lib/sorter.h

   1 /*
   2  *      Sherlock Library -- Universal Sorter
   3  *
   4  *      (c) 2001--2002 Martin Mares <mj@ucw.cz>
   5  *
   6  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
   7  *      of the GNU Lesser General Public License.
   8  */
   9
  10 /*
  11  *  This is not a normal header file, it's a generator of sorting
  12  *  routines.  Each time you include it with parameters set in the
  13  *  corresponding preprocessor macros, it generates a file sorter
  14  *  with the parameters given.
  15  *
  16  *  Recognized parameter macros: (those marked with [*] are mandatory)
  17  *
  18  *  SORT_KEY        [*] data type capable of storing a single key
  19  *  SORT_PREFIX(x)  [*] add a name prefix (used on all global names
  20  *                      defined by the sorter)
  21  *  SORT_PRESORT        include an in-core presorting pass
  22  *  SORT_UNIFY          merge items with identical keys
  23  *  SORT_DELETE_INPUT   a C expression, if true, the input files are
  24  *                      deleted as soon as possible
  25  *  SORT_INPUT_FILE     input is a file with this name
  26  *  SORT_INPUT_FB       input is a fastbuf stream
  27  *                      (can be safely NULL if you want to treat original
  28  *                      input in a different way by file read functions)
  29  *  SORT_INPUT_FBPAIR   input is a pair of fastbuf streams
  30  *                      (not supported by the presorter)
  31  *  SORT_OUTPUT_FILE    output is a file with this name
  32  *  SORT_OUTPUT_FB      output is a temporary fastbuf stream
  33  *
  34  *  You also need to define some (usually inline) functions which
  35  *  are called by the sorter to process your data:
  36  *
  37  *  int PREFIX_compare(SORT_KEY *a, *b)
  38  *                      compare two keys, result like strcmp
  39  *  int PREFIX_fetch_key(struct fastbuf *f, SORT_KEY *k)
  40  *                      fetch next key, returns 1=ok, 0=eof
  41  *  void PREFIX_copy_data(struct fastbuf *src, *dest, SORT_KEY *k)
  42  *                      write just fetched key k to dest and copy all data
  43  *                      belonging to this key from src to dest.
  44  *  void PREFIX_merge_data(struct fastbuf *src1, *src2, *dest, SORT_KEY *k1, *k2)
  45  *                      [used only in case SORT_UNIFY is defined]
  46  *                      write just fetched key k to dest and merge data from
  47  *                      two records with the same key (k1 and k2 are key occurences
  48  *                      in the corresponding streams).
  49  *  byte * PREFIX_fetch_item(struct fastbuf *f, SORT_KEY *k, byte *limit)
  50  *                      [used only with SORT_PRESORT]
  51  *                      fetch data belonging to a just fetched key and store
  52  *                      them to memory following the key, but not over limit.
  53  *                      Returns a pointer to first byte after the data
  54  *                      or NULL if the data don't fit. For variable-length
  55  *                      keys, it can use the rest of SORT_KEY and even return
  56  *                      pointer before end of the key.
  57  *                      Important: before PREFIX_fetch_item() succeeds, the key
  58  *                      must be position independent, the sorter can copy it.
  59  *  void PREFIX_store_item(struct fastbuf *f, SORT_KEY *k)
  60  *                      [used only with SORT_PRESORT]
  61  *                      write key and all its data read with PREFIX_fetch_data
  62  *                      to the stream given.
  63  *  SORT_KEY * PREFIX_merge_items(SORT_KEY *a, SORT_KEY *b)
  64  *                      [used only with SORT_PRESORT && SORT_UNIFY]
  65  *                      merge two items with the same key, returns pointer
  66  *                      to at most one of the items, the rest will be removed
  67  *                      from the list of items, but not deallocated, so
  68  *                      the remaining item can freely reference data of the
  69  *                      other one.
  70  */
  71
  72 /* Declarations of externals from sorter.c */
  73
  74 #ifndef SORT_DECLS_READ
  75 #define SORT_DECLS_READ
  76
  77 extern uns sorter_trace;
  78 extern uns sorter_presort_bufsize;
  79 extern uns sorter_stream_bufsize;
  80
  81 extern uns sorter_pass_counter;
  82
  83 #endif          /* !SORT_DECLS_READ */
  84
  85 /* The sorter proper */
  86
  87 #ifndef SORT_DECLARE_ONLY
  88
  89 #include "lib/fastbuf.h"
  90 #include <unistd.h>
  91 #include <fcntl.h>
  92 #include <string.h>
  93
  94 #if !defined(SORT_KEY) || !defined(SORT_PREFIX)
  95 #error Some of the mandatory configuration macros are missing.
  96 #endif
  97
  98 #define P(x) SORT_PREFIX(x)
  99 #define SWAP(x,y,z) do { z=x; x=y; y=z; } while(0)
 100
 101 #if defined(SORT_UNIFY) || defined(SORT_UNIQUE)
 102 #define LESS <
 103 #else
 104 #define LESS <=
 105 #endif
 106
 107 static struct fastbuf *
 108 P(flush_out)(struct fastbuf *out)
 109 {
 110   if (out)
 111     {
 112       bflush(out);
 113       bsetpos(out, 0);
 114     }
 115   return out;
 116 }
 117
 118 static void
 119 P(pass)(struct fastbuf **fb1, struct fastbuf **fb2)
 120 {
 121   struct fastbuf *in1 = *fb1;
 122   struct fastbuf *in2 = *fb2;
 123   struct fastbuf *out1 = NULL;
 124   struct fastbuf *out2 = NULL;
 125   SORT_KEY kbuf1, kbuf2, kbuf3, kbuf4;
 126   SORT_KEY *kin1 = &kbuf1;
 127   SORT_KEY *kprev1 = &kbuf2;
 128   SORT_KEY *kin2 = &kbuf3;
 129   SORT_KEY *kprev2 = &kbuf4;
 130   SORT_KEY *kout = NULL;
 131   SORT_KEY *ktmp;
 132   int next1, next2, comp;
 133   int run1, run2;
 134   uns run_count = 0;
 135
 136   run1 = next1 = in1 ? P(fetch_key)(in1, kin1) : 0;
 137   run2 = next2 = in2 ? P(fetch_key)(in2, kin2) : 0;
 138   while (next1 || next2)
 139     {
 140       if (!run1)
 141         comp = 1;
 142       else if (!run2)
 143         comp = -1;
 144       else
 145         comp = P(compare)(kin1, kin2);
 146       ktmp = (comp <= 0) ? kin1 : kin2;
 147       if (!kout || !(P(compare)(kout, ktmp) LESS 0))
 148         {
 149           struct fastbuf *t;
 150           SWAP(out1, out2, t);
 151           if (!out1)
 152             out1 = bopen_tmp(sorter_stream_bufsize);
 153           run_count++;
 154         }
 155       if (comp LESS 0)
 156         {
 157           P(copy_data)(in1, out1, kin1);
 158           SWAP(kin1, kprev1, ktmp);
 159           next1 = P(fetch_key)(in1, kin1);
 160           run1 = next1 && (P(compare)(kprev1, kin1) LESS 0);
 161           kout = kprev1;
 162         }
 163 #ifdef SORT_UNIFY
 164       else if (comp == 0)
 165         {
 166           P(merge_data)(in1, in2, out1, kin1, kin2);
 167           SWAP(kin1, kprev1, ktmp);
 168           next1 = P(fetch_key)(in1, kin1);
 169           run1 = next1 && (P(compare)(kprev1, kin1) LESS 0);
 170           SWAP(kin2, kprev2, ktmp);
 171           next2 = P(fetch_key)(in2, kin2);
 172           run2 = next2 && (P(compare)(kprev2, kin2) LESS 0);
 173           kout = kprev2;
 174         }
 175 #endif
 176       else
 177         {
 178           P(copy_data)(in2, out1, kin2);
 179           SWAP(kin2, kprev2, ktmp);
 180           next2 = P(fetch_key)(in2, kin2);
 181           run2 = next2 && (P(compare)(kprev2, kin2) LESS 0);
 182           kout = kprev2;
 183         }
 184       if (!run1 && !run2)
 185         {
 186           run1 = next1;
 187           run2 = next2;
 188         }
 189     }
 190   bclose(in1);
 191   bclose(in2);
 192   if (sorter_trace)
 193     log(L_INFO, "Pass %d: %d runs, %d+%d KB", sorter_pass_counter, run_count,
 194         (out1 ? (int)((btell(out1) + 1023) / 1024) : 0),
 195         (out2 ? (int)((btell(out2) + 1023) / 1024) : 0));
 196   *fb1 = P(flush_out)(out1);
 197   *fb2 = P(flush_out)(out2);
 198   sorter_pass_counter++;
 199 }
 200
 201 #ifdef SORT_PRESORT
 202
 203 #define SORT_NODE struct P(presort_node)
 204
 205 SORT_NODE {
 206   SORT_NODE *next;
 207   SORT_KEY key;
 208 };
 209
 210 static SORT_NODE *
 211 P(mergesort)(SORT_NODE *x)
 212 {
 213   SORT_NODE *f1, **l1, *f2, **l2, **l;
 214
 215   l1 = &f1;
 216   l2 = &f2;
 217   while (x)
 218     {
 219       *l1 = x;
 220       l1 = &x->next;
 221       x = x->next;
 222       if (!x)
 223         break;
 224       *l2 = x;
 225       l2 = &x->next;
 226       x = x->next;
 227     }
 228   *l1 = *l2 = NULL;
 229
 230   if (f1 && f1->next)
 231     f1 = P(mergesort)(f1);
 232   if (f2 && f2->next)
 233     f2 = P(mergesort)(f2);
 234   l = &x;
 235   while (f1 && f2)
 236     {
 237       if (P(compare)(&f1->key, &f2->key) <= 0)
 238         {
 239           *l = f1;
 240           l = &f1->next;
 241           f1 = f1->next;
 242         }
 243       else
 244         {
 245           *l = f2;
 246           l = &f2->next;
 247           f2 = f2->next;
 248         }
 249     }
 250   *l = f1 ? : f2;
 251   return x;
 252 }
 253
 254 static void
 255 P(presort)(struct fastbuf **fb1, struct fastbuf **fb2)
 256 {
 257   struct fastbuf *in = *fb1;
 258   struct fastbuf *out1 = NULL;
 259   struct fastbuf *out2 = NULL;
 260   struct fastbuf *tbuf;
 261   byte *buffer, *bufend, *current;
 262   SORT_NODE *first, **last, *this, *leftover;
 263   int cont = 1;
 264   uns run_count = 0;
 265   uns giant_count = 0;
 266   uns split_count = 0;
 267
 268   ASSERT(!*fb2);
 269   if (sorter_presort_bufsize < 2*sizeof(SORT_NODE))
 270     die("PresortBuffer set too low");
 271   buffer = xmalloc(sorter_presort_bufsize);
 272   bufend = buffer + sorter_presort_bufsize;
 273   leftover = NULL;
 274   while (cont)
 275     {
 276       SWAP(out1, out2, tbuf);
 277       if (!out1)
 278         out1 = bopen_tmp(sorter_stream_bufsize);
 279       current = buffer;
 280       last = &first;
 281       if (leftover)
 282         {
 283           memmove(buffer, leftover, sizeof(SORT_NODE));
 284           this = leftover = (SORT_NODE *) buffer;
 285           split_count++;
 286           goto get_data;
 287         }
 288       for(;;)
 289         {
 290           current = (byte *) ALIGN((addr_int_t) current, CPU_STRUCT_ALIGN);
 291           if (current + sizeof(*this) > bufend)
 292             break;
 293           this = (SORT_NODE *) current;
 294           cont = P(fetch_key)(in, &this->key);
 295           if (!cont)
 296             break;
 297         get_data:
 298           current = P(fetch_item)(in, &this->key, bufend);
 299           if (!current)
 300             {
 301               if (leftover)             /* Single node too large */
 302                 {
 303                   P(copy_data)(in, out1, &leftover->key);
 304                   leftover = NULL;
 305                   run_count++;
 306                   giant_count++;
 307                 }
 308               else                      /* Node will be left over to the next phase */
 309                 leftover = this;
 310               break;
 311             }
 312           *last = this;
 313           last = &this->next;
 314           leftover = NULL;
 315         }
 316       *last = NULL;
 317       if (!first)
 318         continue;
 319
 320       first = P(mergesort)(first);
 321       run_count++;
 322       while (first)
 323         {
 324 #ifdef SORT_UNIFY
 325           SORT_NODE *second = first->next;
 326           if (second && !P(compare)(&first->key, &second->key))
 327             {
 328               SORT_KEY *n = P(merge_items)(&first->key, &second->key);
 329               if (n == &first->key)
 330                 first->next = second->next;
 331               else if (n)
 332                 first = first->next;
 333               else
 334                 first = second->next;
 335               continue;
 336             }
 337 #endif
 338           P(store_item)(out1, &first->key);
 339           first = first->next;
 340         }
 341     }
 342
 343   bclose(in);
 344   if (sorter_trace)
 345     log(L_INFO, "Pass 0: %d runs (%d giants, %d splits), %d+%d KB",
 346         run_count, giant_count, split_count,
 347         (out1 ? (int)((btell(out1) + 1023) / 1024) : 0),
 348         (out2 ? (int)((btell(out2) + 1023) / 1024) : 0));
 349   *fb1 = P(flush_out)(out1);
 350   *fb2 = P(flush_out)(out2);
 351   xfree(buffer);
 352 }
 353
 354 #endif          /* SORT_PRESORT */
 355
 356 static
 357 #ifdef SORT_OUTPUT_FB
 358 struct fastbuf *
 359 #elif defined(SORT_OUTPUT_FILE)
 360 void
 361 #else
 362 #error No output defined.
 363 #endif
 364 P(sort)(
 365 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 366 byte *inname
 367 #elif defined(SORT_INPUT_FB)
 368 struct fastbuf *fb1
 369 #elif defined(SORT_INPUT_FBPAIR)
 370 struct fastbuf *fb1, struct fastbuf *fb2
 371 #else
 372 #error No input defined.
 373 #endif
 374 #ifdef SORT_OUTPUT_FILE
 375 ,byte *outname
 376 #endif
 377 )
 378 {
 379 #ifdef SORT_INPUT_FILE
 380   struct fastbuf *fb1, *fb2;
 381   fb1 = bopen(inname, O_RDONLY, sorter_stream_bufsize);
 382   fb2 = NULL;
 383 #elif defined(SORT_INPUT_FB)
 384   struct fastbuf *fb2 = NULL;
 385 #endif
 386
 387 #ifdef SORT_DELETE_INPUT
 388   fb1->is_temp_file = SORT_DELETE_INPUT;
 389 #endif
 390   sorter_pass_counter = 1;
 391 #ifdef SORT_PRESORT
 392   P(presort)(&fb1, &fb2);
 393   if (fb2)
 394 #endif
 395     do P(pass)(&fb1, &fb2); while (fb1 && fb2);
 396   if (!fb1)
 397     fb1 = bopen_tmp(sorter_stream_bufsize);
 398
 399 #ifdef SORT_OUTPUT_FB
 400   return fb1;
 401 #else
 402   fb1->is_temp_file = 0;
 403   if (rename(fb1->name, outname) < 0)
 404     die("rename(%s,%s): %m", fb1->name, outname);
 405   bclose(fb1);
 406 #endif
 407 }
 408
 409 #undef P
 410 #undef LESS
 411 #undef SWAP
 412 #undef SORT_NODE
 413
 414 #endif          /* !SORT_DECLARE_ONLY */