lib/sorter/sorter.h

   1 /*
   2  *      UCW Library -- Universal Sorter
   3  *
   4  *      (c) 2001--2007 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  *      (c) 2004 Robert Spalek <robert@ucw.cz>
   6  *
   7  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
   8  *      of the GNU Lesser General Public License.
   9  */
  10
  11 /*
  12  *  This is not a normal header file, but a generator of sorting
  13  *  routines.  Each time you include it with parameters set in the
  14  *  corresponding preprocessor macros, it generates a file sorter
  15  *  with the parameters given.
  16  *
  17  *  FIXME: explain the basics (keys and data, callbacks etc.)
  18  *
  19  *  Basic parameters and callbacks:
  20  *
  21  *  SORT_PREFIX(x)      add a name prefix (used on all global names
  22  *                      defined by the sorter)
  23  *
  24  *  SORT_KEY            data type capable of storing a single key.
  25  *  SORT_KEY_REGULAR    data type holding a single key both in memory and on disk;
  26  *                      in this case, bread() and bwrite() is used to read/write keys
  27  *                      and it's also assumed that the keys are not very long.
  28  *  int PREFIX_compare(SORT_KEY *a, SORT_KEY *b)
  29  *                      compares two keys, result like strcmp(). Mandatory.
  30  *  int PREFIX_read_key(struct fastbuf *f, SORT_KEY *k)
  31  *                      reads a key from a fastbuf, returns nonzero=ok, 0=EOF.
  32  *                      Mandatory unless SORT_KEY_REGULAR is defined.
  33  *  void PREFIX_write_key(struct fastbuf *f, SORT_KEY *k)
  34  *                      writes a key to a fastbuf. Mandatory unless SORT_KEY_REGULAR.
  35  *
  36  *  SORT_KEY_SIZE(key)  returns the real size of a key (a SORT_KEY type in memory
  37  *                      can be truncated to this number of bytes without any harm;
  38  *                      used to save memory when the keys have variable sizes).
  39  *                      Default: always store the whole SORT_KEY.
  40  *  SORT_DATA_SIZE(key) gets a key and returns the amount of data following it.
  41  *                      Default: records consist of keys only.
  42  *
  43  *  Integer sorting:
  44  *
  45  *  SORT_INT(key)       We are sorting by an integer value. In this mode, PREFIX_compare
  46  *                      is supplied automatically and the sorting function gets an extra
  47  *                      parameter specifying a range of the integers. The better the range
  48  *                      fits, the faster we sort. Sets up SORT_HASH_xxx automatically.
  49  *
  50  *  Hashing (optional, but it can speed sorting up):
  51  *
  52  *  SORT_HASH_BITS      signals that a monotone hashing function returning a given number of
  53  *                      bits is available. Monotone hash is a function f such that f(x) < f(y)
  54  *                      implies x < y and which is approximately uniformly distributed.
  55  *  uns PREFIX_hash(SORT_KEY *a, SORT_KEY *b)
  56  *
  57  *  Unification:
  58  *
  59  *  SORT_MERGE          merge items with identical keys, needs the following functions:
  60  *  void PREFIX_write_merged(struct fastbuf *f, SORT_KEY **keys, uns n, byte *buf)
  61  *                      takes n records in memory with keys which compare equal and writes
  62  *                      a single record to the given fastbuf. Data for each key can
  63  *                      be accessed by the SORT_GET_DATA(*key) macro. `buf' points
  64  *                      to a buffer which is guaranteed to hold all given records.
  65  *  void PREFIX_copy_merged(SORT_KEY **keys, struct fastbuf **data, uns n, struct fastbuf *dest)
  66  *                      takes n records with keys in memory and data in fastbufs and writes
  67  *                      a single record.
  68  *
  69  *  Input (choose one of these):
  70  *
  71  *  SORT_INPUT_FILE     file of a given name
  72  *  SORT_INPUT_FB       fastbuf stream
  73  *  SORT_INPUT_PRESORT  custom presorter: call function PREFIX_presorter (see below)
  74  *                      to get successive batches of pre-sorted data as temporary
  75  *                      fastbuf streams or NULL if no more data is available.
  76  *                      The function is passed a page-aligned presorting buffer.
  77  *
  78  *  Output (chose one of these):
  79  *
  80  *  SORT_OUTPUT_FILE    file of a given name
  81  *  SORT_OUTPUT_FB      temporary fastbuf stream
  82  *  SORT_OUTPUT_THIS_FB a given fastbuf stream which can already contain a header
  83  *
  84  *  Other switches:
  85  *
  86  *  SORT_UNIQUE         all items have distinct keys (checked in debug mode)
  87  *
  88  *  FIXME: Maybe implement these:
  89  *  ??? SORT_DELETE_INPUT       a C expression, if true, the input files are
  90  *                      deleted as soon as possible
  91  *  ??? SORT_ALIGNED
  92  *
  93  *  The function generated:
  94  *
  95  *  <outfb> PREFIX_SORT(<in>, <out> [,<range>]), where:
  96  *                      <in> = input file name/fastbuf or NULL
  97  *                      <out> = output file name/fastbuf or NULL
  98  *                      <range> = maximum integer value for the SORT_INT mode
  99  *                      <outfb> = output fastbuf (in SORT_OUTPUT_FB mode)
 100  *
 101  *  After including this file, all parameter macros are automatically
 102  *  undef'd.
 103  */
 104
 105 #include "lib/sorter/common.h"
 106 #include "lib/fastbuf.h"
 107
 108 #include <fcntl.h>
 109
 110 #define P(x) SORT_PREFIX(x)
 111
 112 #ifdef SORT_KEY_REGULAR
 113 typedef SORT_KEY_REGULAR P(key);
 114 static inline int P(read_key) (struct fastbuf *f, P(key) *k)
 115 {
 116   return breadb(f, k, sizeof(P(key)));
 117 }
 118 static inline void P(write_key) (struct fastbuf *f, P(key) *k)
 119 {
 120   bwrite(f, k, sizeof(P(key)));
 121 }
 122 #elif defined(SORT_KEY)
 123 typedef SORT_KEY P(key);
 124 #else
 125 #error Missing definition of sorting key.
 126 #endif
 127
 128 #ifdef SORT_INT
 129 static inline int P(compare) (P(key) *x, P(key) *y)
 130 {
 131   if (SORT_INT(*x) < SORT_INT(*y))
 132     return -1;
 133   if (SORT_INT(*x) > SORT_INT(*y))
 134     return 1;
 135   return 0;
 136 }
 137
 138 #ifndef SORT_HASH_BITS
 139 static inline int P(hash) (P(key) *x)
 140 {
 141   return SORT_INT((*x));
 142 }
 143 #endif
 144 #endif
 145
 146 #ifdef SORT_MERGE
 147 #define LESS <
 148 #else
 149 #define LESS <=
 150 #endif
 151 #define SWAP(x,y,z) do { z=x; x=y; y=z; } while(0)
 152
 153 #if defined(SORT_UNIQUE) && defined(DEBUG_ASSERTS)
 154 #define SORT_ASSERT_UNIQUE
 155 #endif
 156
 157 static inline void P(copy_data)(P(key) *key, struct fastbuf *in, struct fastbuf *out)
 158 {
 159   bwrite(out, key, sizeof(P(key)));
 160 #ifdef SORT_DATA_SIZE
 161   bbcopy(in, out, SORT_DATA_SIZE(*key));
 162 #else
 163   (void) in;
 164 #endif
 165 }
 166
 167 #include "lib/sorter/s-internal.h"
 168 #include "lib/sorter/s-twoway.h"
 169
 170 static struct fastbuf *P(sort)(
 171 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 172                                byte *in,
 173 #else
 174                                struct fastbuf *in,
 175 #endif
 176 #ifdef SORT_OUTPUT_FILE
 177                                byte *out
 178 #else
 179                                struct fastbuf *out
 180 #endif
 181 #ifdef SORT_INT
 182                                , uns int_range
 183 #endif
 184                                )
 185 {
 186   struct sort_context ctx;
 187   bzero(&ctx, sizeof(ctx));
 188
 189 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 190   ctx.in_fb = bopen(in, O_RDONLY, sorter_stream_bufsize);
 191 #elif defined(SORT_INPUT_FB)
 192   ctx.in_fb = in;
 193 #elif defined(SORT_INPUT_PRESORT)
 194   ASSERT(!in);
 195   ctx.custom_presort = P(presorter);
 196 #else
 197 #error No input given.
 198 #endif
 199
 200 #ifdef SORT_OUTPUT_FB
 201   ASSERT(!out);
 202 #elif defined(SORT_OUTPUT_THIS_FB)
 203   ctx.out_fb = out;
 204 #elif defined(SORT_OUTPUT_FILE)
 205   /* Just assume fastbuf output and rename the fastbuf later */
 206 #else
 207 #error No output given.
 208 #endif
 209
 210 #ifdef SORT_HASH_BITS
 211   ctx.hash_bits = SORT_HASH_BITS;
 212 #elif defined(SORT_INT)
 213   ctx.hash_bits = 0;
 214   while (ctx.hash_bits < 32 && (int_range >> ctx.hash_bits))
 215     ctx.hash_bits++;
 216 #endif
 217
 218   ctx.internal_sort = P(internal);
 219   ctx.twoway_merge = P(twoway_merge);
 220
 221   sorter_run(&ctx);
 222
 223 #ifdef SORT_OUTPUT_FILE
 224   if (rename(ctx.out_fb->name, out) < 0)
 225     die("Cannot rename %s to %s: %m", ctx.out_fb->name, out);
 226   bconfig(ctx.out_fb, BCONFIG_IS_TEMP_FILE, 0);
 227   bclose(ctx.out_fb);
 228   ctx.out_fb = NULL;
 229 #endif
 230   return ctx.out_fb;
 231 }
 232
 233 #undef SORT_KEY
 234 #undef SORT_KEY_REGULAR
 235 #undef SORT_KEY_SIZE
 236 #undef SORT_DATA_SIZE
 237 #undef SORT_INT
 238 #undef SORT_HASH_BITS
 239 #undef SORT_MERGE
 240 #undef SORT_INPUT_FILE
 241 #undef SORT_INPUT_FB
 242 #undef SORT_INPUT_PRESORT
 243 #undef SORT_OUTPUT_FILE
 244 #undef SORT_OUTPUT_FB
 245 #undef SORT_OUTPUT_THIS_FB
 246 #undef SORT_UNIQUE
 247 #undef SORT_ASSERT_UNIQUE
 248 #undef SWAP
 249 #undef LESS
 250 #undef P
 251 /* FIXME: Check that we undef everything we should. */