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)
  56  *
  57  *  Unification:
  58  *
  59  *  SORT_UNIFY          merge items with identical keys, needs the following functions:
  60  *  void PREFIX_write_merged(struct fastbuf *f, SORT_KEY **keys, void **data, uns n, void *buf)
  61  *                      takes n records in memory with keys which compare equal and writes
  62  *                      a single record to the given fastbuf. `buf' points to a buffer which
  63  *                      is guaranteed to hold all given records.
  64  *  void PREFIX_copy_merged(SORT_KEY **keys, struct fastbuf **data, uns n, struct fastbuf *dest)
  65  *                      takes n records with keys in memory and data in fastbufs and writes
  66  *                      a single record.
  67  *
  68  *  Input (choose one of these):
  69  *
  70  *  SORT_INPUT_FILE     file of a given name
  71  *  SORT_INPUT_FB       seekable fastbuf stream
  72  *  SORT_INPUT_PIPE     non-seekable fastbuf stream
  73  *  SORT_INPUT_PRESORT  custom presorter. Calls function
  74  *  int PREFIX_presort(struct fastbuf *dest, void *buf, size_t bufsize);
  75  *                      to get successive batches of pre-sorted data.
  76  *                      The function is passed a page-aligned presorting buffer.
  77  *                      It returns 1 on success or 0 on EOF.
  78  *
  79  *  Output (chose one of these):
  80  *
  81  *  SORT_OUTPUT_FILE    file of a given name
  82  *  SORT_OUTPUT_FB      temporary fastbuf stream
  83  *  SORT_OUTPUT_THIS_FB a given fastbuf stream which can already contain a header
  84  *
  85  *  Other switches:
  86  *
  87  *  SORT_UNIQUE         all items have distinct keys (checked in debug mode)
  88  *
  89  *  The function generated:
  90  *
  91  *  <outfb> PREFIX_SORT(<in>, <out> [,<range>]), where:
  92  *                      <in> = input file name/fastbuf or NULL
  93  *                      <out> = output file name/fastbuf or NULL
  94  *                      <range> = maximum integer value for the SORT_INT mode
  95  *                      <outfb> = output fastbuf (in SORT_OUTPUT_FB mode)
  96  *
  97  *  After including this file, all parameter macros are automatically
  98  *  undef'd.
  99  */
 100
 101 #include "lib/sorter/common.h"
 102 #include "lib/fastbuf.h"
 103
 104 #include <fcntl.h>
 105
 106 #define P(x) SORT_PREFIX(x)
 107
 108 #ifdef SORT_KEY_REGULAR
 109 typedef SORT_KEY_REGULAR P(key);
 110 static inline int P(read_key) (struct fastbuf *f, P(key) *k)
 111 {
 112   return breadb(f, k, sizeof(P(key)));
 113 }
 114 static inline void P(write_key) (struct fastbuf *f, P(key) *k)
 115 {
 116   bwrite(f, k, sizeof(P(key)));
 117 }
 118 #elif defined(SORT_KEY)
 119 typedef SORT_KEY P(key);
 120 #else
 121 #error Missing definition of sorting key.
 122 #endif
 123
 124 #ifdef SORT_INT
 125 static inline int P(compare) (P(key) *x, P(key) *y)
 126 {
 127   if (SORT_INT(*x) < SORT_INT(*y))
 128     return -1;
 129   if (SORT_INT(*x) > SORT_INT(*y))
 130     return 1;
 131   return 0;
 132 }
 133
 134 #ifndef SORT_HASH_BITS
 135 static inline int P(hash) (P(key) *x)
 136 {
 137   return SORT_INT((*x));
 138 }
 139 #endif
 140 #endif
 141
 142 #ifdef SORT_UNIFY
 143 #define LESS <
 144 #else
 145 #define LESS <=
 146 #endif
 147 #define SWAP(x,y,z) do { z=x; x=y; y=z; } while(0)
 148
 149 #if defined(SORT_UNIQUE) && defined(DEBUG_ASSERTS)
 150 #define SORT_ASSERT_UNIQUE
 151 #endif
 152
 153 #ifdef SORT_KEY_SIZE
 154 #define SORT_VAR_KEY
 155 #else
 156 #define SORT_KEY_SIZE(key) sizeof(key)
 157 #endif
 158
 159 #ifdef SORT_DATA_SIZE
 160 #define SORT_VAR_DATA
 161 #else
 162 #define SORT_DATA_SIZE(key) 0
 163 #endif
 164
 165 static inline void P(copy_data)(P(key) *key, struct fastbuf *in, struct fastbuf *out)
 166 {
 167   P(write_key)(out, key);
 168 #ifdef SORT_VAR_DATA
 169   bbcopy(in, out, SORT_DATA_SIZE(*key));
 170 #else
 171   (void) in;
 172 #endif
 173 }
 174
 175 #include "lib/sorter/s-internal.h"
 176 #include "lib/sorter/s-twoway.h"
 177
 178 #if defined(SORT_HASH_BITS) || defined(SORT_INT)
 179 #include "lib/sorter/s-radix.h"
 180 #endif
 181
 182 static struct fastbuf *P(sort)(
 183 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 184                                byte *in,
 185 #else
 186                                struct fastbuf *in,
 187 #endif
 188 #ifdef SORT_OUTPUT_FILE
 189                                byte *out
 190 #else
 191                                struct fastbuf *out
 192 #endif
 193 #ifdef SORT_INT
 194                                , uns int_range
 195 #endif
 196                                )
 197 {
 198   struct sort_context ctx;
 199   bzero(&ctx, sizeof(ctx));
 200
 201 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 202   ctx.in_fb = bopen(in, O_RDONLY, sorter_stream_bufsize);
 203   ctx.in_size = bfilesize(ctx.in_fb);
 204 #elif defined(SORT_INPUT_FB)
 205   ctx.in_fb = in;
 206   ctx.in_size = bfilesize(in);
 207 #elif defined(SORT_INPUT_PIPE)
 208   ctx.in_fb = in;
 209   ctx.in_size = ~(u64)0;
 210 #elif defined(SORT_INPUT_PRESORT)
 211   ASSERT(!in);
 212   ctx.custom_presort = P(presort);
 213   ctx.in_size = ~(u64)0;
 214 #else
 215 #error No input given.
 216 #endif
 217
 218 #ifdef SORT_OUTPUT_FB
 219   ASSERT(!out);
 220 #elif defined(SORT_OUTPUT_THIS_FB)
 221   ctx.out_fb = out;
 222 #elif defined(SORT_OUTPUT_FILE)
 223   /* Just assume fastbuf output and rename the fastbuf later */
 224 #else
 225 #error No output given.
 226 #endif
 227
 228 #ifdef SORT_HASH_BITS
 229   ctx.hash_bits = SORT_HASH_BITS;
 230   ctx.radix_split = P(radix_split);
 231 #elif defined(SORT_INT)
 232   ctx.hash_bits = 0;
 233   while (ctx.hash_bits < 32 && (int_range >> ctx.hash_bits))
 234     ctx.hash_bits++;
 235   ctx.radix_split = P(radix_split);
 236 #endif
 237
 238   ctx.internal_sort = P(internal);
 239   ctx.twoway_merge = P(twoway_merge);
 240
 241   sorter_run(&ctx);
 242
 243 #ifdef SORT_OUTPUT_FILE
 244   if (rename(ctx.out_fb->name, out) < 0)
 245     die("Cannot rename %s to %s: %m", ctx.out_fb->name, out);
 246   bconfig(ctx.out_fb, BCONFIG_IS_TEMP_FILE, 0);
 247   bclose(ctx.out_fb);
 248   ctx.out_fb = NULL;
 249 #endif
 250   return ctx.out_fb;
 251 }
 252
 253 #undef SORT_PREFIX
 254 #undef SORT_KEY
 255 #undef SORT_KEY_REGULAR
 256 #undef SORT_KEY_SIZE
 257 #undef SORT_DATA_SIZE
 258 #undef SORT_VAR_KEY
 259 #undef SORT_VAR_DATA
 260 #undef SORT_INT
 261 #undef SORT_HASH_BITS
 262 #undef SORT_UNIFY
 263 #undef SORT_INPUT_FILE
 264 #undef SORT_INPUT_FB
 265 #undef SORT_INPUT_PRESORT
 266 #undef SORT_OUTPUT_FILE
 267 #undef SORT_OUTPUT_FB
 268 #undef SORT_OUTPUT_THIS_FB
 269 #undef SORT_UNIQUE
 270 #undef SORT_ASSERT_UNIQUE
 271 #undef SWAP
 272 #undef LESS
 273 #undef P
 274 /* FIXME: Check that we undef everything we should. */