Compare commits

..
5 Commits
Author SHA1 Message Date
krosh da79041e88 still trying 2026-08-13 03:47:12 +03:00
krosh f472bf6e36 rm root req 2026-08-13 03:42:46 +03:00
krosh 9f17383626 rm podman 2026-08-13 03:37:48 +03:00
krosh 3027f36307 update test script 2026-08-13 03:25:50 +03:00
krosh 373c5d71dc test D1 realization 2026-08-13 03:03:57 +03:00
14 changed files with 1690 additions and 1459 deletions
+28 -31
View File
@@ -1,10 +1,3 @@
# Результаты APT-RPM тестов
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
функция `decode_set` идёт по пути функций:
@@ -13,13 +6,15 @@
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 |
| 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 |
## original set.c
@@ -28,24 +23,26 @@
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× |
| 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 |
## set9.c
Переписанная реализация `set.c`. Коэффициенты посчитаны относительно `original set.c`.
Переписанная реализация `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× |
| 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 |
-189
View File
@@ -1,189 +0,0 @@
# 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..)
-210
View File
@@ -1,210 +0,0 @@
\author{Дмитрий Гудов}
% Город
\city{Москва}
% Организация
\affiliation{ALT Linux}
% Название проекта, которому посвящён доклад (необязательно,
% но желательно).
% \projecttitle{set-строки в rpm}
% Сайт(ы) проекта
\projecturl{\url{https://github.com/kr0sh512/alt-rpm-set-version}}
\title{Исследование и улучшение механизма работы \texttt{set}-строк в ALT RPM}
\maketitle
\begin{abstract}
В ALT RPM версии зависимостей \texttt{set:} кодируют множества ELF-символов и
позволяют проверять совместимость библиотек точнее, чем по одному SONAME.
В работе разобраны формат строк и оптимизации исходного \texttt{lib/set.c},
описана совместимая реимплементация \texttt{set9.c} и приведены результаты её
проверки на метаданных Sisyphus и в симуляциях APT. Отдельно рассмотрены
несовместимые альтернативные форматы и замена хэш-функции.
\end{abstract}
\keywords{ALT RPM, ELF-символы, set:version, Golomb--Rice}
\begingroup
\setlength{\emergencystretch}{3em}
\section*{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 \texttt{set:<encoded-set>}. Для \texttt{Provides} такая строка описывает символы, предоставляемые библиотекой, а для \texttt{Requires} --- символы, которые конкретный потребитель требует от неё. В такой конфигурации сравниваются не номера версий, а включение множеств: все хэши символов из \texttt{Requires} должны присутствовать в \texttt{Provides}.
Гарантия вероятностная, поскольку вместо полных имён символов хранятся усечённые хэши. Ложное отрицание невозможно: совпадающее имя всегда даёт то же хэш-значение. Возможны ложные положительные результаты, если разные имена имеют одинаковый усечённый хэш.
\section*{2. Структура set-строки}
Set-строка формируется следующим образом:
\begin{enumerate}
\item Список символов формируется автодепами \texttt{rpm-build}. Для \texttt{Provides} это отфильтрованные экспортируемые базовые имена ELF-символов; для \texttt{Requires} \texttt{ldd --bindings} связывает сильные неопределённые символы с конкретной библиотекой.
\item Для каждого имени вычисляется Jenkins OAAT; при формировании строки оставляются младшие \texttt{bpp} бит хэша. Допустимый диапазон \texttt{bpp} --- от 10 до 32.
\item Массив хэшей сортируется, повторы удаляются, а абсолютные значения заменяются дельтами между соседними значениями.
\item Для кодирования Golomb--Rice вычисляется параметр \texttt{Mshift = bpp - log2(cnt) - 1}; затем он ограничивается диапазоном 7--31 так, чтобы \texttt{Mshift < bpp}.
\item Массив дельт сжимается кодировкой Golomb--Rice, а битовый поток преобразуется в Base62-строку.
\end{enumerate}
При формировании строки \texttt{Requires} точность \texttt{bpp} выбирается по числу символов соответствующей предоставляющей библиотеки, а не по числу требуемых символов. Это сохраняет одинаковую точность представления для обеих сторон зависимости и уменьшает риск коллизий в малом множестве \texttt{Requires}.
Итоговая строка имеет вид:
\begin{verbatim}
set:<bpp_char><Mshift_char><base62-полезная нагрузка>
\end{verbatim}
\begin{verbatim}
bpp_char = bpp - 7 + 'a'
Mshift_char = Mshift - 7 + 'a'
\end{verbatim}
Краткая схема:
\begin{verbatim}
массив строк
| (Jenkins OAAT)
v
массив усечённых хэшей -- сортировка и удаление повторов
| (разности соседних значений)
v
массив дельт
| (преобразование Golomb--Rice)
v
битовый поток
| (Base62)
v
set-строка
\end{verbatim}
\subsection*{Механизм сравнения set-строк}
Для проверки включения множества символов \texttt{Requires} в множество \texttt{Provides} выполняется обратное декодирование:
\begin{verbatim}
set-строка
| (обратное Base62-преобразование)
v
битовый поток
| (обратное преобразование Golomb--Rice)
v
массив дельт
| (накопление дельт)
v
отсортированный массив усечённых хэшей
\end{verbatim}
Если точности строк различаются, значения приводятся к минимальному \texttt{bpp} из двух строк. После проекции сохраняются сортировка и уникальность: части массива по разные стороны удаляемого старшего бита сливаются с удалением повторов. Затем включение одного отсортированного множества усечённых хэш-значений в другое проверяется линейным проходом с пропусками.
\section*{3. Практическая реализация}
Несмотря на описанную структуру set-строки, в текущем \texttt{lib/set.c} применяется множество оптимизаций, направленных на ускорение \texttt{rpmsetcmp(const char *set1, const char *set2)}. В рабочем вызове первым аргументом передаётся \texttt{Provides}, вторым --- \texttt{Requires}; результат \texttt{1} означает строгое включение первого множества во второе, \texttt{0} --- равенство, а \texttt{-1} и \texttt{-2} --- обратное включение и несравнимость соответственно.
\subsection*{3.1. Слитый декодер}
Вместо последовательного декодирования Base62 и Golomb--Rice применяется функция \texttt{decode\_base62}\allowbreak\texttt{\_golomb()}, объединяющая оба этапа. Она считывает Base62-полезную нагрузку парами символов, с помощью заранее вычисленной таблицы получает биты, накапливает блоки до 24 бит и сразу декодирует значения Golomb--Rice. После этого восстанавливаются абсолютные значения из дельт.
Роль этой оптимизации подтверждается отдельной контрольной серией: вариант без оптимизированного декодера расходовал в APT-симуляциях в 1,47--2,82 раза больше суммарного процессорного времени, чем исходный \texttt{set.c}.
\subsection*{3.2. Кэширование \texttt{Provides} set-строк}
При передаче первого параметра в \texttt{rpmsetcmp()} его строка кэшируется. Исходная реализация использует массив из 256 записей, содержащих короткий отпечаток, исходную строку и декодированный массив хэшей; совпадение отпечатка подтверждается полным сравнением строки. При попадании запись перемещается в начало двумя вызовами \texttt{memmove()}; при заполнении кэша последняя запись освобождается, а новая помещается в позицию 243. Поэтому этот кэш близок к LRU, но не является строгим LRU.
Кэшируется только первый операнд, а второй декодируется при каждом сравнении. Следовательно, попадание в кэш устраняет не всё сравнение, а только повторное декодирование \texttt{Provides}; нормализация \texttt{bpp} также выполняется заново.
\subsection*{3.3. Быстрое сравнение включения множеств символов}
После получения отсортированных и приведённых к одинаковому \texttt{bpp} массивов хэшей необходимо проверить включение множеств. Как правило, множество \texttt{Requires} разрежено относительно \texttt{Provides}. Для этого \texttt{lib/set.c} использует макросы \texttt{IFLT4} и \texttt{IFLT8}: они делают прыжки на 4 или 8 элементов и уточняют позицию меньшими шагами. Вариант \texttt{IFLT8} выбирается при \texttt{len(Provides) >= 16 * len(Requires)}, в остальных случаях используется \texttt{IFLT4}.
Фиксированные шаги являются компромиссом между простотой и числом сравнений. Они хорошо работают для разреженных требований, но не учитывают точное отношение размеров множеств.
\section*{4. Совместимая реимплементация}
Для упрощения сопровождения была создана совместимая с форматом и публичным API реализация \texttt{set9.c}. В \texttt{set9.c} были реализованы следующие изменения.
\subsection*{4.1. Потоковое кодирование и хранение символов}
Энкодер \texttt{set9.c} передаёт значения по цепочке «хэш --- дельта --- Golomb--Rice --- Base62» без промежуточных массивов битов и дельт. Вместо отдельных выделений памяти под каждое имя используется растущая строковая арена, а в массиве символов хранятся смещения. Это позволет существенно уменьшить число вызовов \texttt{malloc()}.
\subsection*{4.2. Сортировка}
Для наборов меньше 128 значений сохраняется \texttt{qsort()}, а для больших используется стабильная побайтовая LSD radix sort. Число проходов равно \texttt{ceil(bpp/8)} и не превышает четырёх; дополнительная память имеет размер \texttt{O(n + 256)}.
\subsection*{4.3. Изменённый кэш и декодер}
В новой реализации используются два независимых кэша по 512 записей --- по одному для каждого операнда. Поиск выполняется через хэш-бакеты, а двусвязный LRU-список перемещает запись за \texttt{O(1)}. Ключ включает исходную строку и целевой \texttt{bpp}, поэтому результат нормализации можно повторно использовать.
Потоковый декодер использует 64-битный аккумулятор и более простую таблицу Base62. Для сравнения равных по размеру множеств применяется \texttt{memcmp()}, а для неравных проверяется только потенциальное включение меньшего в большее; разреженный случай использует монотонный поиск с шагом, зависящим от отношения размеров.
\subsection*{4.4. Проверка корректности и производительности}
\texttt{set9.c} был собран с \texttt{-Wall -Wextra -Werror}; встроенный \texttt{SELF\_TEST} успешно проверил хэширование, сортировку, кодирование и декодирование, метаданные, понижение \texttt{bpp}, включение, кэш, построитель и API. На снимке Sisyphus для \texttt{x86\_64/noarch} от 21 августа 2026 года проверены 68\,494 пары \texttt{set:} с одинаковым capability: 232 пары равны, в 68\,260 случаях \texttt{Provides} строго содержит \texttt{Requires}, а две несравнимые пары \texttt{python3(ast)} дополнительно имеют обычный unversioned \texttt{Provides}. С учётом 661 такого unversioned \texttt{Provides} все 69\,153 set-требования снимка удовлетворяются.
Для производительности сравнивались две локальные сборки \texttt{librpm}: исходная реализация и версия с описанными изменениями. Замеры выполнялись на одинаковых симуляционных командах \texttt{apt-get}. В таблице приведены средние процессорные времена. Коэффициент равен отношению времени исходной реализации к времени изменённой: значение больше единицы означает ускорение, меньше единицы --- замедление.
\begin{center}
\begingroup
\scriptsize
\setlength{\tabcolsep}{2pt}
\begin{tabular}{@{}lrrrrrr@{}}
\hline
Команда & \shortstack{\texttt{set.c}\\user, с} & \shortstack{\texttt{set.c}\\system, с} & \shortstack{\texttt{set9.c}\\user, с} & \shortstack{\texttt{set9.c}\\system, с} & \shortstack{Коэффициент\\по user} & \shortstack{Коэффициент\\по user+system} \\
\hline
\texttt{-s check} & 0.453 & 0.033 & 0.503 & 0.040 & 0.901$\times$ & 0.896$\times$ \\
\texttt{-s autoremove} & 0.763 & 0.040 & 0.810 & 0.040 & 0.942$\times$ & 0.945$\times$ \\
\texttt{-s install rpm-build} & 1.210 & 0.050 & 1.283 & 0.050 & 0.943$\times$ & 0.945$\times$ \\
\texttt{-s install openuds-server} & 3.747 & 0.080 & 3.897 & 0.083 & 0.962$\times$ & 0.961$\times$ \\
\texttt{-s install password-store} & 1.233 & 0.050 & 1.310 & 0.050 & 0.941$\times$ & 0.944$\times$ \\
\hline
\end{tabular}
\endgroup
\end{center}
Во всех пяти завершённых сценариях \texttt{set9.c} медленнее исходной реализации: суммарное процессорное время увеличилось на 4,0--11,6\%. Таким образом, упрощённый декодер с улучшениями сортировки и кэша не компенсировали стоимость более сложного декодера в данной APT-нагрузке. Однако, данная реализация остаётся значительно быстрее работы оригинального \texttt{set.c} с декодированием "в лоб".
\section*{5. Прочие исследования}
В данной главе собраны исследования, которые не вошли непосредственно в совместимую реализацию, однако важны своими идеями и результатами. Форматы этого раздела несовместимы с существующими \texttt{set:}-строками и требуют регенерации метаданных.
\subsection*{5.1. Хранение хэшей без Golomb--Rice}
Первое направление --- отказаться от дельт и Golomb--Rice и хранить отсортированные усечённые хэши почти напрямую в Base64. Это уменьшает стоимость декодирования, но увеличивает строку. В микротесте с 1000 предоставляемыми и 500 требуемыми символами при \texttt{bpp=32} длина строки выросла с 3994 до 5340 символов. Построение строки ускорилось: \texttt{set\_fini} занял 105,09 вместо 147,45 мкс. Холодное сравнение заняло 113,04 вместо 129,67 мкс (0,87$\times$ времени \texttt{set9}), а прогретое --- 1,04 вместо 2,99 мкс (0,35$\times$).
Однако результат зависит от нагрузки: при одном требуемом символе прогретое сравнение прямого формата заняло 1,02$\times$ времени \texttt{set9}.
Также был рассмотрен Roaring Bitmap. В проверенном прототипе на разреженных усечённых хэшах он дал более длинные строки и более медленное сравнение: строка выросла до 19\,924 символов, холодное сравнение стало в 4,50 раза, а прогретое --- в 76,14 раза медленнее \texttt{set9}. Сжатие zstd сократило строку до 14\,126 символов, но холодное и прогретое сравнения остались в 4,96 и 101,86 раза медленнее.
\subsection*{5.2. Тестирование хэш-функций}
Отдельно проверялась идея заменить Jenkins OAAT на CityHash32 или XXH32. На фиксированных случайных байтовых строках, медиана трёх запусков, Jenkins уступал: для 16 байт --- 22,330 нс/хэш; CityHash32 --- 10,402; XXH32 --- 7,792. Для 1024 байт значения составили 1796,485, 232,598 и 184,234 нс/хэш соответственно.
Однако скорость отдельной хэш-функции не описывает её качества на данных,
характерных для \texttt{set:}-строк. Поэтому для Jenkins OAAT, XXH64 и t1ha2
была измерена вероятность единицы в каждом из младших 32 битов хэша на корпусе
из 577\,509 уникальных C++ ABI-символов, извлечённых из 259 ELF-файлов пяти
пакетов ALT p11. Корпус намеренно содержит близкие по префиксу имена: 99,60\%
символов имеют с другим символом общий префикс длиной не менее 12 знаков, а
95,05\% --- не менее 24 знаков. Среднее отклонение вероятности единицы в
выходном бите от $0{,}5$ равно 0,0475 процентного пункта для Jenkins OAAT, 0,0431 для XXH64 и
0,0615 для t1ha2; максимальное отклонение одного бита --- 0,167, 0,122 и
0,188 процентного пункта соответственно. Следовательно, все три функции
достаточно равномерно смешивают проверенный корпус; только по этой метрике
замена Jenkins OAAT не получает убедительного обоснования.
Следовательно, в проверенной метрике устойчивого преимущества замены Jenkins не обнаружено. Кроме того, новая хэш-функция изменила бы все значения в wire-format и потребовала бы новой версии формата и пересоздания репозиторных метаданных.
\section*{6. Итоги}
Работа позволила восстановить назначение и инварианты \texttt{set:}-формата, описать пути исходного \texttt{lib/set.c} и подготовить совместимую реализацию \texttt{set9.c}. Проверка на Sisyphus и \texttt{SELF\_TEST} подтверждают корректную обработку исследованного корпуса и публичного API. Вместе с тем APT-измерения показали отрицательный результат по производительности: более читаемая и структурированная реализация не превзошла специализированный декодер исходного кода.
Эксперименты с прямым хранением хэшей, Roaring Bitmap и альтернативными хэш-функциями уточнили границы дальнейшей оптимизации.
\endgroup
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "../main"
%%% End:
-588
View File
@@ -1,588 +0,0 @@
\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}
-141
View File
@@ -1,141 +0,0 @@
%% ---------------------------------------------------------------------------
\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}
%% ---------------------------------------------------------------------------
Submodule hash_testing/old_testing/src/cityhash deleted from f5dc54147f
Submodule hash_testing/old_testing/src/xxHash deleted from e573d4d2aa
@@ -0,0 +1,296 @@
#include <errno.h>
#include <limits.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#ifdef ARSV_WITH_RPM
#include <rpm/header.h>
#include <rpm/rpmio.h>
#include <rpm/rpmlib.h>
#include <rpm/rpmtag.h>
#include <rpm/rpmtd.h>
#endif
int arsv_set9_decode(const char* source, unsigned** hashes, size_t* count, unsigned* bpp);
#define D1_PREFIX "set:D1"
#define D1_HEADER_LEN 8
static const char base64_alphabet[] =
"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/";
static size_t base64_encoded_size(size_t byte_count) {
if (byte_count > SIZE_MAX - 2) return SIZE_MAX;
size_t groups = (byte_count + 2) / 3;
if (groups > SIZE_MAX / 4) return SIZE_MAX;
size_t size = groups * 4;
size_t remainder = byte_count % 3;
if (remainder) size -= 3 - remainder;
return size;
}
static void base64_encode(const unsigned char* input, size_t input_len, char* output) {
while (input_len >= 3) {
uint32_t value = ((uint32_t)input[0] << 16) | ((uint32_t)input[1] << 8) | input[2];
output[0] = base64_alphabet[(value >> 18) & 0x3f];
output[1] = base64_alphabet[(value >> 12) & 0x3f];
output[2] = base64_alphabet[(value >> 6) & 0x3f];
output[3] = base64_alphabet[value & 0x3f];
input += 3;
input_len -= 3;
output += 4;
}
if (input_len == 1) {
uint32_t value = (uint32_t)input[0] << 16;
output[0] = base64_alphabet[(value >> 18) & 0x3f];
output[1] = base64_alphabet[(value >> 12) & 0x3f];
} 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];
}
}
static int encode_d1(const unsigned* hashes, size_t count, unsigned bpp, char** result) {
if (!hashes || !count || !result || bpp < 10 || bpp > 32) return -EINVAL;
if (count > (SIZE_MAX - 7) / bpp) return -EOVERFLOW;
size_t bit_count = count * bpp;
size_t byte_count = (bit_count + 7) / 8;
unsigned char* bytes = calloc(byte_count, 1);
if (!bytes) return -ENOMEM;
unsigned char* output = bytes;
uint64_t bits = 0;
unsigned filled = 0;
for (size_t i = 0; i < count; ++i) {
bits |= (uint64_t)hashes[i] << filled;
filled += bpp;
while (filled >= 8) {
*output++ = (unsigned char)bits;
bits >>= 8;
filled -= 8;
}
}
if (filled) *output++ = (unsigned char)bits;
if ((size_t)(output - bytes) != byte_count) {
free(bytes);
return -EIO;
}
size_t payload_len = base64_encoded_size(byte_count);
if (payload_len == SIZE_MAX || payload_len > SIZE_MAX - D1_HEADER_LEN - 1) {
free(bytes);
return -EOVERFLOW;
}
char* encoded = malloc(D1_HEADER_LEN + payload_len + 1);
if (!encoded) {
free(bytes);
return -ENOMEM;
}
memcpy(encoded, D1_PREFIX, sizeof(D1_PREFIX) - 1);
encoded[6] = (char)('0' + bpp / 10);
encoded[7] = (char)('0' + bpp % 10);
base64_encode(bytes, byte_count, encoded + D1_HEADER_LEN);
encoded[D1_HEADER_LEN + payload_len] = '\0';
free(bytes);
*result = encoded;
return 0;
}
static int convert_set(const char* source, char** result, size_t* hash_count, unsigned* bpp) {
if (!source || strncmp(source, "set:", 4) != 0 || strncmp(source, D1_PREFIX, 6) == 0)
return -EINVAL;
unsigned* hashes = NULL;
size_t count = 0;
unsigned precision = 0;
int rc = arsv_set9_decode(source, &hashes, &count, &precision);
if (rc == 0) rc = encode_d1(hashes, count, precision, result);
free(hashes);
if (rc < 0) return rc;
if (hash_count) *hash_count = count;
if (bpp) *bpp = precision;
return 0;
}
#ifdef ARSV_WITH_RPM
struct statistics {
unsigned long headers;
unsigned long set_occurrences;
unsigned long set_bytes_old;
unsigned long set_bytes_new;
unsigned long hashes;
};
static int rewrite_version_tag(Header header, rpmTagVal tag, const char* package,
struct statistics* stats) {
struct rpmtd_s values;
memset(&values, 0, sizeof(values));
if (headerGet(header, tag, &values, HEADERGET_MINMEM) != 1) return 0;
if (rpmtdType(&values) != RPM_STRING_ARRAY_TYPE) {
rpmtdFreeData(&values);
fprintf(stderr, "%s: tag %d is not a string array\n", package, (int)tag);
return -EINVAL;
}
rpm_count_t count = rpmtdCount(&values);
const char** rewritten = calloc((size_t)count, sizeof(*rewritten));
if (!rewritten) {
rpmtdFreeData(&values);
return -ENOMEM;
}
int rc = 0;
int changed = 0;
rpmtdInit(&values);
for (rpm_count_t i = 0; i < count; ++i) {
const char* value = rpmtdNextString(&values);
if (!value) {
rc = -EINVAL;
break;
}
if (strncmp(value, "set:", 4) == 0) {
char* converted = NULL;
size_t hashes = 0;
unsigned bpp = 0;
rc = convert_set(value, &converted, &hashes, &bpp);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr, "%s: cannot convert tag %d index %u (rc=%d)\n", package,
(int)tag, (unsigned)i, rc);
break;
}
rewritten[i] = converted;
changed = 1;
++stats->set_occurrences;
stats->set_bytes_old += strlen(value);
stats->set_bytes_new += strlen(converted);
stats->hashes += hashes;
} else {
rewritten[i] = strdup(value);
if (!rewritten[i]) {
rc = -ENOMEM;
break;
}
}
}
if (rc == 0 && changed) {
headerDel(header, tag);
if (!headerPutStringArray(header, tag, rewritten, count)) rc = -EIO;
}
for (rpm_count_t i = 0; i < count; ++i) free((void*)rewritten[i]);
free(rewritten);
rpmtdFreeData(&values);
return rc;
}
static int rewrite_pkglist(const char* input_path, const char* output_path, unsigned long limit) {
FD_t input = Fopen(input_path, "r.ufdio");
if (!input || Ferror(input)) {
fprintf(stderr, "%s: %s\n", input_path, input ? Fstrerror(input) : "cannot open");
return 1;
}
FD_t output = Fopen(output_path, "w.ufdio");
if (!output || Ferror(output)) {
fprintf(stderr, "%s: %s\n", output_path, output ? Fstrerror(output) : "cannot open");
Fclose(input);
return 1;
}
struct statistics stats = {0};
Header header;
int failed = 0;
const rpmTagVal tags[] = {
RPMTAG_REQUIREVERSION,
RPMTAG_PROVIDEVERSION,
RPMTAG_CONFLICTVERSION,
RPMTAG_OBSOLETEVERSION,
RPMTAG_RECOMMENDVERSION,
RPMTAG_SUGGESTVERSION,
RPMTAG_SUPPLEMENTVERSION,
RPMTAG_ENHANCEVERSION,
};
while ((!limit || stats.headers < limit) &&
(header = headerRead(input, HEADER_MAGIC_YES)) != NULL) {
const char* package = headerGetString(header, RPMTAG_NAME);
if (!package) package = "<unknown>";
for (size_t i = 0; i < sizeof(tags) / sizeof(tags[0]); ++i) {
int rc = rewrite_version_tag(header, tags[i], package, &stats);
if (rc < 0) {
failed = 1;
break;
}
}
if (!failed && headerWrite(output, header, HEADER_MAGIC_YES) != 0) {
fprintf(stderr, "%s: failed to write header for %s\n", output_path, package);
failed = 1;
}
headerFree(header);
if (failed) break;
++stats.headers;
}
if (!failed && Ferror(input)) {
fprintf(stderr, "%s: read error: %s\n", input_path, Fstrerror(input));
failed = 1;
}
if (Fclose(output) != 0) failed = 1;
Fclose(input);
if (failed) {
remove(output_path);
return 1;
}
fprintf(stderr,
"headers=%lu set_occurrences=%lu hashes=%lu old_set_bytes=%lu "
"new_set_bytes=%lu\n",
stats.headers, stats.set_occurrences, stats.hashes, stats.set_bytes_old,
stats.set_bytes_new);
return 0;
}
#endif
static void usage(const char* program) {
fprintf(stderr, "usage: %s --convert-set set:VALUE\n", program);
#ifdef ARSV_WITH_RPM
fprintf(stderr, " %s --rewrite INPUT OUTPUT [--max-headers N]\n", program);
#endif
}
int main(int argc, char** argv) {
if (argc == 3 && strcmp(argv[1], "--convert-set") == 0) {
char* converted = NULL;
int rc = convert_set(argv[2], &converted, NULL, NULL);
if (rc < 0) {
fprintf(stderr, "cannot convert set value (rc=%d)\n", rc);
return 1;
}
puts(converted);
free(converted);
return 0;
}
#ifdef ARSV_WITH_RPM
if ((argc == 4 || argc == 6) && strcmp(argv[1], "--rewrite") == 0) {
unsigned long limit = 0;
if (argc == 6) {
if (strcmp(argv[4], "--max-headers") != 0) {
usage(argv[0]);
return 2;
}
char* end = NULL;
errno = 0;
limit = strtoul(argv[5], &end, 10);
if (errno || !end || *end || !limit) {
fprintf(stderr, "invalid --max-headers value: %s\n", argv[5]);
return 2;
}
}
return rewrite_pkglist(argv[2], argv[3], limit);
}
#endif
usage(argv[0]);
return 2;
}
@@ -0,0 +1,295 @@
#!/usr/bin/env python3
"""Create D1 copies of the real Sisyphus x86_64 and noarch pkglist files."""
from __future__ import annotations
import argparse
import hashlib
import json
import re
import shutil
import subprocess
import sys
import tempfile
from datetime import datetime, timezone
from pathlib import Path
HERE = Path(__file__).resolve().parent
ROOT = HERE.parents[2]
ARCHITECTURES = ("x86_64", "noarch")
SUMMARY_RE = re.compile(
r"headers=(?P<headers>\d+) set_occurrences=(?P<set_occurrences>\d+) "
r"hashes=(?P<hashes>\d+) old_set_bytes=(?P<old_set_bytes>\d+) "
r"new_set_bytes=(?P<new_set_bytes>\d+)"
)
VERSION_FORMAT = (
"[%{REQUIREVERSION}\\n]"
"[%{PROVIDEVERSION}\\n]"
"[%{CONFLICTVERSION}\\n]"
"[%{OBSOLETEVERSION}\\n]"
"[%{RECOMMENDVERSION}\\n]"
"[%{SUGGESTVERSION}\\n]"
"[%{SUPPLEMENTVERSION}\\n]"
"[%{ENHANCEVERSION}\\n]"
)
def classify_pkglist(path: Path) -> str | None:
name = path.name
if not name.endswith("_base_pkglist.classic"):
return None
if "_Sisyphus_x86%5f64_" in name or "_Sisyphus_x86_64_" in name:
return "x86_64"
if "_Sisyphus_noarch_" in name:
return "noarch"
return None
def validate_output(path: Path) -> Path:
resolved = path.expanduser().resolve()
home = Path.home().resolve()
source = ROOT.resolve()
if resolved == home or resolved == source or source in resolved.parents:
raise ValueError(f"refusing protected output path: {resolved}")
if resolved == Path("/"):
raise ValueError("refusing filesystem root as output")
return resolved
def run(
command: list[str],
*,
check: bool = True,
cwd: Path | None = None,
stdout: int | None = None,
) -> subprocess.CompletedProcess[bytes]:
result = subprocess.run(
command,
cwd=cwd,
stdout=stdout if stdout is not None else subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
check=False,
)
if check and result.returncode != 0:
stderr = result.stderr.decode(errors="replace")
raise RuntimeError(f"command failed ({result.returncode}): {' '.join(command)}\n{stderr}")
return result
def sha256_file(path: Path) -> str:
digest = hashlib.sha256()
with path.open("rb") as stream:
for block in iter(lambda: stream.read(1024 * 1024), b""):
digest.update(block)
return digest.hexdigest()
def compile_converter(destination: Path) -> None:
include = destination.parent / "compat-include"
include.mkdir()
for name in ("rpmlib.h", "system.h", "set.h"):
(include / name).touch()
run(
[
"cc",
"-O2",
"-std=gnu11",
"-Wall",
"-Wextra",
"-Werror",
"-D_GNU_SOURCE",
"-DARSV_SET9_EXPORT",
"-DARSV_WITH_RPM",
"-I",
str(include),
"-include",
str(ROOT / "scripts/rpmsetcmp/newset_compat.h"),
str(ROOT / "reimplement/set9.c"),
str(HERE / "rewrite_sisyphus_pkglist.c"),
"-lrpm",
"-lrpmio",
"-o",
str(destination),
]
)
def find_pkglists(lists_dir: Path) -> dict[str, Path]:
found: dict[str, Path] = {}
for path in lists_dir.glob("*_base_pkglist.classic"):
architecture = classify_pkglist(path)
if architecture is None:
continue
if architecture in found:
raise RuntimeError(f"multiple Sisyphus {architecture} pkglist files")
found[architecture] = path
missing = set(ARCHITECTURES) - set(found)
if missing:
raise RuntimeError(f"missing Sisyphus pkglist for: {', '.join(sorted(missing))}")
return found
def query_header_count(path: Path) -> int:
process = subprocess.Popen(
["pkglist-query", "%{NAME}\\n", str(path)],
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
)
assert process.stdout is not None
count = sum(1 for _ in process.stdout)
stderr = process.stderr.read() if process.stderr else b""
status = process.wait()
if status != 0:
raise RuntimeError(f"pkglist-query failed for {path}: {stderr.decode(errors='replace')}")
return count
def query_set_counts(path: Path) -> dict[str, int]:
process = subprocess.Popen(
["pkglist-query", VERSION_FORMAT, str(path)],
stdout=subprocess.PIPE,
stderr=subprocess.PIPE,
)
assert process.stdout is not None
old = direct = 0
for raw_line in process.stdout:
value = raw_line.strip()
if value.startswith(b"set:D1"):
direct += 1
elif value.startswith(b"set:"):
old += 1
stderr = process.stderr.read() if process.stderr else b""
status = process.wait()
if status != 0:
raise RuntimeError(f"pkglist-query failed for {path}: {stderr.decode(errors='replace')}")
return {"set9": old, "d1": direct}
def conversion_summary(stderr: bytes) -> dict[str, int]:
text = stderr.decode(errors="replace")
match = SUMMARY_RE.search(text)
if not match:
raise RuntimeError(f"converter did not report summary:\n{text}")
return {name: int(value) for name, value in match.groupdict().items()}
def convert_one(converter: Path, source: Path, destination: Path) -> dict[str, object]:
result = run([str(converter), "--rewrite", str(source), str(destination)])
summary = conversion_summary(result.stderr)
source_headers = query_header_count(source)
output_headers = query_header_count(destination)
source_sets = query_set_counts(source)
output_sets = query_set_counts(destination)
if source_headers != output_headers or output_headers != summary["headers"]:
raise RuntimeError(
f"header count mismatch: source={source_headers} output={output_headers} "
f"converter={summary['headers']}"
)
if source_sets["d1"] != 0:
raise RuntimeError(f"source already contains {source_sets['d1']} D1 values")
if output_sets["set9"] != 0:
raise RuntimeError(f"output still contains {output_sets['set9']} set9 values")
if source_sets["set9"] != output_sets["d1"] or output_sets["d1"] != summary["set_occurrences"]:
raise RuntimeError(
"set occurrence mismatch: "
f"source={source_sets['set9']} output={output_sets['d1']} "
f"converter={summary['set_occurrences']}"
)
if summary["set_occurrences"] == 0:
raise RuntimeError("source pkglist contains no set versions")
return {
**summary,
"source": {
"path": source.name,
"size": source.stat().st_size,
"sha256": sha256_file(source),
},
"output": {
"path": destination.name,
"size": destination.stat().st_size,
"sha256": sha256_file(destination),
},
}
def convert_local(output: Path, lists_dir: Path) -> None:
output.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
if any(output.iterdir()):
raise RuntimeError(f"output directory is not empty: {output}")
lists_dir = lists_dir.expanduser().resolve()
if not lists_dir.is_dir():
raise RuntimeError(f"APT lists directory does not exist: {lists_dir}")
pkglists = find_pkglists(lists_dir)
staging = Path(tempfile.mkdtemp(prefix=".d1-staging-", dir=output))
try:
converter = staging / "rewrite-sisyphus-pkglist"
compile_converter(converter)
architectures: dict[str, object] = {}
for architecture in ARCHITECTURES:
destination = staging / f"Sisyphus.{architecture}.pkglist.classic"
architectures[architecture] = convert_one(
converter, pkglists[architecture], destination
)
converter.unlink()
shutil.rmtree(staging / "compat-include")
manifest = {
"format": 1,
"created_at": datetime.now(timezone.utc).isoformat(),
"input": {"lists_dir": str(lists_dir)},
"rpm": run(["rpm", "--version"]).stdout.decode().strip(),
"apt": run(["rpmquery", "--qf", "%{VERSION}-%{RELEASE}", "apt"])
.stdout.decode()
.strip(),
"converter_source": {
"set9_sha256": sha256_file(ROOT / "reimplement/set9.c"),
"rewrite_sha256": sha256_file(HERE / "rewrite_sisyphus_pkglist.c"),
},
"architectures": architectures,
}
(staging / "manifest.json").write_text(
json.dumps(manifest, indent=2, sort_keys=True) + "\n"
)
final = output / "d1-pkglists"
staging.replace(final)
print(final)
for architecture in ARCHITECTURES:
data = architectures[architecture]
assert isinstance(data, dict)
print(
f"{architecture}: headers={data['headers']} "
f"set_occurrences={data['set_occurrences']} "
f"output={final / f'Sisyphus.{architecture}.pkglist.classic'}"
)
except BaseException:
shutil.rmtree(staging, ignore_errors=True)
raise
def parse_args() -> argparse.Namespace:
parser = argparse.ArgumentParser(
description="Create D1 copies of local Sisyphus x86_64/noarch pkglist files"
)
parser.add_argument("output", type=Path, help="new or empty output directory")
parser.add_argument(
"--lists-dir",
type=Path,
default=Path("/var/lib/apt/lists"),
help="APT lists snapshot to convert (default: /var/lib/apt/lists)",
)
return parser.parse_args()
def main() -> int:
args = parse_args()
try:
output = validate_output(args.output)
convert_local(output, args.lists_dir)
except (OSError, RuntimeError, ValueError) as error:
print(f"error: {error}", file=sys.stderr)
return 1
return 0
if __name__ == "__main__":
raise SystemExit(main())
+151 -184
View File
@@ -3,19 +3,15 @@ import argparse
import ctypes
import gc
import os
import shutil
import statistics
import subprocess
import sys
import tempfile
import time
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:
@@ -53,132 +49,108 @@ class SetAPI:
return encoded
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 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, 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 == "add":
for _ in range(args.fini_calls):
value = api.new_with_symbols(symbols)
checksum ^= int(value)
api.lib.set_free(value)
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)
if checksum != args.cmp_calls:
raise RuntimeError("rpmsetcmp result changed during benchmark")
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 measure_with_time(args, implementation, operation, calls):
def median_fini(api, symbols, bpp, calls, rounds):
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)
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 median_build(api, symbols, bpp, calls, rounds):
samples = []
for _ in range(rounds):
sets = []
results = []
start = time.perf_counter_ns()
for _ in range(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):
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:
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):
checksum += api.lib.rpmsetcmp(provider, requirement)
samples.append((time.perf_counter_ns() - start) / calls)
if checksum != calls:
raise RuntimeError("rpmsetcmp result changed during benchmark")
return statistics.median(samples)
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):
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)
def verify_complete_decoding(api, provider, requirement):
@@ -195,17 +167,11 @@ def verify_complete_decoding(api, provider, requirement):
raise RuntimeError("second operand was not decoded and validated completely")
def format_cpu_time(seconds):
return f"{seconds * 1_000_000:.2f} us"
def format_time(ns):
return f"{ns / 1000:.2f} us"
def format_ratio(new, old):
if old == 0:
return "n/a"
return f"{new / old:.2f}x"
def build_parser():
def main():
parser = argparse.ArgumentParser(description="Compare set9 and direct-hash set APIs")
parser.add_argument("--symbols", type=int, default=1000)
parser.add_argument(
@@ -219,18 +185,6 @@ def build_parser():
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")
@@ -238,27 +192,26 @@ 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)
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)
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))
)
apis = {
"set9": api_for("set9"),
"direct": api_for("direct"),
"set9": SetAPI(BUILD / "libset9.so"),
"direct": SetAPI(BUILD / "libdirect-hash.so"),
}
gc.disable()
try:
timings = {name: [[] for _ in range(5)] for name in apis}
lengths = {}
encoded = {}
for name, api in apis.items():
@@ -268,20 +221,31 @@ 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()
@@ -289,15 +253,18 @@ 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_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}"
)
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")
if __name__ == "__main__":
+80 -89
View File
@@ -1,5 +1,6 @@
#include <assert.h>
#include <limits.h>
#include <stdatomic.h>
#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
@@ -33,7 +34,6 @@ struct set {
char* strings;
struct symbols {
size_t offset;
unsigned full_hash;
unsigned hash;
}* symbols_v;
};
@@ -47,9 +47,11 @@ struct decoded_set {
enum {
DECODED_CACHE_SIZE = 512,
DECODED_CACHE_BUCKETS = 1024,
PAIR_CACHE_SIZE = 16,
PAIR_CACHE_SIZE = 4,
};
struct decoded_cache_entry;
struct pair_cache_entry {
uint64_t other_identity;
int result;
@@ -63,8 +65,8 @@ struct decoded_cache_entry {
unsigned* hashes;
size_t len;
size_t count;
uint64_t identity;
uint32_t fingerprint;
uint64_t identity;
unsigned bucket;
unsigned target_bpp;
unsigned pair_next;
@@ -82,8 +84,9 @@ 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;
static unsigned hash(const char* str);
/* 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;
struct set* set_new(void) {
struct set* set = xmalloc(sizeof(*set));
@@ -113,8 +116,7 @@ void set_add(struct set* set, const char* sym) {
}
set->symbols_v[set->cnt].offset = set->strings_len;
set->symbols_v[set->cnt].full_hash = hash(sym);
set->symbols_v[set->cnt].hash = set->symbols_v[set->cnt].full_hash;
set->symbols_v[set->cnt].hash = 0;
memcpy(set->strings + set->strings_len, sym, length);
set->strings_len = required;
++set->cnt;
@@ -239,42 +241,18 @@ static void base64_encode(const unsigned char* input, size_t input_len, char* ou
return;
}
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) {
static unsigned char* pack_hashes(const unsigned* hashes, 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)symbols[i].hash << filled;
bits |= (uint64_t)hashes[i] << filled;
filled += bpp;
while (filled >= 8) {
@@ -297,7 +275,7 @@ 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 = set->symbols_v[i].full_hash & mask;
set->symbols_v[i].hash = hash(set->strings + set->symbols_v[i].offset) & mask;
}
sort_symbols(set->symbols_v, set->cnt, (unsigned)bpp);
@@ -308,9 +286,27 @@ 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;
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);
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 payload_len = base64_encoded_size(byte_count);
char* output = xmalloc(FORMAT_HEADER_LEN + payload_len + 1);
memcpy(output, FORMAT_PREFIX, sizeof(FORMAT_PREFIX) - 1);
@@ -319,7 +315,8 @@ 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(bytes);
_free(allocated_bytes);
_free(unique_hashes);
return output;
}
@@ -360,7 +357,8 @@ 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;
/* With bpp >= 10, a valid direct set has at least three Base64 characters. */
/* With bpp >= 10, a valid direct set has at least three Base64 characters.
* Checking this fixed prefix makes cache hits independent of total key length. */
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') return -1;
@@ -369,7 +367,7 @@ static int set_meta_init(const char* source, struct set_meta* meta) {
if (bpp < 10 || bpp > 32) return -1;
meta->str = str;
meta->len = strlen(str);
meta->len = 0;
meta->bpp = bpp;
return 0;
}
@@ -741,24 +739,12 @@ 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_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);
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);
fingerprint ^= fingerprint >> 16;
return fingerprint;
}
@@ -797,23 +783,14 @@ static void decoded_cache_remove(struct decoded_cache_entry* victim, unsigned ca
_free(victim);
}
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;
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;
}
}
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;
decoded_cache_next_identity = 1;
}
static int cache_decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp, unsigned cache_id,
@@ -827,7 +804,7 @@ 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 ||
entry->len != meta->len || memcmp(entry->str, meta->str, meta->len + 1) != 0)
strcmp(entry->str, meta->str) != 0)
continue;
decoded_cache_touch(entry, cache_id);
@@ -837,28 +814,30 @@ static int cache_decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned target_bpp, un
return 0;
}
size_t len = strlen(meta->str);
struct decoded_set decoded;
if (decode_set_sized(meta->str, meta->len, &decoded) < 0) return -1;
if (decode_set_sized(meta->str, len, &decoded) < 0) return -1;
if (decoded.bpp != meta->bpp) {
_free(decoded.hashes);
return -1;
}
downsample_to(&decoded, target_bpp);
if (meta->len > SIZE_MAX - sizeof(struct decoded_cache_entry) - 1) {
if (len > SIZE_MAX - sizeof(struct decoded_cache_entry) - 1) {
_free(decoded.hashes);
return -1;
}
struct decoded_cache_entry* entry = xmalloc(sizeof(*entry) + meta->len + 1);
struct decoded_cache_entry* entry = xmalloc(sizeof(*entry) + len + 1);
memset(entry, 0, sizeof(*entry));
entry->str = (char*)(entry + 1);
memcpy(entry->str, meta->str, meta->len + 1);
memcpy(entry->str, meta->str, len + 1);
entry->hashes = decoded.hashes;
entry->len = meta->len;
entry->len = len;
entry->count = decoded.count;
entry->identity = decoded_cache_next_identity++;
if (entry->identity == 0) entry->identity = decoded_cache_next_identity++;
entry->fingerprint = fingerprint;
if (decoded_cache_next_identity == 0) decoded_cache_reset_pair_identities();
entry->identity = decoded_cache_next_identity++;
entry->bucket = bucket;
entry->target_bpp = target_bpp;
@@ -933,29 +912,31 @@ static int sorted_subset(const unsigned* small, size_t small_count, const unsign
return 1;
}
int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
static int rpmsetcmp_locked(const char* str1, const char* str2) {
struct set_meta meta1;
if (set_meta_init(str1, &meta1) < 0) return -3;
struct set_meta meta2;
if (set_meta_init(str2, &meta2) < 0) return -4;
unsigned target_bpp = meta2.bpp < meta1.bpp ? meta2.bpp : meta1.bpp;
int meta2_status = set_meta_init(str2, &meta2);
unsigned target_bpp =
meta2_status == 0 && 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 (meta1.len == meta2.len && memcmp(meta1.str, meta2.str, meta1.len + 1) == 0) return 0;
if (meta2_status < 0) return -4;
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;
int result;
if (pair_cache_lookup(entry1, entry2, &result)) return result;
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 (count1 == count2)
result = memcmp(hashes1, hashes2, count1 * sizeof(*hashes1)) == 0 ? 0 : -2;
else if (count1 > count2)
@@ -963,6 +944,16 @@ int rpmsetcmp(const char* str1, const char* str2) {
else
result = sorted_subset(hashes1, count1, hashes2, count2) ? -1 : -2;
pair_cache_store(entry1, entry2, result);
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);
return result;
}
+31
View File
@@ -546,6 +546,37 @@ static int decode_set(const struct set_meta* meta, unsigned* hash_arr) {
}
}
#ifdef ARSV_SET9_EXPORT
/* Test-only bridge used to translate existing repository metadata without
* reconstructing unavailable symbol names. The caller owns *hashes. */
int arsv_set9_decode(const char* source, unsigned** hashes, size_t* count, unsigned* bpp) {
if (!source || !hashes || !count || !bpp) return -EINVAL;
const char* str = source;
if (strncmp(str, "set:", 4) == 0) str += 4;
struct set_meta meta;
int rc = set_meta_init(str, &meta);
if (rc < 0) return rc;
rc = set_meta_fini(&meta);
if (rc < 0) return rc;
unsigned* values = malloc((size_t)meta.value_capacity * sizeof(*values));
if (!values) return -ENOMEM;
int decoded = decode_set(&meta, values);
if (decoded <= 0) {
free(values);
return decoded < 0 ? decoded : -EINVAL;
}
*hashes = values;
*count = (size_t)decoded;
*bpp = (unsigned)meta.bpp;
return 0;
}
#endif
/* 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);
+18 -25
View File
@@ -16,7 +16,6 @@ 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
@@ -94,7 +93,7 @@ operation_label()
run_once()
{
local operation=$1 variant=$2 run=$3 status perf_stat time_file
local operation=$1 variant=$2 run=$3 start end status perf_stat
local libdir="$variant/lib/usr/lib64"
local root="$COMMON/root"
local raw="$variant/raw"
@@ -118,9 +117,8 @@ run_once()
)
fi
time_file="$raw/$operation.$run.time.tsv"
if "$TIME_COMMAND" -f $'%U\t%S' -o "$time_file" -- \
env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" \
start=$(date +%s%N)
if env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" \
LD_LIBRARY_PATH="$libdir" \
taskset -c "$CPU" "${command[@]}" \
>"$raw/$operation.$run.stdout" \
@@ -129,7 +127,10 @@ run_once()
else
status=$?
fi
read -r RUN_USER_TIME RUN_SYSTEM_TIME <"$time_file"
end=$(date +%s%N)
RUN_TIME=$(awk -v start="$start" -v end="$end" \
'BEGIN { printf "%.6f", (end - start) / 1000000000 }')
RUN_STATUS=$status
}
@@ -227,8 +228,8 @@ benchmark_variant()
{
local variant=$1 result=$2 debug_file=$3 debuginfo_rpm=$4
local runtime_file=$5 dso_name=$6
local operation run average_user average_system label status_text perf_result perf_dir
local -a user_times system_times statuses
local operation run average label status_text perf_result perf_dir
local -a times statuses
local -a operations=(
check
autoremove
@@ -240,7 +241,7 @@ benchmark_variant()
)
mkdir -p "$variant/raw/perf-stat"
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' \
printf 'command\taverage_seconds\trun1_seconds\trun2_seconds\trun3_seconds\texit_status\n' \
>"$result"
perf_result=${result%.tsv}.perf-stat.tsv
perf_dir=${result%.tsv}.perf
@@ -256,27 +257,22 @@ benchmark_variant()
fi
for operation in "${operations[@]}"; do
user_times=()
system_times=()
times=()
statuses=()
for ((run = 1; run <= RUNS; ++run)); do
run_once "$operation" "$variant" "$run"
user_times+=("$RUN_USER_TIME")
system_times+=("$RUN_SYSTEM_TIME")
times+=("$RUN_TIME")
statuses+=("$RUN_STATUS")
if ((COLLECT_PERF)); then
append_perf_stat "$operation" "$run" \
"$variant/raw/perf-stat/$operation.$run.tsv" "$perf_result"
fi
printf '%s: run %d/%d: user=%ss system=%ss status=%s\n' \
"$operation" "$run" "$RUNS" \
"$RUN_USER_TIME" "$RUN_SYSTEM_TIME" "$RUN_STATUS"
printf '%s: run %d/%d: %ss, status=%s\n' \
"$operation" "$run" "$RUNS" "$RUN_TIME" "$RUN_STATUS"
done
average_user=$(printf '%s\n' "${user_times[@]}" | \
awk '{ total += $1 } END { printf "%.6f", total / NR }')
average_system=$(printf '%s\n' "${system_times[@]}" | \
average=$(printf '%s\n' "${times[@]}" | \
awk '{ total += $1 } END { printf "%.6f", total / NR }')
status_text=${statuses[0]}
@@ -288,11 +284,9 @@ benchmark_variant()
done
label=$(operation_label "$operation")
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" \
printf '%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n' \
"$label" "$average" \
"${times[0]}" "${times[1]}" "${times[2]}" "$status_text" \
>>"$result"
if ((COLLECT_PERF && PERF_RECORD)); then
@@ -306,7 +300,6 @@ for command in git gear-hsh hsh rpm rpmquery rpm2cpio cpio apt-get apt-cache \
taskset awk sed date sha256sum ldd readelf readlink eu-unstrip; do
command -v "$command" >/dev/null || fail "required command not found: $command"
done
[[ -x $TIME_COMMAND ]] || fail "time executable not found: $TIME_COMMAND"
if ((COLLECT_PERF)); then
command -v perf >/dev/null || \
fail "perf is not installed; install the ALT package: apt-get install perf"
+791
View File
@@ -0,0 +1,791 @@
#!/bin/bash
set -euo pipefail
export LC_ALL=C
# A/B benchmark:
# set9: librpm из Sisyphus с reimplement/set9.c и исходными pkglist Sisyphus;
# d1: librpm из того же commit с direct_hash/hash_set.c и теми же pkglist,
# заранее преобразованными run_sisyphus_pkglist.py в формат set:D1.
#
# Все измеряемые команды работают без сети. Конвертация, сборка и gencaches
# выполняются до таймера. Порядок замеров в каждом раунде: set9/d1/d1/set9.
SCRIPT_DIR=$(cd -- "$(dirname -- "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)
REPO_ROOT=$(cd -- "$SCRIPT_DIR/.." && pwd)
SET9_C=${SET9_C:-$REPO_ROOT/reimplement/set9.c}
D1_C=${D1_C:-$REPO_ROOT/new_version/direct_hash/hash_set.c}
PKGLIST_CONVERTER=${PKGLIST_CONVERTER:-$REPO_ROOT/new_version/direct_hash/apt_benchmark/run_sisyphus_pkglist.py}
WORK_ROOT=${WORK_ROOT:-$HOME/sisyphus-set9-d1-bench}
RESULT_DIR=${RESULT_DIR:-$WORK_ROOT/results}
SISYPHUS_MIRROR=${SISYPHUS_MIRROR:-https://ftp.altlinux.org/pub/distributions/ALTLinux}
RPM_GIT=${RPM_GIT:-https://git.altlinux.org/gears/r/rpm.git}
RPM_BRANCH=${RPM_BRANCH:-sisyphus}
PACKAGER=${PACKAGER:-krosh <gudovdo@my.msu.ru>}
CPU=${CPU:-0}
ROUNDS=${ROUNDS:-2}
RESET_WORK=${RESET_WORK:-1} # 0 — продолжить подготовку/сборки, 1 — начать заново.
OPERATIONS=${OPERATIONS:-unmet install-rpm-build install-openuds-server install-password-store}
APT_GET=${APT_GET:-/usr/lib/apt/apt-get}
APT_CACHE=${APT_CACHE:-$(command -v apt-cache 2>/dev/null || true)}
usage()
{
cat <<'EOF'
Usage: scripts/run-sisyphus-set9-d1-bench.sh
The script has no positional arguments. Configuration is passed through env:
CPU=2 ROUNDS=3 RESET_WORK=1 ./scripts/run-sisyphus-set9-d1-bench.sh
RESET_WORK=0 OPERATIONS='unmet check' ./scripts/run-sisyphus-set9-d1-bench.sh
Main variables:
WORK_ROOT, RESULT_DIR, SISYPHUS_MIRROR, RPM_GIT, RPM_BRANCH, PACKAGER,
SET9_C, D1_C, PKGLIST_CONVERTER, CPU, ROUNDS, RESET_WORK, OPERATIONS.
RESET_WORK=1 removes WORK_ROOT after running hsh --cleanup-only for old hasher
workdirs. Timed runs never update repositories and never install packages.
Snapshot preparation downloads x86_64 and noarch metadata from SISYPHUS_MIRROR
into an isolated APT directory under WORK_ROOT; host APT configuration is untouched.
EOF
}
fail()
{
printf 'error: %s\n' "$*" >&2
exit 1
}
safe_remove_work_root()
{
local marker="$WORK_ROOT/.arsv-sisyphus-set-bench-root"
[[ -n $WORK_ROOT && $WORK_ROOT == /* && $WORK_ROOT != / &&
$WORK_ROOT != "$HOME_REAL" && $HOME_REAL != "$WORK_ROOT/"* ]] ||
fail "unsafe WORK_ROOT for removal: $WORK_ROOT"
[[ $WORK_ROOT != "$REPO_ROOT" && $REPO_ROOT != "$WORK_ROOT/"* &&
$WORK_ROOT != "$REPO_ROOT/"* && $WORK_ROOT != "$CWD_REAL" &&
$CWD_REAL != "$WORK_ROOT/"* && $WORK_ROOT != "$CWD_REAL/"* ]] ||
fail "WORK_ROOT overlaps the source repository or current directory: $WORK_ROOT"
[[ ! -e $WORK_ROOT || (-f $marker && ! -L $marker) ]] ||
fail "refusing to remove unmarked WORK_ROOT: $WORK_ROOT"
if [[ -f $marker ]]; then
grep -Fx 'ARSV Sisyphus set9/D1 benchmark work root' "$marker" >/dev/null ||
fail "invalid WORK_ROOT ownership marker: $marker"
fi
}
canonical_work_subdir()
{
local path=$1 label=$2 resolved
[[ ! -L $path ]] || fail "$label must not be a symlink: $path"
resolved=$(realpath -e -- "$path") || fail "$label does not resolve: $path"
[[ $resolved == "$WORK_ROOT/"* ]] ||
fail "$label resolves outside WORK_ROOT: $path -> $resolved"
printf '%s' "$resolved"
}
ensure_work_subdir()
{
local path=$1 label=$2 resolved
[[ ! -L $path ]] || fail "$label must not be a symlink: $path"
resolved=$(realpath -m -- "$path")
[[ $resolved == "$WORK_ROOT/"* ]] ||
fail "$label resolves outside WORK_ROOT: $path -> $resolved"
mkdir -p -- "$path"
canonical_work_subdir "$path" "$label" >/dev/null
}
write_snapshot_fingerprint()
{
{
printf 'sisyphus_mirror=%s\n' "$SISYPHUS_MIRROR"
printf 'converter=%s\n' "$(sha256sum "$PKGLIST_CONVERTER" | awk '{print $1}')"
printf 'set9=%s\n' "$(sha256sum "$SET9_C" | awk '{print $1}')"
printf 'rewrite=%s\n' "$(sha256sum "$REPO_ROOT/new_version/direct_hash/apt_benchmark/rewrite_sisyphus_pkglist.c" | awk '{print $1}')"
printf 'compat=%s\n' "$(sha256sum "$REPO_ROOT/scripts/rpmsetcmp/newset_compat.h" | awk '{print $1}')"
}
}
validate_snapshot_reuse()
{
local current
[[ -f $SNAPSHOT/.complete && -f $SNAPSHOT/input-fingerprint.txt ]] || return 1
current=$(mktemp)
write_snapshot_fingerprint >"$current"
if ! cmp -s "$current" "$SNAPSHOT/input-fingerprint.txt"; then
rm -f "$current"
fail 'snapshot inputs changed; use RESET_WORK=1'
fi
rm -f "$current"
return 0
}
write_source_fingerprint()
{
{
printf 'rpm_git=%s\n' "$RPM_GIT"
printf 'rpm_branch=%s\n' "$RPM_BRANCH"
printf 'rpm_commit=%s\n' "$(git -C "$SOURCE_BASE" rev-parse HEAD)"
}
}
validate_source_reuse()
{
local current
[[ -f $SOURCE_FINGERPRINT ]] ||
fail 'source fingerprint missing; use RESET_WORK=1'
[[ -z $(git -C "$SOURCE_BASE" status --porcelain) ]] ||
fail 'RPM base source has local changes; use RESET_WORK=1'
current=$(mktemp)
write_source_fingerprint >"$current"
if ! cmp -s "$current" "$SOURCE_FINGERPRINT"; then
rm -f "$current"
fail 'RPM source URL, branch, or commit changed; use RESET_WORK=1'
fi
rm -f "$current"
}
prepare_spec()
{
local spec=$1 suffix=$2 version release new_release date
version=$(sed -n 's/^Version:[[:space:]]*//p' "$spec" | sed -n '1p')
release=$(sed -n 's/^Release:[[:space:]]*//p' "$spec" | sed -n '1p')
[[ -n $version && -n $release ]] || fail "cannot read Version/Release from $spec"
new_release="$release.$suffix"
sed -i "0,/^Release:[[:space:]]*$release$/s//Release: $new_release/" "$spec"
date=$(date '+%a %b %d %Y')
sed -i "/^%changelog/a\\
* $date $PACKAGER $version-$new_release\\
- Local Sisyphus set format benchmark build.\\
" "$spec"
}
apt_options()
{
local variant=$1
APT_OPTIONS=(
-o 'Dir::Etc::main=-'
-o 'Dir::Etc::parts=-'
-o "Dir::Etc::sourcelist=$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list"
-o "Dir::Etc::sourceparts=$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list.d"
-o 'Dir::Etc::preferences=-'
-o 'Dir::Etc::preferencesparts=-'
-o "Dir::State::lists=$variant/apt/lists/"
-o "Dir::State::status=$COMMON/status"
-o "Dir::Cache=$variant/apt/cache/"
-o "Dir::Cache::archives=$variant/apt/cache/archives"
-o "Dir::Cache::pkgcache=$variant/apt/cache/pkgcache.bin"
-o "Dir::Cache::srcpkgcache=$variant/apt/cache/srcpkgcache.bin"
-o "RPM::RootDir=$COMMON/root"
)
}
operation_command()
{
local operation=$1 variant=$2
apt_options "$variant"
case $operation in
unmet)
COMMAND=("$APT_CACHE" -q "${APT_OPTIONS[@]}" unmet)
;;
check)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s check)
;;
autoremove)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s autoremove)
;;
install-rpm-build)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s install rpm-build)
;;
install-openuds-server)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s install openuds-server)
;;
install-password-store)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s install password-store)
;;
upgrade)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -o APT::Get::EnableUpgrade=true -s upgrade)
;;
dist-upgrade)
COMMAND=("$APT_GET" -qq "${APT_OPTIONS[@]}" -s dist-upgrade)
;;
*)
fail "unknown operation: $operation"
;;
esac
}
variant_dir()
{
case $1 in
set9) printf '%s' "$SET9_VARIANT" ;;
d1) printf '%s' "$D1_VARIANT" ;;
*) fail "unknown variant: $1" ;;
esac
}
variant_libdir()
{
local variant
variant=$(variant_dir "$1")
printf '%s' "$variant/lib/usr/lib64"
}
prepare_command()
{
local operation=$1 variant_name=$2 variant
variant=$(variant_dir "$variant_name")
RUN_LIBDIR=$(variant_libdir "$variant_name")
operation_command "$operation" "$variant"
}
execute_command()
{
local stdout=$1 stderr=$2 status
if env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" LD_LIBRARY_PATH="$RUN_LIBDIR" \
taskset -c "$CPU" "${COMMAND[@]}" >"$stdout" 2>"$stderr"; then
status=0
else
status=$?
fi
printf '%s' "$status"
}
run_once()
{
local operation=$1 variant_name=$2 sequence=$3 sample=$4
local variant raw stdout stderr start end status elapsed
local stdout_sha stderr_sha stdout_bytes stderr_bytes
variant=$(variant_dir "$variant_name")
raw="$RESULT_DIR/raw/$operation/$variant_name"
mkdir -p "$raw"
stdout="$raw/$sample.stdout"
stderr="$raw/$sample.stderr"
prepare_command "$operation" "$variant_name"
start=$(date +%s%N)
status=$(execute_command "$stdout" "$stderr")
end=$(date +%s%N)
elapsed=$(awk -v start="$start" -v end="$end" \
'BEGIN { printf "%.6f", (end - start) / 1000000000 }')
stdout_sha=$(sha256sum "$stdout" | awk '{print $1}')
stderr_sha=$(sha256sum "$stderr" | awk '{print $1}')
stdout_bytes=$(stat -c %s "$stdout")
stderr_bytes=$(stat -c %s "$stderr")
printf '%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\t%s\n' \
"$operation" "$sequence" "$variant_name" "$sample" "$elapsed" "$status" \
"$stdout_sha" "$stdout_bytes" "$stderr_sha" "$stderr_bytes" >>"$RAW_RESULTS"
printf '%-28s sequence=%-2s %-4s sample=%-2s %ss status=%s\n' \
"$operation" "$sequence" "$variant_name" "$sample" "$elapsed" "$status"
}
prepare_snapshot()
{
local converter_output
local -a update_options
validate_snapshot_reuse && return
printf '\n===== Preparing one immutable Sisyphus metadata snapshot =====\n'
rm -rf "$SNAPSHOT"
mkdir -p "$SNAPSHOT/lists/partial" \
"$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list.d" \
"$SNAPSHOT/download-cache/archives/partial"
printf '%s\n' \
"rpm [alt] $SISYPHUS_MIRROR Sisyphus/x86_64 classic" \
"rpm [alt] $SISYPHUS_MIRROR Sisyphus/noarch classic" \
>"$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list"
update_options=(
-o 'Dir::Etc::main=-'
-o 'Dir::Etc::parts=-'
-o "Dir::Etc::sourcelist=$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list"
-o "Dir::Etc::sourceparts=$SNAPSHOT/etc-apt/sources.list.d"
-o 'Dir::Etc::preferences=-'
-o 'Dir::Etc::preferencesparts=-'
-o "Dir::State::lists=$SNAPSHOT/lists"
-o "Dir::State::status=$COMMON/status"
-o "Dir::Cache=$SNAPSHOT/download-cache"
-o "Dir::Cache::archives=$SNAPSHOT/download-cache/archives"
-o "Dir::Cache::pkgcache=$SNAPSHOT/download-cache/pkgcache.bin"
-o "Dir::Cache::srcpkgcache=$SNAPSHOT/download-cache/srcpkgcache.bin"
-o "RPM::RootDir=$COMMON/root"
)
APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" "$APT_GET" -qq \
"${update_options[@]}" update
converter_output="$SNAPSHOT/conversion"
python3 "$PKGLIST_CONVERTER" "$converter_output" \
--lists-dir "$SNAPSHOT/lists"
mv "$converter_output/d1-pkglists/manifest.json" "$SNAPSHOT/manifest.json"
mkdir -p "$SNAPSHOT/d1-pkglists"
mv "$converter_output/d1-pkglists/"*.classic "$SNAPSHOT/d1-pkglists/"
rmdir "$converter_output/d1-pkglists" "$converter_output"
rm -rf "$SNAPSHOT/download-cache"
rm -f "$SNAPSHOT/lists/lock"
rm -rf "$SNAPSHOT/lists/partial"
mkdir -p "$SNAPSHOT/lists/partial"
write_snapshot_fingerprint >"$SNAPSHOT/input-fingerprint.txt"
: >"$SNAPSHOT/.complete"
}
prepare_variant_lists()
{
local variant=$1 format=$2 variant_apt
if [[ -d $variant/apt ]]; then
variant_apt=$(canonical_work_subdir "$variant/apt" 'APT variant directory')
chmod -R u+w "$variant_apt"
fi
rm -rf "$variant/apt"
mkdir -p "$variant/apt/lists" "$variant/apt/cache/archives/partial"
cp -a "$SNAPSHOT/lists/." "$variant/apt/lists/"
if [[ $format == d1 ]]; then
python3 - "$SNAPSHOT/manifest.json" "$SNAPSHOT/lists" \
"$SNAPSHOT/d1-pkglists" "$variant/apt/lists" <<'PY'
import hashlib
import json
import shutil
import sys
from pathlib import Path
manifest_path, original_dir, d1_dir, target_dir = map(Path, sys.argv[1:])
manifest = json.loads(manifest_path.read_text())
for architecture, data in manifest["architectures"].items():
source = original_dir / data["source"]["path"]
converted = d1_dir / data["output"]["path"]
target = target_dir / data["source"]["path"]
if hashlib.sha256(source.read_bytes()).hexdigest() != data["source"]["sha256"]:
raise SystemExit(f"source checksum mismatch for {architecture}: {source}")
if hashlib.sha256(converted.read_bytes()).hexdigest() != data["output"]["sha256"]:
raise SystemExit(f"D1 checksum mismatch for {architecture}: {converted}")
shutil.copyfile(converted, target)
PY
fi
}
build_variant()
{
local name=$1 source_c=$2 suffix=$3 variant source hasher repo spec
local expected_fingerprint artifact_fingerprint
local -a librpm_rpms
variant=$(variant_dir "$name")
source="$variant/src/rpm"
hasher="$variant/hasher"
repo="$hasher/repo/x86_64/RPMS.hasher"
spec="$source/alt/rpm.spec"
printf '\n===== Building %s with %s =====\n' "$name" "$source_c"
mkdir -p "$variant/src" "$variant/logs" "$hasher"
shopt -s nullglob
librpm_rpms=("$repo"/librpm7-[0-9]*".$suffix".x86_64.rpm)
expected_fingerprint=$(mktemp)
{
printf 'base_commit=%s\n' "$(git -C "$SOURCE_BASE" rev-parse HEAD)"
printf 'set_source=%s\n' "$(sha256sum "$source_c" | awk '{print $1}')"
printf 'suffix=%s\n' "$suffix"
printf 'packager=%s\n' "$PACKAGER"
} >"$expected_fingerprint"
if [[ -f $variant/input-fingerprint.txt ]]; then
if ! cmp -s "$expected_fingerprint" "$variant/input-fingerprint.txt"; then
rm -f "$expected_fingerprint"
fail "$name build inputs changed; use RESET_WORK=1"
fi
elif ((${#librpm_rpms[@]} > 0)); then
rm -f "$expected_fingerprint"
fail "$name RPM exists without its input fingerprint; use RESET_WORK=1"
fi
if ((${#librpm_rpms[@]} == 0)) && [[ -d $source ]]; then
rm -rf "$source"
fi
if [[ ! -d $source/.git ]]; then
git clone --local "$SOURCE_BASE" "$source"
cp "$source_c" "$source/lib/set.c"
prepare_spec "$spec" "$suffix"
cp "$expected_fingerprint" "$variant/input-fingerprint.txt"
else
cmp -s "$source_c" "$source/lib/set.c" ||
fail "$source_c changed; use RESET_WORK=1"
fi
rm -f "$expected_fingerprint"
librpm_rpms=("$repo"/librpm7-[0-9]*".$suffix".x86_64.rpm)
if ((${#librpm_rpms[@]} == 0)); then
(
cd "$source"
gear-hsh \
--commit \
--with-stuff \
--packager="$PACKAGER" \
--no-sisyphus-check=changelog,packager,gpg \
--mountpoints=/proc \
--workdir="$hasher" \
--target=x86_64
) 2>&1 | tee "$variant/logs/rpm.log"
else
printf 'already built: %s\n' "${librpm_rpms[0]}"
fi
librpm_rpms=("$repo"/librpm7-[0-9]*".$suffix".x86_64.rpm)
((${#librpm_rpms[@]} == 1)) ||
fail "expected one librpm7 package for $name, got ${#librpm_rpms[@]}"
artifact_fingerprint=$(sha256sum "${librpm_rpms[0]}")
if [[ -f $variant/librpm-artifact.sha256 ]]; then
[[ $artifact_fingerprint == "$(<"$variant/librpm-artifact.sha256")" ]] ||
fail "$name librpm artifact changed; use RESET_WORK=1"
else
printf '%s\n' "$artifact_fingerprint" >"$variant/librpm-artifact.sha256"
fi
rm -rf "$variant/lib"
mkdir -p "$variant/lib"
(
cd "$variant/lib"
rpm2cpio "${librpm_rpms[0]}" | cpio -idm --quiet
)
[[ -e $variant/lib/usr/lib64/librpm.so.7 && -e $variant/lib/usr/lib64/librpmio.so.7 ]] ||
fail "librpm libraries were not extracted for $name"
for apt_binary in "$APT_GET" "$APT_CACHE"; do
LD_LIBRARY_PATH="$variant/lib/usr/lib64" ldd "$apt_binary" |
awk -v expected="$variant/lib/usr/lib64/librpm.so.7" '
index($0, expected) { found = 1 }
END { exit found ? 0 : 1 }
' || fail "$apt_binary does not load the built librpm for $name"
done
}
build_cache()
{
local name=$1 variant libdir start end elapsed stdout stderr status
variant=$(variant_dir "$name")
libdir=$(variant_libdir "$name")
apt_options "$variant"
stdout="$variant/logs/gencaches.stdout"
stderr="$variant/logs/gencaches.stderr"
chmod -R u+w "$variant/apt/cache"
rm -f "$variant/apt/cache/pkgcache.bin" "$variant/apt/cache/srcpkgcache.bin"
start=$(date +%s%N)
if env LC_ALL=C APT_CONFIG="$COMMON/apt.conf" LD_LIBRARY_PATH="$libdir" \
"$APT_CACHE" -q "${APT_OPTIONS[@]}" gencaches >"$stdout" 2>"$stderr"; then
status=0
else
status=$?
fi
end=$(date +%s%N)
elapsed=$(awk -v start="$start" -v end="$end" \
'BEGIN { printf "%.6f", (end - start) / 1000000000 }')
printf '%s\t%s\t%s\n' "$name" "$elapsed" "$status" >>"$CACHE_RESULTS"
[[ $status -eq 0 && -s $variant/apt/cache/pkgcache.bin ]] ||
fail "gencaches failed for $name; see $stderr"
chmod -R a-w "$variant/apt/cache"
}
record_cache_checksums()
{
local name variant
: >"$RESULT_DIR/cache-files.before.txt"
for name in set9 d1; do
variant=$(variant_dir "$name")
for cache_file in "$variant/apt/cache/pkgcache.bin" \
"$variant/apt/cache/srcpkgcache.bin"; do
stat -c '%n\t%D\t%i\t%s\t%Y\t%A' "$cache_file"
sha256sum "$cache_file"
done >>"$RESULT_DIR/cache-files.before.txt"
done
}
verify_cache_checksums()
{
local name variant
: >"$RESULT_DIR/cache-files.after.txt"
for name in set9 d1; do
variant=$(variant_dir "$name")
for cache_file in "$variant/apt/cache/pkgcache.bin" \
"$variant/apt/cache/srcpkgcache.bin"; do
stat -c '%n\t%D\t%i\t%s\t%Y\t%A' "$cache_file"
sha256sum "$cache_file"
done >>"$RESULT_DIR/cache-files.after.txt"
done
cmp -s "$RESULT_DIR/cache-files.before.txt" \
"$RESULT_DIR/cache-files.after.txt" ||
fail "APT cache changed during timed runs"
}
write_provenance()
{
{
printf 'rpm_git=%s\n' "$RPM_GIT"
printf 'rpm_branch=%s\n' "$RPM_BRANCH"
printf 'rpm_commit=%s\n' "$(git -C "$SOURCE_BASE" rev-parse HEAD)"
printf 'sisyphus_mirror=%s\n' "$SISYPHUS_MIRROR"
printf 'apt=%s\n' "$(rpmquery --qf '%{VERSION}-%{RELEASE}' apt)"
printf 'rpm=%s\n' "$(rpm --version)"
printf 'cpu=%s\n' "$CPU"
printf 'rounds=%s\n' "$ROUNDS"
printf 'operations=%s\n' "$OPERATIONS"
sha256sum "$SET9_C" "$D1_C" "$PKGLIST_CONVERTER" \
"$REPO_ROOT/new_version/direct_hash/apt_benchmark/rewrite_sisyphus_pkglist.c" \
"$REPO_ROOT/scripts/rpmsetcmp/newset_compat.h"
printf 'set9_librpm='; cat "$SET9_VARIANT/librpm-artifact.sha256"
printf 'd1_librpm='; cat "$D1_VARIANT/librpm-artifact.sha256"
} >"$RESULT_DIR/provenance.txt"
cp "$SNAPSHOT/manifest.json" "$RESULT_DIR/pkglist-manifest.json"
}
summarize_results()
{
python3 - "$RAW_RESULTS" "$RESULT_DIR/summary.tsv" "$RESULT_DIR/summary.md" <<'PY'
import csv
import statistics
import sys
from collections import defaultdict
from pathlib import Path
raw_path, tsv_path, markdown_path = map(Path, sys.argv[1:])
with raw_path.open(newline="") as stream:
rows = list(csv.DictReader(stream, delimiter="\t"))
groups = defaultdict(list)
for row in rows:
groups[row["operation"]].append(row)
summary = []
all_equivalent = True
for operation, items in groups.items():
by_variant = defaultdict(list)
signatures = set()
statuses = set()
for item in items:
by_variant[item["variant"]].append(float(item["seconds"]))
statuses.add(item["status"])
signatures.add(
(
item["status"],
item["stdout_sha256"],
item["stdout_bytes"],
item["stderr_sha256"],
item["stderr_bytes"],
)
)
if set(by_variant) != {"set9", "d1"}:
raise SystemExit(f"missing variant samples for {operation}")
if len(by_variant["set9"]) != len(by_variant["d1"]):
raise SystemExit(f"unbalanced variant samples for {operation}")
set9 = statistics.median(by_variant["set9"])
d1 = statistics.median(by_variant["d1"])
equivalent = len(signatures) == 1
all_equivalent &= equivalent
status = next(iter(statuses)) if len(statuses) == 1 else "mixed:" + ",".join(sorted(statuses))
path = "normal" if status == "0" else "failure-path"
summary.append(
(
operation,
len(by_variant["set9"]),
set9,
min(by_variant["set9"]),
max(by_variant["set9"]),
d1,
min(by_variant["d1"]),
max(by_variant["d1"]),
d1 / set9,
status,
path,
equivalent,
)
)
with tsv_path.open("w", newline="") as stream:
writer = csv.writer(stream, delimiter="\t", lineterminator="\n")
writer.writerow(
[
"operation", "runs_per_variant", "set9_median_seconds", "set9_min_seconds",
"set9_max_seconds", "d1_median_seconds", "d1_min_seconds", "d1_max_seconds",
"d1/set9", "exit_status", "benchmark_path", "outputs_equal"
]
)
for operation, count, set9, set9_min, set9_max, d1, d1_min, d1_max, ratio, status, path, equivalent in summary:
writer.writerow(
[
operation, count, f"{set9:.6f}", f"{set9_min:.6f}", f"{set9_max:.6f}",
f"{d1:.6f}", f"{d1_min:.6f}", f"{d1_max:.6f}", f"{ratio:.4f}",
status, path, "yes" if equivalent else "NO"
]
)
lines = [
"# Sisyphus set9 vs D1 benchmark",
"",
"Timed scope: resolver commands only; conversion, builds and `gencaches` are excluded.",
"Each round uses the balanced order `set9 / d1 / d1 / set9` after one warm-up per variant.",
"",
"| operation | runs/variant | set9 median [minmax], s | D1 median [minmax], s | D1/set9 | status/path | output equivalence |",
"|---|---:|---:|---:|---:|:---:|:---:|",
]
for operation, count, set9, set9_min, set9_max, d1, d1_min, d1_max, ratio, status, path, equivalent in summary:
lines.append(
f"| `{operation}` | {count} | {set9:.6f} [{set9_min:.6f}{set9_max:.6f}] | "
f"{d1:.6f} [{d1_min:.6f}{d1_max:.6f}] | {ratio:.4f} | "
f"{status}/{path} | {'yes' if equivalent else '**NO**'} |"
)
lines.extend(
[
"",
"`D1/set9 < 1` means that the D1 variant was faster.",
"Rows with non-zero status are explicitly labelled `failure-path`; do not treat them as successful resolver workloads.",
"Output equivalence includes exit status plus exact stdout and stderr hashes for every repeat and both variants.",
]
)
markdown_path.write_text("\n".join(lines) + "\n")
if not all_equivalent:
raise SystemExit(2)
PY
}
if [[ ${1:-} == --help || ${1:-} == -h ]]; then
usage
exit 0
fi
(($# == 0)) || fail "unexpected arguments; use --help"
for command in git gear-hsh hsh rpm rpmquery rpm2cpio cpio taskset awk sed cc \
pkglist-query date sha256sum stat ldd python3 cmp cp mv tee realpath mktemp grep; do
command -v "$command" >/dev/null || fail "required command not found: $command"
done
[[ -n $APT_CACHE && -x $APT_CACHE ]] || fail "apt-cache not found: $APT_CACHE"
[[ -x $APT_GET ]] || fail "apt-get executable not found: $APT_GET"
[[ -f $SET9_C ]] || fail "set9 source not found: $SET9_C"
[[ -f $D1_C ]] || fail "D1 source not found: $D1_C"
[[ -f $PKGLIST_CONVERTER ]] || fail "pkglist converter not found: $PKGLIST_CONVERTER"
[[ $ROUNDS =~ ^[1-9][0-9]*$ ]] || fail "ROUNDS must be a positive integer"
[[ $RESET_WORK =~ ^[01]$ ]] || fail "RESET_WORK must be 0 or 1"
taskset -c "$CPU" true >/dev/null 2>&1 || fail "CPU $CPU is unavailable to taskset"
read -r -a OPERATION_LIST <<<"$OPERATIONS"
((${#OPERATION_LIST[@]} > 0)) || fail "OPERATIONS is empty"
for operation in "${OPERATION_LIST[@]}"; do
case $operation in
unmet|check|autoremove|install-rpm-build|install-openuds-server|install-password-store|upgrade|dist-upgrade) ;;
*) fail "unknown operation in OPERATIONS: $operation" ;;
esac
done
HOME_REAL=$(realpath -m "$HOME")
CWD_REAL=$(realpath -m "$PWD")
REPO_ROOT=$(realpath -m "$REPO_ROOT")
SET9_C=$(realpath -m "$SET9_C")
D1_C=$(realpath -m "$D1_C")
PKGLIST_CONVERTER=$(realpath -m "$PKGLIST_CONVERTER")
WORK_ROOT=$(realpath -m "$WORK_ROOT")
RESULT_DIR=$(realpath -m "$RESULT_DIR")
[[ $RESULT_DIR == "$WORK_ROOT"/* ]] ||
fail "RESULT_DIR must be inside WORK_ROOT: $RESULT_DIR"
COMMON="$WORK_ROOT/common"
SNAPSHOT="$COMMON/snapshot"
SOURCE_BASE="$WORK_ROOT/src/rpm-base"
SOURCE_FINGERPRINT="$WORK_ROOT/src/rpm-base.fingerprint.txt"
SET9_VARIANT="$WORK_ROOT/variants/set9"
D1_VARIANT="$WORK_ROOT/variants/d1"
WORK_ROOT_EXISTED=0
[[ -e $WORK_ROOT ]] && WORK_ROOT_EXISTED=1
if ((RESET_WORK)); then
safe_remove_work_root
for old_hasher in "$SET9_VARIANT/hasher" "$D1_VARIANT/hasher"; do
[[ -d $old_hasher ]] || continue
old_hasher=$(canonical_work_subdir "$old_hasher" 'hasher workdir')
hsh --cleanup-only --workdir="$old_hasher" ||
fail "hasher cleanup failed: $old_hasher"
done
for old_apt in "$SET9_VARIANT/apt" "$D1_VARIANT/apt"; do
[[ -d $old_apt ]] || continue
old_apt=$(canonical_work_subdir "$old_apt" 'APT workdir')
chmod -R u+w "$old_apt"
done
rm -rf "$WORK_ROOT"
WORK_ROOT_EXISTED=0
elif ((WORK_ROOT_EXISTED)); then
marker="$WORK_ROOT/.arsv-sisyphus-set-bench-root"
[[ -f $marker && ! -L $marker ]] ||
fail "refusing unmarked existing WORK_ROOT: $WORK_ROOT"
grep -Fx 'ARSV Sisyphus set9/D1 benchmark work root' "$marker" >/dev/null ||
fail "invalid WORK_ROOT ownership marker: $marker"
fi
mkdir -p "$WORK_ROOT"
MARKER="$WORK_ROOT/.arsv-sisyphus-set-bench-root"
if [[ -e $MARKER ]]; then
grep -Fx 'ARSV Sisyphus set9/D1 benchmark work root' "$MARKER" >/dev/null ||
fail "invalid WORK_ROOT ownership marker: $MARKER"
else
printf '%s\n' 'ARSV Sisyphus set9/D1 benchmark work root' >"$MARKER"
fi
ensure_work_subdir "$WORK_ROOT/src" 'source directory'
ensure_work_subdir "$WORK_ROOT/variants" 'variants directory'
ensure_work_subdir "$COMMON/root/var/lib/rpm" 'isolated RPM database directory'
ensure_work_subdir "$RESULT_DIR" 'results directory'
: >"$COMMON/apt.conf"
: >"$COMMON/status"
prepare_snapshot
if [[ ! -d $SOURCE_BASE/.git ]]; then
git clone --branch "$RPM_BRANCH" --single-branch "$RPM_GIT" "$SOURCE_BASE"
write_source_fingerprint >"$SOURCE_FINGERPRINT"
else
validate_source_reuse
fi
build_variant set9 "$SET9_C" arsvset9
build_variant d1 "$D1_C" arsvd1
prepare_variant_lists "$SET9_VARIANT" set9
prepare_variant_lists "$D1_VARIANT" d1
mkdir -p "$RESULT_DIR/raw"
CACHE_RESULTS="$RESULT_DIR/cache-build.tsv"
printf 'variant\tseconds\texit_status\n' >"$CACHE_RESULTS"
build_cache set9
build_cache d1
record_cache_checksums
write_provenance
RAW_RESULTS="$RESULT_DIR/raw.tsv"
printf 'operation\tsequence\tvariant\tsample\tseconds\tstatus\tstdout_sha256\tstdout_bytes\tstderr_sha256\tstderr_bytes\n' >"$RAW_RESULTS"
declare -A SAMPLE_COUNTS=([set9]=0 [d1]=0)
sequence=0
for operation in "${OPERATION_LIST[@]}"; do
printf '\n===== Warm-up: %s =====\n' "$operation"
mkdir -p "$RESULT_DIR/warmup/$operation"
for variant_name in set9 d1; do
prepare_command "$operation" "$variant_name"
warm_status=$(execute_command \
"$RESULT_DIR/warmup/$operation/$variant_name.stdout" \
"$RESULT_DIR/warmup/$operation/$variant_name.stderr")
printf '%s\n' "$warm_status" >"$RESULT_DIR/warmup/$operation/$variant_name.status"
done
printf '===== Timed ABBA: %s =====\n' "$operation"
for ((round = 1; round <= ROUNDS; ++round)); do
for variant_name in set9 d1 d1 set9; do
sequence=$((sequence + 1))
SAMPLE_COUNTS[$variant_name]=$((SAMPLE_COUNTS[$variant_name] + 1))
run_once "$operation" "$variant_name" "$sequence" "${SAMPLE_COUNTS[$variant_name]}"
done
done
SAMPLE_COUNTS[set9]=0
SAMPLE_COUNTS[d1]=0
done
verify_cache_checksums
if ! summarize_results; then
fail "variant/repeat outputs differ; inspect $RESULT_DIR/raw and $RESULT_DIR/summary.md"
fi
printf '\nDone. Results:\n'
printf ' %s\n' "$RESULT_DIR/summary.md" "$RESULT_DIR/summary.tsv" \
"$RESULT_DIR/raw.tsv" "$RESULT_DIR/cache-build.tsv" "$RESULT_DIR/provenance.txt" \
"$RESULT_DIR/pkglist-manifest.json"