i].other_identity = 0;
|
||||
static int pair_cache_lookup(const struct decoded_cache_entry* first,
|
||||
const struct decoded_cache_entry* second, int* result) {
|
||||
for (unsigned i = 0; i < PAIR_CACHE_SIZE; ++i) {
|
||||
if (first->pairs[i].other_identity == second->identity) {
|
||||
*result = first->pairs[i].result;
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
decoded_cache_next_identity = 1;
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void pair_cache_store(struct decoded_cache_entry* first,
|
||||
const struct decoded_cache_entry* second, int result) {
|
||||
unsigned slot = first->pair_next++ & (PAIR_CACHE_SIZE - 1);
|
||||
first->pairs[slot].other_identity = second->identity;
|
||||
first->pairs[slot].result = result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int cache_decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp, unsigned cache_id,
|
||||
@@ -792,7 +827,7 @@ static int cache_decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp, un
|
||||
for (struct decoded_cache_entry* entry = decoded_cache_buckets[cache_id][bucket]; entry;
|
||||
entry = entry->bucket_next) {
|
||||
if (entry->fingerprint != fingerprint || entry->target_bpp != target_bpp ||
|
||||
strcmp(entry->str, meta->str) != 0)
|
||||
entry->len != meta->len || memcmp(entry->str, meta->str, meta->len + 1) != 0)
|
||||
continue;
|
||||
|
||||
decoded_cache_touch(entry, cache_id);
|
||||
@@ -802,32 +837,28 @@ static int cache_decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp, un
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
size_t len = strlen(meta->str);
|
||||
size_t input_len = len - FORMAT_HEADER_LEN;
|
||||
if (input_len == 0 || input_len % 4 != 0 || input_len / 4 > SIZE_MAX / 3) return -1;
|
||||
|
||||
struct decoded_set decoded;
|
||||
if (decode_set_sized(meta->str, len, &decoded) < 0) return -1;
|
||||
if (decode_set_sized(meta->str, meta->len, &decoded) < 0) return -1;
|
||||
if (decoded.bpp != meta->bpp) {
|
||||
_free(decoded.hashes);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
downsample_to(&decoded, target_bpp);
|
||||
|
||||
if (len > SIZE_MAX - sizeof(struct decoded_cache_entry) - 1) {
|
||||
if (meta->len > SIZE_MAX - sizeof(struct decoded_cache_entry) - 1) {
|
||||
_free(decoded.hashes);
|
||||
return -1;
|
||||
}
|
||||
struct decoded_cache_entry* entry = xmalloc(sizeof(*entry) + len + 1);
|
||||
struct decoded_cache_entry* entry = xmalloc(sizeof(*entry) + meta->len + 1);
|
||||
memset(entry, 0, sizeof(*entry));
|
||||
entry->str = (char*)(entry + 1);
|
||||
memcpy(entry->str, meta->str, len + 1);
|
||||
memcpy(entry->str, meta->str, meta->len + 1);
|
||||
entry->hashes = decoded.hashes;
|
||||
entry->len = len;
|
||||
entry->len = meta->len;
|
||||
entry->count = decoded.count;
|
||||
entry->fingerprint = fingerprint;
|
||||
if (decoded_cache_next_identity == 0) decoded_cache_reset_pair_identities();
|
||||
entry->identity = decoded_cache_next_identity++;
|
||||
if (entry->identity == 0) entry->identity = decoded_cache_next_identity++;
|
||||
entry->fingerprint = fingerprint;
|
||||
entry->bucket = bucket;
|
||||
entry->target_bpp = target_bpp;
|
||||
|
||||
@@ -902,31 +933,29 @@ static int sorted_subset(const unsigned* small, size_t small_count, const unsign
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int rpmsetcmp_locked(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
struct set_meta meta1;
|
||||
if (set_meta_init(str1, &meta1) < 0) return -3;
|
||||
|
||||
struct set_meta meta2;
|
||||
int meta2_status = set_meta_init(str2, &meta2);
|
||||
unsigned target_bpp =
|
||||
meta2_status == 0 && meta2.bpp < meta1.bpp ? meta2.bpp : meta1.bpp;
|
||||
if (set_meta_init(str2, &meta2) < 0) return -4;
|
||||
unsigned target_bpp = meta2.bpp < meta1.bpp ? meta2.bpp : meta1.bpp;
|
||||
|
||||
const unsigned* hashes1;
|
||||
size_t count1;
|
||||
struct decoded_cache_entry* entry1;
|
||||
if (cache_decode_set(&meta1, target_bpp, 0, &hashes1, &count1, &entry1) < 0) return -3;
|
||||
if (meta2_status < 0) return -4;
|
||||
|
||||
if (meta1.len == meta2.len && memcmp(meta1.str, meta2.str, meta1.len + 1) == 0) return 0;
|
||||
|
||||
const unsigned* hashes2;
|
||||
size_t count2;
|
||||
struct decoded_cache_entry* entry2;
|
||||
if (cache_decode_set(&meta2, target_bpp, 1, &hashes2, &count2, &entry2) < 0) return -4;
|
||||
|
||||
for (unsigned i = 0; i < PAIR_CACHE_SIZE; ++i) {
|
||||
if (entry1->pairs[i].other_identity == entry2->identity) return entry1->pairs[i].result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int result;
|
||||
if (pair_cache_lookup(entry1, entry2, &result)) return result;
|
||||
|
||||
if (count1 == count2)
|
||||
result = memcmp(hashes1, hashes2, count1 * sizeof(*hashes1)) == 0 ? 0 : -2;
|
||||
else if (count1 > count2)
|
||||
@@ -934,16 +963,6 @@ static int rpmsetcmp_locked(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
else
|
||||
result = sorted_subset(hashes1, count1, hashes2, count2) ? -1 : -2;
|
||||
|
||||
struct pair_cache_entry* pair = &entry1->pairs[entry1->pair_next++ % PAIR_CACHE_SIZE];
|
||||
pair->other_identity = entry2->identity;
|
||||
pair->result = result;
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
while (atomic_flag_test_and_set_explicit(&decoded_cache_lock, memory_order_acquire)) {
|
||||
}
|
||||
int result = rpmsetcmp_locked(str1, str2);
|
||||
atomic_flag_clear_explicit(&decoded_cache_lock, memory_order_release);
|
||||
pair_cache_store(entry1, entry2, result);
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -36,5 +36,5 @@
|
||||
|
||||
## улучшение работы с хэшем
|
||||
|
||||
- если условно "отсортировать" массив provides/requires, можно получить лучшую работу с кжшом
|
||||
- если условно "отсортировать" массив provides/requires, можно получить лучшую работу с кэшом
|
||||
- (надеюсь, что под капотом оно уже и так это делает, но проверить стоит)
|
||||
|
||||
+222
-232
@@ -2,6 +2,8 @@
|
||||
#undef NDEBUG
|
||||
#endif
|
||||
#include <assert.h>
|
||||
#include <errno.h>
|
||||
#include <limits.h>
|
||||
#include <stdint.h>
|
||||
#include <stdlib.h>
|
||||
#include <string.h>
|
||||
@@ -14,7 +16,40 @@
|
||||
#include "set.h"
|
||||
#include "system.h"
|
||||
|
||||
#define CACHE_SIZE 512
|
||||
enum {
|
||||
CACHE_SIZE = 512,
|
||||
CACHE_BUCKETS = 1024,
|
||||
};
|
||||
|
||||
enum {
|
||||
SET_HEADER_SIZE = 2,
|
||||
SET_PARAM_CHAR_OFFSET = 7,
|
||||
SET_BPP_MIN = 10,
|
||||
SET_BPP_MAX = 32,
|
||||
SET_MSHIFT_MIN = 7,
|
||||
SET_MSHIFT_MAX = 31,
|
||||
};
|
||||
|
||||
enum {
|
||||
BASE62_ESCAPE_BITS = 4,
|
||||
BASE62_VALUE_BITS = 6,
|
||||
BASE62_ESCAPE_CHUNK_BITS = BASE62_ESCAPE_BITS + BASE62_VALUE_BITS,
|
||||
BASE62_MIN_BITS_PER_CHAR = BASE62_ESCAPE_CHUNK_BITS / 2,
|
||||
BASE62_MAX_PADDING_BITS = BASE62_VALUE_BITS - 1,
|
||||
BASE62_LOWERCASE_OFFSET = 10,
|
||||
BASE62_UPPERCASE_OFFSET = 36,
|
||||
BASE62_ESCAPE_VALUE = 61,
|
||||
BASE62_VALUE_COUNT = 62,
|
||||
BASE62_ESCAPE_LOW_MASK = (1u << BASE62_ESCAPE_BITS) - 1,
|
||||
BASE62_ESCAPE_HIGH_MASK = 3u << BASE62_ESCAPE_BITS,
|
||||
};
|
||||
|
||||
enum {
|
||||
BASE62_INVALID = 0xee,
|
||||
BASE62_END = UCHAR_MAX,
|
||||
};
|
||||
|
||||
_Static_assert(CHAR_BIT == 8, "set:version relies on 8-bit");
|
||||
|
||||
struct set {
|
||||
size_t cnt;
|
||||
@@ -49,7 +84,7 @@ void set_add(struct set* set, const char* sym) {
|
||||
size_t length = strlen(sym) + 1;
|
||||
size_t required = set->strings_len + length;
|
||||
if (required > set->strings_cap) {
|
||||
size_t capacity = set->strings_cap ? set->strings_cap : 4096;
|
||||
size_t capacity = set->strings_cap ?: 4096;
|
||||
while (capacity < required) capacity *= 2;
|
||||
|
||||
set->strings = xrealloc(set->strings, capacity);
|
||||
@@ -61,8 +96,6 @@ void set_add(struct set* set, const char* sym) {
|
||||
memcpy(set->strings + set->strings_len, sym, length);
|
||||
set->strings_len = required;
|
||||
set->cnt++;
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct set* set_free(struct set* set) {
|
||||
@@ -75,10 +108,8 @@ struct set* set_free(struct set* set) {
|
||||
return NULL;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
static unsigned hash(const char* str) {
|
||||
unsigned hash = 0x9e3779b9;
|
||||
unsigned hash = UINT32_C(0x9e3779b9);
|
||||
const unsigned char* p = (const unsigned char*)str;
|
||||
|
||||
while (*p) {
|
||||
@@ -138,12 +169,8 @@ static void sort_symbols(struct symbols* values, size_t count, int bpp) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (source != values) memcpy(values, source, count * sizeof(*values));
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
static int log2i(int n) {
|
||||
int m = 0;
|
||||
while (n /= 2) m++;
|
||||
@@ -151,45 +178,49 @@ static int log2i(int n) {
|
||||
return m;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Calculate Mshift paramter for encoding.
|
||||
/* Calculate Mshift parameter for encoding. */
|
||||
static int encode_golomb_Mshift(int cnt, int bpp) {
|
||||
// XXX Slightly better Mshift estimations are probably possible.
|
||||
// Recheck "Compression and coding algorithms" by Moffat & Turpin.
|
||||
/*
|
||||
* XXX Slightly better Mshift estimations are probably possible.
|
||||
* Recheck "Compression and coding algorithms" by Moffat & Turpin.
|
||||
*/
|
||||
int Mshift = bpp - log2i(cnt) - 1;
|
||||
|
||||
// Adjust out-of-range values.
|
||||
Mshift = (Mshift < 7) ? 7 : Mshift;
|
||||
Mshift = (Mshift > 31) ? 31 : Mshift;
|
||||
/* Adjust out-of-range values. */
|
||||
Mshift = (Mshift < SET_MSHIFT_MIN) ? SET_MSHIFT_MIN : Mshift;
|
||||
Mshift = (Mshift > SET_MSHIFT_MAX) ? SET_MSHIFT_MAX : Mshift;
|
||||
assert(Mshift < bpp);
|
||||
|
||||
return Mshift;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Estimate how many bits can be filled up.
|
||||
/* Estimate how many bits can be filled up. */
|
||||
static inline int encode_golomb_size(int cnt, int Mshift) {
|
||||
// XXX No precise estimation. However, we do not expect unary-encoded bits
|
||||
// to take more than binary-encoded Mshift bits.
|
||||
return Mshift * 2 * cnt + 16;
|
||||
/*
|
||||
* XXX No precise estimation. However, we do not expect unary-encoded bits
|
||||
* to take more than binary-encoded Mshift bits.
|
||||
*/
|
||||
return 2 * Mshift * cnt + 16;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Estimate base62 buffer size required to encode a given number of bits.
|
||||
/* Estimate base62 buffer size required to encode a given number of bits. */
|
||||
static inline int encode_base62_size(int bit_cnt) {
|
||||
// In the worst case, which is ZxZxZx..., five bits can make a character;
|
||||
// the remaining bits can make a character, too. And the string must be
|
||||
// null-terminated.
|
||||
return bit_cnt / 5 + 2;
|
||||
/*
|
||||
* In the worst case, which is ZxZxZx..., five bits can make a character;
|
||||
* the remaining bits can make a character, too. And the string must be
|
||||
* null-terminated.
|
||||
*/
|
||||
return bit_cnt / BASE62_MIN_BITS_PER_CHAR + 2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int encode_set_size(int cnt, int bpp) {
|
||||
int Mshift = encode_golomb_Mshift(cnt, bpp);
|
||||
int bit_cnt = encode_golomb_size(cnt, Mshift);
|
||||
// two leading characters are special
|
||||
return 2 + encode_base62_size(bit_cnt);
|
||||
/* The leading characters encode bpp and Mshift. */
|
||||
return SET_HEADER_SIZE + encode_base62_size(bit_cnt);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
// Main base62 encoding routine: pack bit_arr into base62 string.
|
||||
/* Main base62 encoding routine: pack bit_arr into base62 string. */
|
||||
/*
|
||||
* Base62 routines - encode bits with alnum characters.
|
||||
*
|
||||
@@ -203,9 +234,7 @@ static int encode_set_size(int cnt, int bpp) {
|
||||
* how multiple escapes are avoided.
|
||||
*/
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
static inline char encode_bpp(int bpp) { return (char)(bpp - 7 + 'a'); }
|
||||
static inline char encode_bpp(int bpp) { return (char)(bpp - SET_PARAM_CHAR_OFFSET + 'a'); }
|
||||
|
||||
struct encode_writer {
|
||||
uint64_t bits;
|
||||
@@ -216,20 +245,20 @@ struct encode_writer {
|
||||
};
|
||||
|
||||
static inline void encode_writer_digit(struct encode_writer* writer, unsigned value) {
|
||||
assert(value < 62);
|
||||
assert(value < BASE62_VALUE_COUNT);
|
||||
|
||||
if (value < 10) {
|
||||
if (value < BASE62_LOWERCASE_OFFSET) {
|
||||
*writer->output++ = (char)('0' + value);
|
||||
} else if (value < 36) {
|
||||
*writer->output++ = (char)('a' + value - 10);
|
||||
} else if (value < BASE62_UPPERCASE_OFFSET) {
|
||||
*writer->output++ = (char)('a' + value - BASE62_LOWERCASE_OFFSET);
|
||||
} else {
|
||||
*writer->output++ = (char)('A' + value - 36);
|
||||
*writer->output++ = (char)('A' + value - BASE62_UPPERCASE_OFFSET);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline void encode_writer_flush(struct encode_writer* writer) {
|
||||
for (;;) {
|
||||
unsigned width = writer->escaped ? 4u : 6u;
|
||||
unsigned width = writer->escaped ? BASE62_ESCAPE_BITS : BASE62_VALUE_BITS;
|
||||
if (writer->filled < width) return;
|
||||
|
||||
unsigned value = (unsigned)writer->bits & ((1u << width) - 1);
|
||||
@@ -239,9 +268,9 @@ static inline void encode_writer_flush(struct encode_writer* writer) {
|
||||
if (writer->escaped) {
|
||||
encode_writer_digit(writer, writer->pending_high | value);
|
||||
writer->escaped = 0;
|
||||
} else if (value >= 61) {
|
||||
encode_writer_digit(writer, 61);
|
||||
writer->pending_high = (value - 61) << 4;
|
||||
} else if (value >= BASE62_ESCAPE_VALUE) {
|
||||
encode_writer_digit(writer, BASE62_ESCAPE_VALUE);
|
||||
writer->pending_high = (value - BASE62_ESCAPE_VALUE) << BASE62_ESCAPE_BITS;
|
||||
writer->escaped = 1;
|
||||
} else {
|
||||
encode_writer_digit(writer, value);
|
||||
@@ -250,6 +279,10 @@ static inline void encode_writer_flush(struct encode_writer* writer) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline void encode_writer_zeros(struct encode_writer* writer, unsigned count) {
|
||||
/*
|
||||
* encode_writer_flush() leaves fewer than BASE62_VALUE_BITS bits buffered.
|
||||
* Adding at most 56 bits therefore cannot overflow uint64_t.
|
||||
*/
|
||||
while (count) {
|
||||
unsigned take = count > 56 ? 56 : count;
|
||||
writer->filled += take;
|
||||
@@ -257,16 +290,12 @@ static inline void encode_writer_zeros(struct encode_writer* writer, unsigned co
|
||||
|
||||
encode_writer_flush(writer);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static inline void encode_writer_put(struct encode_writer* writer, uint64_t value, unsigned width) {
|
||||
writer->bits |= value << writer->filled;
|
||||
writer->filled += width;
|
||||
encode_writer_flush(writer);
|
||||
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int encode_set(int cnt, const unsigned* hash_arr, int bpp, char* base62_str) {
|
||||
@@ -302,13 +331,13 @@ static int encode_set(int cnt, const unsigned* hash_arr, int bpp, char* base62_s
|
||||
}
|
||||
|
||||
const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
// Implementation for finalizing the set
|
||||
/* Implementation for finalizing the set */
|
||||
|
||||
assert(set != NULL);
|
||||
assert(set->cnt > 0);
|
||||
assert(bpp >= 10 && bpp <= 32);
|
||||
assert(bpp >= SET_BPP_MIN && bpp <= SET_BPP_MAX);
|
||||
|
||||
unsigned mask = (bpp < 32) ? (1u << bpp) - 1 : ~0u;
|
||||
unsigned mask = (bpp < SET_BPP_MAX) ? (1u << bpp) - 1 : ~0u;
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < set->cnt; ++i) {
|
||||
set->symbols_v[i].hash = hash(set->strings + set->symbols_v[i].offset) & mask;
|
||||
@@ -316,20 +345,20 @@ const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
|
||||
sort_symbols(set->symbols_v, set->cnt, bpp);
|
||||
|
||||
// warn on hash collizions
|
||||
/* warn on hash collisions */
|
||||
for (size_t i = 0; i < set->cnt - 1; ++i) {
|
||||
if (set->symbols_v[i].hash != set->symbols_v[i + 1].hash) continue;
|
||||
const char* left = set->strings + set->symbols_v[i].offset;
|
||||
const char* right = set->strings + set->symbols_v[i + 1].offset;
|
||||
if (!strcmp(left, right)) continue;
|
||||
|
||||
fprintf(stderr, "warning: hash collision: %s %s\n", left, right);
|
||||
fprintf(stderr, "warning: set-version hash collision: %s %s\n", left, right);
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned unique_hash[set->cnt];
|
||||
int unique_cnt = 0;
|
||||
|
||||
// delete duplicates
|
||||
/* delete duplicates */
|
||||
for (size_t i = 0; i < set->cnt; ++i) {
|
||||
while (i + 1 < set->cnt && set->symbols_v[i].hash == set->symbols_v[i + 1].hash) {
|
||||
++i;
|
||||
@@ -343,8 +372,6 @@ const char* set_fini(struct set* set, int bpp) {
|
||||
return xstrdup(base62_str);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
struct set_meta {
|
||||
const char* str;
|
||||
const char* payload;
|
||||
@@ -357,21 +384,21 @@ struct set_meta {
|
||||
};
|
||||
|
||||
static int set_meta_init(const char* str, struct set_meta* meta) {
|
||||
// len >= 3
|
||||
if (!str[0] || !str[1] || !str[2]) return -4;
|
||||
/* The header must be followed by at least one payload character. */
|
||||
if (!str[0] || !str[1] || !str[SET_HEADER_SIZE]) return -EPIPE;
|
||||
|
||||
int bpp = str[0] + 7 - 'a';
|
||||
if (bpp < 10 || bpp > 32) return -1;
|
||||
int bpp = str[0] + SET_PARAM_CHAR_OFFSET - 'a';
|
||||
if (bpp < SET_BPP_MIN || bpp > SET_BPP_MAX) return -ERANGE;
|
||||
|
||||
int Mshift = str[1] + 7 - 'a';
|
||||
if (Mshift < 7 || Mshift > 31) return -2;
|
||||
if (Mshift >= bpp) return -3;
|
||||
int Mshift = str[1] + SET_PARAM_CHAR_OFFSET - 'a';
|
||||
if (Mshift < SET_MSHIFT_MIN || Mshift > SET_MSHIFT_MAX) return -ERANGE;
|
||||
if (Mshift >= bpp) return -EINVAL;
|
||||
|
||||
*meta = (struct set_meta){
|
||||
.str = str,
|
||||
.payload = str + 2,
|
||||
.bpp = bpp,
|
||||
.Mshift = Mshift,
|
||||
.str = str,
|
||||
.payload = str + SET_HEADER_SIZE,
|
||||
.bpp = bpp,
|
||||
.Mshift = Mshift,
|
||||
};
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
@@ -380,12 +407,12 @@ static int set_meta_init(const char* str, struct set_meta* meta) {
|
||||
static int set_meta_fini(struct set_meta* meta) {
|
||||
size_t len = strlen(meta->str);
|
||||
|
||||
size_t payload_len = len - 2;
|
||||
size_t payload_len = len - SET_HEADER_SIZE;
|
||||
|
||||
int bit_capacity = (int)payload_len * 6;
|
||||
int bit_capacity = (int)payload_len * BASE62_VALUE_BITS;
|
||||
int value_capacity = bit_capacity / (meta->Mshift + 1);
|
||||
|
||||
if (value_capacity < 1) return -4;
|
||||
if (value_capacity < 1) return -EINVAL;
|
||||
|
||||
meta->len = len;
|
||||
meta->payload_len = payload_len;
|
||||
@@ -394,104 +421,61 @@ static int set_meta_fini(struct set_meta* meta) {
|
||||
|
||||
return 0;
|
||||
}
|
||||
// UCHAR_MAX == 255
|
||||
__extension__ static const unsigned char char_to_num[255 + 1] = {[0] = 0xff, /* конец строки */
|
||||
/* clang-format off */
|
||||
__extension__ static const unsigned char char_to_num[UCHAR_MAX + 1] = {
|
||||
[0] = BASE62_END, /* end of string */
|
||||
[1 ... ('0' - 1)] = BASE62_INVALID,
|
||||
|
||||
[1 ...('0' - 1)] = 0xee,
|
||||
['0'] = 0, ['1'] = 1, ['2'] = 2, ['3'] = 3, ['4'] = 4,
|
||||
['5'] = 5, ['6'] = 6, ['7'] = 7, ['8'] = 8, ['9'] = 9,
|
||||
|
||||
['0'] = 0,
|
||||
['1'] = 1,
|
||||
['2'] = 2,
|
||||
['3'] = 3,
|
||||
['4'] = 4,
|
||||
['5'] = 5,
|
||||
['6'] = 6,
|
||||
['7'] = 7,
|
||||
['8'] = 8,
|
||||
['9'] = 9,
|
||||
[('9' + 1) ... ('A' - 1)] = BASE62_INVALID,
|
||||
|
||||
[('9' + 1)...('A' - 1)] = 0xee,
|
||||
['A'] = 36, ['B'] = 37, ['C'] = 38, ['D'] = 39, ['E'] = 40,
|
||||
['F'] = 41, ['G'] = 42, ['H'] = 43, ['I'] = 44, ['J'] = 45,
|
||||
['K'] = 46, ['L'] = 47, ['M'] = 48, ['N'] = 49, ['O'] = 50,
|
||||
['P'] = 51, ['Q'] = 52, ['R'] = 53, ['S'] = 54, ['T'] = 55,
|
||||
['U'] = 56, ['V'] = 57, ['W'] = 58, ['X'] = 59, ['Y'] = 60,
|
||||
['Z'] = BASE62_ESCAPE_VALUE,
|
||||
|
||||
['A'] = 36,
|
||||
['B'] = 37,
|
||||
['C'] = 38,
|
||||
['D'] = 39,
|
||||
['E'] = 40,
|
||||
['F'] = 41,
|
||||
['G'] = 42,
|
||||
['H'] = 43,
|
||||
['I'] = 44,
|
||||
['J'] = 45,
|
||||
['K'] = 46,
|
||||
['L'] = 47,
|
||||
['M'] = 48,
|
||||
['N'] = 49,
|
||||
['O'] = 50,
|
||||
['P'] = 51,
|
||||
['Q'] = 52,
|
||||
['R'] = 53,
|
||||
['S'] = 54,
|
||||
['T'] = 55,
|
||||
['U'] = 56,
|
||||
['V'] = 57,
|
||||
['W'] = 58,
|
||||
['X'] = 59,
|
||||
['Y'] = 60,
|
||||
['Z'] = 61,
|
||||
[('Z' + 1) ... ('a' - 1)] = BASE62_INVALID,
|
||||
|
||||
[('Z' + 1)...('a' - 1)] = 0xee,
|
||||
['a'] = 10, ['b'] = 11, ['c'] = 12, ['d'] = 13, ['e'] = 14,
|
||||
['f'] = 15, ['g'] = 16, ['h'] = 17, ['i'] = 18, ['j'] = 19,
|
||||
['k'] = 20, ['l'] = 21, ['m'] = 22, ['n'] = 23, ['o'] = 24,
|
||||
['p'] = 25, ['q'] = 26, ['r'] = 27, ['s'] = 28, ['t'] = 29,
|
||||
['u'] = 30, ['v'] = 31, ['w'] = 32, ['x'] = 33, ['y'] = 34,
|
||||
['z'] = 35,
|
||||
|
||||
['a'] = 10,
|
||||
['b'] = 11,
|
||||
['c'] = 12,
|
||||
['d'] = 13,
|
||||
['e'] = 14,
|
||||
['f'] = 15,
|
||||
['g'] = 16,
|
||||
['h'] = 17,
|
||||
['i'] = 18,
|
||||
['j'] = 19,
|
||||
['k'] = 20,
|
||||
['l'] = 21,
|
||||
['m'] = 22,
|
||||
['n'] = 23,
|
||||
['o'] = 24,
|
||||
['p'] = 25,
|
||||
['q'] = 26,
|
||||
['r'] = 27,
|
||||
['s'] = 28,
|
||||
['t'] = 29,
|
||||
['u'] = 30,
|
||||
['v'] = 31,
|
||||
['w'] = 32,
|
||||
['x'] = 33,
|
||||
['y'] = 34,
|
||||
['z'] = 35,
|
||||
[('z' + 1) ... UCHAR_MAX] = BASE62_INVALID,
|
||||
};
|
||||
/* clang-format on */
|
||||
|
||||
[('z' + 1)... 255] = 0xee};
|
||||
|
||||
// Decode base62 and Golomb-Rice in one pass. Base62 is LSB-first; a Z escape contributes 10 stream
|
||||
// bits.
|
||||
/*
|
||||
* Decode base62 and Golomb-Rice in one pass. Base62 is LSB-first; a Z escape contributes
|
||||
* BASE62_ESCAPE_CHUNK_BITS stream bits.
|
||||
*/
|
||||
static inline int decode_chunk(const unsigned char** input, uint64_t* chunk, unsigned* width) {
|
||||
unsigned value = char_to_num[*(*input)++];
|
||||
|
||||
if (value < 61) {
|
||||
if (value < BASE62_ESCAPE_VALUE) {
|
||||
*chunk = value;
|
||||
*width = 6;
|
||||
*width = BASE62_VALUE_BITS;
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
if (value == 0xff) return 0;
|
||||
if (value == 0xee) return -1;
|
||||
if (value == BASE62_END) return 0;
|
||||
if (value == BASE62_INVALID) return -EINVAL;
|
||||
|
||||
unsigned escaped = char_to_num[*(*input)++];
|
||||
if (escaped == 0xff) return -2;
|
||||
if (escaped == 0xee) return -3;
|
||||
if (escaped == BASE62_END) return -EPIPE;
|
||||
if (escaped == BASE62_INVALID) return -EINVAL;
|
||||
|
||||
unsigned high = escaped & 0x30u;
|
||||
if (high == 0x30u) return -4;
|
||||
unsigned high = escaped & BASE62_ESCAPE_HIGH_MASK;
|
||||
if (high == BASE62_ESCAPE_HIGH_MASK) return -EILSEQ;
|
||||
|
||||
*chunk = (61u + (high >> 4)) | ((uint64_t)(escaped & 0x0fu) << 6);
|
||||
*width = 10;
|
||||
*chunk = (BASE62_ESCAPE_VALUE + (high >> BASE62_ESCAPE_BITS)) |
|
||||
((uint64_t)(escaped & BASE62_ESCAPE_LOW_MASK) << BASE62_VALUE_BITS);
|
||||
*width = BASE62_ESCAPE_CHUNK_BITS;
|
||||
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
@@ -507,7 +491,7 @@ static int decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned* hash_arr) {
|
||||
int count = 0;
|
||||
|
||||
for (;;) {
|
||||
// Unary quotient: zero bits terminated by one.
|
||||
/* Unary quotient: zero bits terminated by one. */
|
||||
for (;;) {
|
||||
if (filled == 0) {
|
||||
uint64_t chunk;
|
||||
@@ -515,7 +499,7 @@ static int decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned* hash_arr) {
|
||||
int rc = decode_chunk(&input, &chunk, &width);
|
||||
|
||||
if (rc < 0) return rc;
|
||||
if (rc == 0) return q <= 5 ? count : -10;
|
||||
if (rc == 0) return q <= BASE62_MAX_PADDING_BITS ? count : -EINVAL;
|
||||
|
||||
bits = chunk;
|
||||
filled = width;
|
||||
@@ -541,13 +525,13 @@ static int decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned* hash_arr) {
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Fixed-width remainder. At most 31+10 bits are held at once.
|
||||
/* Fixed-width remainder. At most 31+10 bits are held at once. */
|
||||
while (filled < Mshift) {
|
||||
uint64_t chunk;
|
||||
unsigned width;
|
||||
int rc = decode_chunk(&input, &chunk, &width);
|
||||
if (rc < 0) return rc;
|
||||
if (rc == 0) return -11;
|
||||
if (rc == 0) return -EINVAL;
|
||||
bits |= chunk << filled;
|
||||
filled += width;
|
||||
}
|
||||
@@ -562,12 +546,21 @@ static int decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned* hash_arr) {
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Bounded decoded-set cache: bucketed lookup plus O(1) LRU updates.
|
||||
static int downsample_set(int cnt, const unsigned* hash_pt, unsigned* ds_pt, int bpp);
|
||||
/* Bounded decoded-set cache: bucketed lookup plus O(1) LRU updates. */
|
||||
static int downsample_set(const unsigned* hash_pt, size_t hash_cnt, unsigned* dest_pt,
|
||||
int target_bpp);
|
||||
|
||||
static inline unsigned cache_bucket(uint32_t fingerprint, int target_bpp) {
|
||||
uint32_t mixed = fingerprint ^ ((uint32_t)target_bpp * UINT32_C(0x85ebca6b));
|
||||
mixed ^= mixed >> 11;
|
||||
mixed *= UINT32_C(0x9e3779b1);
|
||||
mixed ^= mixed >> 16;
|
||||
|
||||
return mixed & (CACHE_BUCKETS - 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigned** hash_pt,
|
||||
unsigned cache_id) {
|
||||
enum { CACHE_BUCKETS = 1024 };
|
||||
struct cache_ent {
|
||||
struct cache_ent* bucket_next;
|
||||
struct cache_ent* newer;
|
||||
@@ -589,11 +582,7 @@ static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigne
|
||||
|
||||
const unsigned char* str = (const unsigned char*)meta->str;
|
||||
uint32_t fp = (uint32_t)str[0] | ((uint32_t)str[2] << 8) | ((uint32_t)str[3] << 16);
|
||||
uint32_t mixed = fp ^ ((uint32_t)target_bpp * UINT32_C(0x85ebca6b));
|
||||
mixed ^= mixed >> 11;
|
||||
mixed *= UINT32_C(0x9e3779b1);
|
||||
mixed ^= mixed >> 16;
|
||||
unsigned bucket = mixed & (CACHE_BUCKETS - 1);
|
||||
unsigned bucket = cache_bucket(fp, target_bpp);
|
||||
|
||||
for (struct cache_ent* ent = buckets[cache_id][bucket]; ent; ent = ent->bucket_next) {
|
||||
if (ent->fingerprint != fp || ent->target_bpp != target_bpp || strcmp(meta->str, ent->str) != 0)
|
||||
@@ -615,7 +604,8 @@ static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigne
|
||||
return ent->cnt;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (set_meta_fini(meta) < 0) return -4;
|
||||
int meta_status = set_meta_fini(meta);
|
||||
if (meta_status < 0) return meta_status;
|
||||
|
||||
int len = (int)meta->len;
|
||||
int capacity = meta->value_capacity;
|
||||
@@ -636,7 +626,7 @@ static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigne
|
||||
unsigned* destination = temporary;
|
||||
|
||||
for (int bpp = meta->bpp - 1; bpp >= target_bpp; --bpp) {
|
||||
cnt = downsample_set(cnt, current, destination, bpp);
|
||||
cnt = downsample_set(current, (size_t)cnt, destination, bpp);
|
||||
unsigned* swap = current;
|
||||
current = destination;
|
||||
destination = swap;
|
||||
@@ -659,12 +649,7 @@ static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigne
|
||||
if (oldest[cache_id]) oldest[cache_id]->older = NULL;
|
||||
if (victim == newest[cache_id]) newest[cache_id] = NULL;
|
||||
|
||||
uint32_t victim_mixed =
|
||||
victim->fingerprint ^ ((uint32_t)victim->target_bpp * UINT32_C(0x85ebca6b));
|
||||
victim_mixed ^= victim_mixed >> 11;
|
||||
victim_mixed *= UINT32_C(0x9e3779b1);
|
||||
victim_mixed ^= victim_mixed >> 16;
|
||||
unsigned victim_bucket = victim_mixed & (CACHE_BUCKETS - 1);
|
||||
unsigned victim_bucket = cache_bucket(victim->fingerprint, victim->target_bpp);
|
||||
struct cache_ent** link = &buckets[cache_id][victim_bucket];
|
||||
while (*link != victim) link = &(*link)->bucket_next;
|
||||
*link = victim->bucket_next;
|
||||
@@ -689,15 +674,16 @@ static int cache_decode_set(struct set_meta* meta, int target_bpp, const unsigne
|
||||
return cnt;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// Reduce a set of (bpp + 1) values to a set of bpp values.
|
||||
static int downsample_set(int cnt, const unsigned* hash_pt, unsigned* ds_pt, int bpp) {
|
||||
unsigned mask = (1u << bpp) - 1;
|
||||
/* Reduce a set of (bpp + 1) values to a set of bpp values. */
|
||||
static int downsample_set(const unsigned* hash_pt, size_t hash_cnt, unsigned* dest_pt,
|
||||
int target_bpp) {
|
||||
unsigned mask = (1u << target_bpp) - 1;
|
||||
|
||||
// find the first element with high bit set
|
||||
int l = 0;
|
||||
int u = cnt;
|
||||
/* find the first element with high bit set */
|
||||
size_t l = 0;
|
||||
size_t u = hash_cnt;
|
||||
while (l < u) {
|
||||
int i = (l + u) / 2;
|
||||
size_t i = (l + u) / 2;
|
||||
|
||||
if (hash_pt[i] <= mask) {
|
||||
l = i + 1;
|
||||
@@ -706,33 +692,33 @@ static int downsample_set(int cnt, const unsigned* hash_pt, unsigned* ds_pt, int
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// initialize parts
|
||||
const unsigned* ds_start = ds_pt;
|
||||
/* initialize parts */
|
||||
const unsigned* ds_start = dest_pt;
|
||||
const unsigned *v1 = hash_pt + 0, *v1_end = hash_pt + u;
|
||||
const unsigned *v2 = hash_pt + u, *v2_end = hash_pt + cnt;
|
||||
const unsigned *v2 = hash_pt + u, *v2_end = hash_pt + hash_cnt;
|
||||
|
||||
// merge v1 and v2 into w
|
||||
/* merge v1 and v2 into w */
|
||||
if (v1 < v1_end && v2 < v2_end) {
|
||||
unsigned v1_val = *v1;
|
||||
unsigned v2_val = *v2 & mask;
|
||||
|
||||
while (1) {
|
||||
if (v1_val < v2_val) {
|
||||
*ds_pt++ = v1_val;
|
||||
*dest_pt++ = v1_val;
|
||||
v1++;
|
||||
|
||||
if (v1 == v1_end) break;
|
||||
|
||||
v1_val = *v1;
|
||||
} else if (v2_val < v1_val) {
|
||||
*ds_pt++ = v2_val;
|
||||
*dest_pt++ = v2_val;
|
||||
v2++;
|
||||
|
||||
if (v2 == v2_end) break;
|
||||
|
||||
v2_val = *v2 & mask;
|
||||
} else {
|
||||
*ds_pt++ = v1_val;
|
||||
*dest_pt++ = v1_val;
|
||||
v1++;
|
||||
v2++;
|
||||
|
||||
@@ -745,11 +731,11 @@ static int downsample_set(int cnt, const unsigned* hash_pt, unsigned* ds_pt, int
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// append what's left
|
||||
while (v1 < v1_end) *ds_pt++ = *v1++;
|
||||
while (v2 < v2_end) *ds_pt++ = *v2++ & mask;
|
||||
/* append what's left */
|
||||
while (v1 < v1_end) *dest_pt++ = *v1++;
|
||||
while (v2 < v2_end) *dest_pt++ = *v2++ & mask;
|
||||
|
||||
return (int)(ds_pt - ds_start);
|
||||
return (int)(dest_pt - ds_start);
|
||||
}
|
||||
|
||||
static const unsigned* step_lower_bound(const unsigned* first, const unsigned* last, unsigned value,
|
||||
@@ -791,8 +777,10 @@ static int sorted_subset(const unsigned* small, size_t small_count, const unsign
|
||||
const unsigned* const large_end = large + large_count;
|
||||
size_t jump = large_count / small_count;
|
||||
|
||||
// Dense sets favor a conventional merge; sparse sets skip by approximately
|
||||
// the mean distance between required values and then refine the last block.
|
||||
/*
|
||||
* Dense sets favor a conventional merge; sparse sets skip by approximately
|
||||
* the mean distance between required values and then refine the last block.
|
||||
*/
|
||||
if (jump < 4) {
|
||||
while (small < small_end) {
|
||||
unsigned value = *small++;
|
||||
@@ -814,7 +802,7 @@ static int sorted_subset(const unsigned* small, size_t small_count, const unsign
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// main API routine
|
||||
/* main API routine */
|
||||
int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
if (strncmp(str1, "set:", 4) == 0) str1 += 4;
|
||||
if (strncmp(str2, "set:", 4) == 0) str2 += 4;
|
||||
@@ -827,22 +815,26 @@ int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
|
||||
int target_bpp = meta1.bpp < meta2.bpp ? meta1.bpp : meta2.bpp;
|
||||
|
||||
// Decode and cache the first operand at the comparison precision.
|
||||
/* Decode and cache the first operand at the comparison precision. */
|
||||
const unsigned* hash_arr1 = NULL;
|
||||
int cnt1 = cache_decode_set(&meta1, target_bpp, &hash_arr1, 0);
|
||||
if (cnt1 < 0) return -3;
|
||||
|
||||
// Metadata for both operands has already been validated, and set1 has been
|
||||
// decoded, so this preserves set8's malformed-input error precedence.
|
||||
/*
|
||||
* Metadata for both operands has already been validated, and set1 has been
|
||||
* decoded, so this preserves set8's malformed-input error precedence.
|
||||
*/
|
||||
if (str1 == str2 || strcmp(str1, str2) == 0) return 0;
|
||||
|
||||
// Requirement sets are frequently reused by dependency solvers too.
|
||||
/* Requirement sets are frequently reused by dependency solvers too. */
|
||||
const unsigned* hash_arr2 = NULL;
|
||||
int cnt2 = cache_decode_set(&meta2, target_bpp, &hash_arr2, 1);
|
||||
if (cnt2 < 0) return -4;
|
||||
|
||||
// Cardinality determines which strict-inclusion result is even possible.
|
||||
// For equal cardinalities, sorted unique sets are equal iff their bytes match.
|
||||
/*
|
||||
* Cardinality determines which strict-inclusion result is even possible.
|
||||
* For equal cardinalities, sorted unique sets are equal iff their bytes match.
|
||||
*/
|
||||
if (cnt1 == cnt2) {
|
||||
return memcmp(hash_arr1, hash_arr2, (size_t)cnt1 * sizeof(*hash_arr1)) == 0 ? 0 : -2;
|
||||
}
|
||||
@@ -852,8 +844,6 @@ int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
|
||||
return sorted_subset(hash_arr1, (size_t)cnt1, hash_arr2, (size_t)cnt2) ? -1 : -2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---
|
||||
|
||||
#ifdef SELF_TEST
|
||||
static void test_hash(void) {
|
||||
assert(hash("") == UINT32_C(0xecd739e9));
|
||||
@@ -866,8 +856,8 @@ static void test_hash(void) {
|
||||
|
||||
static void test_sort(void) {
|
||||
struct symbols small[] = {
|
||||
{.offset = 0, .hash = 9}, {.offset = 1, .hash = 1}, {.offset = 2, .hash = 7},
|
||||
{.offset = 3, .hash = 3}, {.offset = 4, .hash = 5},
|
||||
{.offset = 0, .hash = 9}, {.offset = 1, .hash = 1}, {.offset = 2, .hash = 7},
|
||||
{.offset = 3, .hash = 3}, {.offset = 4, .hash = 5},
|
||||
};
|
||||
const unsigned small_expected[] = {1, 3, 5, 7, 9};
|
||||
const size_t offset_expected[] = {1, 3, 4, 2, 0};
|
||||
@@ -906,8 +896,8 @@ static void test_sort(void) {
|
||||
|
||||
static void test_encode_decode(void) {
|
||||
const unsigned original_values[] = {
|
||||
0x020a, 0x07e5, 0x3305, 0x35f5, 0x4980, 0x4c4f, 0x74ef, 0x7739,
|
||||
0x82ae, 0x8415, 0xa3e7, 0xb07e, 0xb584, 0xb89f, 0xbb40, 0xf39e,
|
||||
0x020a, 0x07e5, 0x3305, 0x35f5, 0x4980, 0x4c4f, 0x74ef, 0x7739,
|
||||
0x82ae, 0x8415, 0xa3e7, 0xb07e, 0xb584, 0xb89f, 0xbb40, 0xf39e,
|
||||
};
|
||||
|
||||
const int original_count = (int)(sizeof(original_values) / sizeof(*original_values));
|
||||
@@ -935,7 +925,7 @@ static void test_encode_decode(void) {
|
||||
uint64_t mask = bpp < 32 ? (UINT64_C(1) << bpp) - 1 : UINT32_MAX;
|
||||
unsigned values[VALUE_COUNT];
|
||||
|
||||
// uniform distribution of values
|
||||
/* uniform distribution of values */
|
||||
for (int i = 0; i < VALUE_COUNT; ++i) {
|
||||
values[i] = (unsigned)(((uint64_t)(i + 1) * mask) / (VALUE_COUNT + 1));
|
||||
}
|
||||
@@ -954,10 +944,10 @@ static void test_encode_decode(void) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
static void test_metadata_and_chunks(void) {
|
||||
for (int c = 0; c <= 255; ++c) {
|
||||
unsigned char expected = 0xee;
|
||||
for (int c = 0; c <= UCHAR_MAX; ++c) {
|
||||
unsigned char expected = BASE62_INVALID;
|
||||
if (c == 0) {
|
||||
expected = 0xff;
|
||||
expected = BASE62_END;
|
||||
} else if (c >= '0' && c <= '9') {
|
||||
expected = (unsigned char)(c - '0');
|
||||
} else if (c >= 'a' && c <= 'z') {
|
||||
@@ -976,16 +966,16 @@ static void test_metadata_and_chunks(void) {
|
||||
};
|
||||
|
||||
const struct chunk_case cases[] = {
|
||||
{.input = "0", .rc = 1, .chunk = 0, .width = 6},
|
||||
{.input = "Y", .rc = 1, .chunk = 60, .width = 6},
|
||||
{.input = "Z0", .rc = 1, .chunk = 61, .width = 10},
|
||||
{.input = "Zg", .rc = 1, .chunk = 62, .width = 10},
|
||||
{.input = "Zw", .rc = 1, .chunk = 63, .width = 10},
|
||||
{.input = "", .rc = 0, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "!", .rc = -1, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "Z", .rc = -2, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "Z!", .rc = -3, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "ZM", .rc = -4, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "0", .rc = 1, .chunk = 0, .width = 6},
|
||||
{.input = "Y", .rc = 1, .chunk = 60, .width = 6},
|
||||
{.input = "Z0", .rc = 1, .chunk = 61, .width = 10},
|
||||
{.input = "Zg", .rc = 1, .chunk = 62, .width = 10},
|
||||
{.input = "Zw", .rc = 1, .chunk = 63, .width = 10},
|
||||
{.input = "", .rc = 0, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "!", .rc = -EINVAL, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "Z", .rc = -EPIPE, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "Z!", .rc = -EINVAL, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
{.input = "ZM", .rc = -EILSEQ, .chunk = 0, .width = 0},
|
||||
};
|
||||
|
||||
for (size_t i = 0; i < sizeof(cases) / sizeof(*cases); ++i) {
|
||||
@@ -1002,17 +992,17 @@ static void test_metadata_and_chunks(void) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
struct set_meta meta;
|
||||
assert(set_meta_init("", &meta) == -4); // too short
|
||||
assert(set_meta_init("da", &meta) == -4);
|
||||
assert(set_meta_init("ca0", &meta) == -1); // incorrect bpp
|
||||
assert(set_meta_init("{a0", &meta) == -1);
|
||||
assert(set_meta_init("d`0", &meta) == -2); // incorrect Mshift
|
||||
assert(set_meta_init("dz0", &meta) == -2);
|
||||
assert(set_meta_init("dd0", &meta) == -3); // Mshift == bpp
|
||||
assert(set_meta_init("", &meta) == -EPIPE); /* too short */
|
||||
assert(set_meta_init("da", &meta) == -EPIPE);
|
||||
assert(set_meta_init("ca0", &meta) == -ERANGE); /* incorrect bpp */
|
||||
assert(set_meta_init("{a0", &meta) == -ERANGE);
|
||||
assert(set_meta_init("d`0", &meta) == -ERANGE); /* incorrect Mshift */
|
||||
assert(set_meta_init("dz0", &meta) == -ERANGE);
|
||||
assert(set_meta_init("dd0", &meta) == -EINVAL); /* Mshift == bpp */
|
||||
assert(set_meta_init("da0", &meta) == 0);
|
||||
assert(set_meta_fini(&meta) == -4); // not enough data
|
||||
assert(set_meta_fini(&meta) == -EINVAL); /* not enough data */
|
||||
assert(set_meta_init("da00", &meta) == 0);
|
||||
assert(set_meta_fini(&meta) == 0); // ok
|
||||
assert(set_meta_fini(&meta) == 0); /* ok */
|
||||
assert(meta.len == 4);
|
||||
assert(meta.payload_len == 2);
|
||||
assert(meta.bit_capacity == 12);
|
||||
@@ -1026,19 +1016,19 @@ static void test_downsample(void) {
|
||||
const unsigned mixed_expected[] = {0, 2, 5, 7};
|
||||
|
||||
unsigned result[sizeof(mixed) / sizeof(*mixed)];
|
||||
int count = downsample_set((int)(sizeof(mixed) / sizeof(*mixed)), mixed, result, 3);
|
||||
int count = downsample_set(mixed, sizeof(mixed) / sizeof(*mixed), result, 3);
|
||||
assert(count == (int)(sizeof(mixed_expected) / sizeof(*mixed_expected)));
|
||||
assert(memcmp(result, mixed_expected, sizeof(mixed_expected)) == 0);
|
||||
|
||||
const unsigned low[] = {1, 2, 3};
|
||||
count = downsample_set((int)(sizeof(low) / sizeof(*low)), low, result,
|
||||
3); // sizeof(result) >= sizeof(low)
|
||||
count = downsample_set(low, sizeof(low) / sizeof(*low), result,
|
||||
3); /* sizeof(result) >= sizeof(low) */
|
||||
assert(count == (int)(sizeof(low) / sizeof(*low)));
|
||||
assert(memcmp(result, low, sizeof(low)) == 0);
|
||||
|
||||
const unsigned high[] = {8, 9};
|
||||
const unsigned high_expected[] = {0, 1};
|
||||
count = downsample_set((int)(sizeof(high) / sizeof(*high)), high, result, 3);
|
||||
count = downsample_set(high, sizeof(high) / sizeof(*high), result, 3);
|
||||
assert(count == (int)(sizeof(high_expected) / sizeof(*high_expected)));
|
||||
assert(memcmp(result, high_expected, sizeof(high_expected)) == 0);
|
||||
|
||||
@@ -1050,7 +1040,7 @@ static void test_subset(void) {
|
||||
const unsigned dense_small[] = {2, 4, 6};
|
||||
const unsigned dense_missing[] = {2, 4, 8};
|
||||
assert(sorted_subset(dense_small, 3, dense_large, 7) == 1);
|
||||
assert(sorted_subset(dense_missing, 3, dense_large, 7) == 0); // 0 - incompatible
|
||||
assert(sorted_subset(dense_missing, 3, dense_large, 7) == 0); /* 0 - incompatible */
|
||||
|
||||
unsigned sparse_large[64];
|
||||
for (size_t i = 0; i < sizeof(sparse_large) / sizeof(*sparse_large); ++i) {
|
||||
@@ -1087,7 +1077,7 @@ static void test_cache(void) {
|
||||
assert(second == first);
|
||||
|
||||
unsigned downsampled[value_count];
|
||||
int downsampled_count = downsample_set(value_count, values, downsampled, 15);
|
||||
int downsampled_count = downsample_set(values, (size_t)value_count, downsampled, 15);
|
||||
assert(set_meta_init(encoded, &meta) == 0);
|
||||
assert(cache_decode_set(&meta, 15, &second, 0) == downsampled_count);
|
||||
assert(memcmp(second, downsampled, (size_t)downsampled_count * sizeof(*downsampled)) == 0);
|
||||
|
||||
+25
-18
@@ -16,6 +16,7 @@ PERF_EVENTS='task-clock,context-switches,cpu-migrations,page-faults,minor-faults
|
||||
PACKAGER='krosh <gudovdo@my.msu.ru>'
|
||||
APT_SOURCE=/etc/apt/sources.list.d/alt.list
|
||||
APT_GET=/usr/lib/apt/apt-get
|
||||
TIME_COMMAND=/usr/bin/time
|
||||
RPM_BUILD_GIT=https://git.altlinux.org/gears/r/rpm-build.git
|
||||
RPM_GIT=https://git.altlinux.org/gears/r/rpm.git
|
||||
|
||||
@@ -93,7 +94,7 @@ operation_label()
|
||||
|
||||
run_once()
|
||||
{
|
||||
local operation=$1 variant=$2 run=$3 start end status perf_stat
|
||||
local operation=$1 variant=$2 run=$3 status perf_stat time_file
|
||||
local libdir="$variant/lib/usr/lib64"
|
||||
local root="$COMMON/root"
|
||||
local raw="$variant/raw"
|
||||
@@ -117,8 +118,9 @@ run_once()
|
||||
)
|
||||
fi
|
||||
|
||||
start=$(date +%s%N)
|
||||
if env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" \
|
||||
time_file="$raw/$operation.$run.time.tsv"
|
||||
if "$TIME_COMMAND" -f $'%U\t%S' -o "$time_file" -- \
|
||||
env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" \
|
||||
LD_LIBRARY_PATH="$libdir" \
|
||||
taskset -c "$CPU" "${command[@]}" \
|
||||
>"$raw/$operation.$run.stdout" \
|
||||
@@ -127,10 +129,7 @@ run_once()
|
||||
else
|
||||
status=$?
|
||||
fi
|
||||
end=$(date +%s%N)
|
||||
|
||||
RUN_TIME=$(awk -v start="$start" -v end="$end" \
|
||||
'BEGIN { printf "%.6f", (end - start) / 1000000000 }')
|
||||
read -r RUN_USER_TIME RUN_SYSTEM_TIME <"$time_file"
|
||||
RUN_STATUS=$status
|
||||
}
|
||||
|
||||
@@ -228,8 +227,8 @@ benchmark_variant()
|
||||
{
|
||||
local variant=$1 result=$2 debug_file=$3 debuginfo_rpm=$4
|
||||
local runtime_file=$5 dso_name=$6
|
||||
local operation run average label status_text perf_result perf_dir
|
||||
local -a times statuses
|
||||
local operation run average_user average_system label status_text perf_result perf_dir
|
||||
local -a user_times system_times statuses
|
||||
local -a operations=(
|
||||
check
|
||||
autoremove
|
||||
@@ -241,7 +240,7 @@ benchmark_variant()
|
||||
)
|
||||
|
||||
mkdir -p "$variant/raw/perf-stat"
|
||||
printf 'command\taverage_seconds\trun1_seconds\trun2_seconds\trun3_seconds\texit_status\n' \
|
||||
printf 'command\taverage_user_seconds\taverage_system_seconds\trun1_user_seconds\trun1_system_seconds\trun2_user_seconds\trun2_system_seconds\trun3_user_seconds\trun3_system_seconds\texit_status\n' \
|
||||
>"$result"
|
||||
perf_result=${result%.tsv}.perf-stat.tsv
|
||||
perf_dir=${result%.tsv}.perf
|
||||
@@ -257,22 +256,27 @@ benchmark_variant()
|
||||
fi
|
||||
|
||||
for operation in "${operations[@]}"; do
|
||||
times=()
|
||||
user_times=()
|
||||
system_times=()
|
||||
statuses=()
|
||||
|
||||
for ((run = 1; run <= RUNS; ++run)); do
|
||||
run_once "$operation" "$variant" "$run"
|
||||
times+=("$RUN_TIME")
|
||||
user_times+=("$RUN_USER_TIME")
|
||||
system_times+=("$RUN_SYSTEM_TIME")
|
||||
statuses+=("$RUN_STATUS")
|
||||
if ((COLLECT_PERF)); then
|
||||
append_perf_stat "$operation" "$run" \
|
||||
"$variant/raw/perf-stat/$operation.$run.tsv" "$perf_result"
|
||||
fi
|
||||
printf '%s: run %d/%d: %ss, status=%s\n' \
|
||||
"$operation" "$run" "$RUNS" "$RUN_TIME" "$RUN_STATUS"
|
||||
printf '%s: run %d/%d: user=%ss system=%ss status=%s\n' \
|
||||
"$operation" "$run" "$RUNS" \
|
||||
"$RUN_USER_TIME" "$RUN_SYSTEM_TIME" "$RUN_STATUS"
|
||||
done
|
||||
|
||||
average=$(printf '%s\n' "${times[@]}" | \
|
||||
average_user=$(printf '%s\n' "${user_times[@]}" | \
|
||||
awk '{ total += $1 } END { printf "%.6f", total / NR }')
|
||||
average_system=$(printf '%s\n' "${system_times[@]}" | \
|
||||
awk '{ total += $1 } END { printf "%.6f", total / NR }')
|
||||
|
||||
status_text=${statuses[0]}
|
||||
@@ -284,9 +288,11 @@ benchmark_variant()
|
||||
done
|
||||
|
||||
label=$(operation_label "$operation")
|
||||
printf '%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n' \
|
||||
"$label" "$average" \
|
||||
"${times[0]}" "${times[1]}" "${times[2]}" "$status_text" \
|
||||
printf '%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n' \
|
||||
"$label" "$average_user" "$average_system" \
|
||||
"${user_times[0]}" "${system_times[0]}" \
|
||||
"${user_times[1]}" "${system_times[1]}" \
|
||||
"${user_times[2]}" "${system_times[2]}" "$status_text" \
|
||||
>>"$result"
|
||||
|
||||
if ((COLLECT_PERF && PERF_RECORD)); then
|
||||
@@ -300,6 +306,7 @@ for command in git gear-hsh hsh rpm rpmquery rpm2cpio cpio apt-get apt-cache \
|
||||
taskset awk sed date sha256sum ldd readelf readlink eu-unstrip; do
|
||||
command -v "$command" >/dev/null || fail "required command not found: $command"
|
||||
done
|
||||
[[ -x $TIME_COMMAND ]] || fail "time executable not found: $TIME_COMMAND"
|
||||
if ((COLLECT_PERF)); then
|
||||
command -v perf >/dev/null || \
|
||||
fail "perf is not installed; install the ALT package: apt-get install perf"
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
Block a user