pack-objects: reuse on-disk deltas for thin "have" objects
[git] / pack-objects.h
1 #ifndef PACK_OBJECTS_H
2 #define PACK_OBJECTS_H
3
4 #include "object-store.h"
5 #include "pack.h"
6
7 #define DEFAULT_DELTA_CACHE_SIZE (256 * 1024 * 1024)
8
9 #define OE_DFS_STATE_BITS       2
10 #define OE_DEPTH_BITS           12
11 #define OE_IN_PACK_BITS         10
12 #define OE_Z_DELTA_BITS         20
13 /*
14  * Note that oe_set_size() becomes expensive when the given size is
15  * above this limit. Don't lower it too much.
16  */
17 #define OE_SIZE_BITS            31
18 #define OE_DELTA_SIZE_BITS      20
19
20 /*
21  * State flags for depth-first search used for analyzing delta cycles.
22  *
23  * The depth is measured in delta-links to the base (so if A is a delta
24  * against B, then A has a depth of 1, and B a depth of 0).
25  */
26 enum dfs_state {
27         DFS_NONE = 0,
28         DFS_ACTIVE,
29         DFS_DONE,
30         DFS_NUM_STATES
31 };
32
33 /*
34  * The size of struct nearly determines pack-objects's memory
35  * consumption. This struct is packed tight for that reason. When you
36  * add or reorder something in this struct, think a bit about this.
37  *
38  * basic object info
39  * -----------------
40  * idx.oid is filled up before delta searching starts. idx.crc32 is
41  * only valid after the object is written out and will be used for
42  * generating the index. idx.offset will be both gradually set and
43  * used in writing phase (base objects get offset first, then deltas
44  * refer to them)
45  *
46  * "size" is the uncompressed object size. Compressed size of the raw
47  * data for an object in a pack is not stored anywhere but is computed
48  * and made available when reverse .idx is made. Note that when a
49  * delta is reused, "size" is the uncompressed _delta_ size, not the
50  * canonical one after the delta has been applied.
51  *
52  * "hash" contains a path name hash which is used for sorting the
53  * delta list and also during delta searching. Once prepare_pack()
54  * returns it's no longer needed.
55  *
56  * source pack info
57  * ----------------
58  * The (in_pack, in_pack_offset) tuple contains the location of the
59  * object in the source pack. in_pack_header_size allows quickly
60  * skipping the header and going straight to the zlib stream.
61  *
62  * "type" and "in_pack_type" both describe object type. in_pack_type
63  * may contain a delta type, while type is always the canonical type.
64  *
65  * deltas
66  * ------
67  * Delta links (delta, delta_child and delta_sibling) are created to
68  * reflect that delta graph from the source pack then updated or added
69  * during delta searching phase when we find better deltas.
70  *
71  * delta_child and delta_sibling are last needed in
72  * compute_write_order(). "delta" and "delta_size" must remain valid
73  * at object writing phase in case the delta is not cached.
74  *
75  * If a delta is cached in memory and is compressed, delta_data points
76  * to the data and z_delta_size contains the compressed size. If it's
77  * uncompressed [1], z_delta_size must be zero. delta_size is always
78  * the uncompressed size and must be valid even if the delta is not
79  * cached.
80  *
81  * [1] during try_delta phase we don't bother with compressing because
82  * the delta could be quickly replaced with a better one.
83  */
84 struct object_entry {
85         struct pack_idx_entry idx;
86         void *delta_data;       /* cached delta (uncompressed) */
87         off_t in_pack_offset;
88         uint32_t hash;                  /* name hint hash */
89         unsigned size_:OE_SIZE_BITS;
90         unsigned size_valid:1;
91         uint32_t delta_idx;     /* delta base object */
92         uint32_t delta_child_idx; /* deltified objects who bases me */
93         uint32_t delta_sibling_idx; /* other deltified objects who
94                                      * uses the same base as me
95                                      */
96         unsigned delta_size_:OE_DELTA_SIZE_BITS; /* delta data size (uncompressed) */
97         unsigned delta_size_valid:1;
98         unsigned in_pack_idx:OE_IN_PACK_BITS;   /* already in pack */
99         unsigned z_delta_size:OE_Z_DELTA_BITS;
100         unsigned type_valid:1;
101         unsigned type_:TYPE_BITS;
102         unsigned no_try_delta:1;
103         unsigned in_pack_type:TYPE_BITS; /* could be delta */
104         unsigned preferred_base:1; /*
105                                     * we do not pack this, but is available
106                                     * to be used as the base object to delta
107                                     * objects against.
108                                     */
109         unsigned tagged:1; /* near the very tip of refs */
110         unsigned filled:1; /* assigned write-order */
111         unsigned dfs_state:OE_DFS_STATE_BITS;
112         unsigned char in_pack_header_size;
113         unsigned depth:OE_DEPTH_BITS;
114         unsigned ext_base:1; /* delta_idx points outside packlist */
115
116         /*
117          * pahole results on 64-bit linux (gcc and clang)
118          *
119          *   size: 80, bit_padding: 20 bits, holes: 8 bits
120          *
121          * and on 32-bit (gcc)
122          *
123          *   size: 76, bit_padding: 20 bits, holes: 8 bits
124          */
125 };
126
127 struct packing_data {
128         struct object_entry *objects;
129         uint32_t nr_objects, nr_alloc;
130
131         int32_t *index;
132         uint32_t index_size;
133
134         unsigned int *in_pack_pos;
135
136         /*
137          * Only one of these can be non-NULL and they have different
138          * sizes. if in_pack_by_idx is allocated, oe_in_pack() returns
139          * the pack of an object using in_pack_idx field. If not,
140          * in_pack[] array is used the same way as in_pack_pos[]
141          */
142         struct packed_git **in_pack_by_idx;
143         struct packed_git **in_pack;
144
145         /*
146          * This list contains entries for bases which we know the other side
147          * has (e.g., via reachability bitmaps), but which aren't in our
148          * "objects" list.
149          */
150         struct object_entry *ext_bases;
151         uint32_t nr_ext, alloc_ext;
152
153         uintmax_t oe_size_limit;
154 };
155
156 void prepare_packing_data(struct packing_data *pdata);
157 struct object_entry *packlist_alloc(struct packing_data *pdata,
158                                     const unsigned char *sha1,
159                                     uint32_t index_pos);
160
161 struct object_entry *packlist_find(struct packing_data *pdata,
162                                    const unsigned char *sha1,
163                                    uint32_t *index_pos);
164
165 static inline uint32_t pack_name_hash(const char *name)
166 {
167         uint32_t c, hash = 0;
168
169         if (!name)
170                 return 0;
171
172         /*
173          * This effectively just creates a sortable number from the
174          * last sixteen non-whitespace characters. Last characters
175          * count "most", so things that end in ".c" sort together.
176          */
177         while ((c = *name++) != 0) {
178                 if (isspace(c))
179                         continue;
180                 hash = (hash >> 2) + (c << 24);
181         }
182         return hash;
183 }
184
185 static inline enum object_type oe_type(const struct object_entry *e)
186 {
187         return e->type_valid ? e->type_ : OBJ_BAD;
188 }
189
190 static inline void oe_set_type(struct object_entry *e,
191                                enum object_type type)
192 {
193         if (type >= OBJ_ANY)
194                 BUG("OBJ_ANY cannot be set in pack-objects code");
195
196         e->type_valid = type >= OBJ_NONE;
197         e->type_ = (unsigned)type;
198 }
199
200 static inline unsigned int oe_in_pack_pos(const struct packing_data *pack,
201                                           const struct object_entry *e)
202 {
203         return pack->in_pack_pos[e - pack->objects];
204 }
205
206 static inline void oe_set_in_pack_pos(const struct packing_data *pack,
207                                       const struct object_entry *e,
208                                       unsigned int pos)
209 {
210         pack->in_pack_pos[e - pack->objects] = pos;
211 }
212
213 static inline struct packed_git *oe_in_pack(const struct packing_data *pack,
214                                             const struct object_entry *e)
215 {
216         if (pack->in_pack_by_idx)
217                 return pack->in_pack_by_idx[e->in_pack_idx];
218         else
219                 return pack->in_pack[e - pack->objects];
220 }
221
222 void oe_map_new_pack(struct packing_data *pack,
223                      struct packed_git *p);
224 static inline void oe_set_in_pack(struct packing_data *pack,
225                                   struct object_entry *e,
226                                   struct packed_git *p)
227 {
228         if (!p->index)
229                 oe_map_new_pack(pack, p);
230         if (pack->in_pack_by_idx)
231                 e->in_pack_idx = p->index;
232         else
233                 pack->in_pack[e - pack->objects] = p;
234 }
235
236 static inline struct object_entry *oe_delta(
237                 const struct packing_data *pack,
238                 const struct object_entry *e)
239 {
240         if (!e->delta_idx)
241                 return NULL;
242         if (e->ext_base)
243                 return &pack->ext_bases[e->delta_idx - 1];
244         else
245                 return &pack->objects[e->delta_idx - 1];
246 }
247
248 static inline void oe_set_delta(struct packing_data *pack,
249                                 struct object_entry *e,
250                                 struct object_entry *delta)
251 {
252         if (delta)
253                 e->delta_idx = (delta - pack->objects) + 1;
254         else
255                 e->delta_idx = 0;
256 }
257
258 void oe_set_delta_ext(struct packing_data *pack,
259                       struct object_entry *e,
260                       const unsigned char *sha1);
261
262 static inline struct object_entry *oe_delta_child(
263                 const struct packing_data *pack,
264                 const struct object_entry *e)
265 {
266         if (e->delta_child_idx)
267                 return &pack->objects[e->delta_child_idx - 1];
268         return NULL;
269 }
270
271 static inline void oe_set_delta_child(struct packing_data *pack,
272                                       struct object_entry *e,
273                                       struct object_entry *delta)
274 {
275         if (delta)
276                 e->delta_child_idx = (delta - pack->objects) + 1;
277         else
278                 e->delta_child_idx = 0;
279 }
280
281 static inline struct object_entry *oe_delta_sibling(
282                 const struct packing_data *pack,
283                 const struct object_entry *e)
284 {
285         if (e->delta_sibling_idx)
286                 return &pack->objects[e->delta_sibling_idx - 1];
287         return NULL;
288 }
289
290 static inline void oe_set_delta_sibling(struct packing_data *pack,
291                                         struct object_entry *e,
292                                         struct object_entry *delta)
293 {
294         if (delta)
295                 e->delta_sibling_idx = (delta - pack->objects) + 1;
296         else
297                 e->delta_sibling_idx = 0;
298 }
299
300 unsigned long oe_get_size_slow(struct packing_data *pack,
301                                const struct object_entry *e);
302 static inline unsigned long oe_size(struct packing_data *pack,
303                                     const struct object_entry *e)
304 {
305         if (e->size_valid)
306                 return e->size_;
307
308         return oe_get_size_slow(pack, e);
309 }
310
311 static inline int oe_size_less_than(struct packing_data *pack,
312                                     const struct object_entry *lhs,
313                                     unsigned long rhs)
314 {
315         if (lhs->size_valid)
316                 return lhs->size_ < rhs;
317         if (rhs < pack->oe_size_limit) /* rhs < 2^x <= lhs ? */
318                 return 0;
319         return oe_get_size_slow(pack, lhs) < rhs;
320 }
321
322 static inline int oe_size_greater_than(struct packing_data *pack,
323                                        const struct object_entry *lhs,
324                                        unsigned long rhs)
325 {
326         if (lhs->size_valid)
327                 return lhs->size_ > rhs;
328         if (rhs < pack->oe_size_limit) /* rhs < 2^x <= lhs ? */
329                 return 1;
330         return oe_get_size_slow(pack, lhs) > rhs;
331 }
332
333 static inline void oe_set_size(struct packing_data *pack,
334                                struct object_entry *e,
335                                unsigned long size)
336 {
337         if (size < pack->oe_size_limit) {
338                 e->size_ = size;
339                 e->size_valid = 1;
340         } else {
341                 e->size_valid = 0;
342                 if (oe_get_size_slow(pack, e) != size)
343                         BUG("'size' is supposed to be the object size!");
344         }
345 }
346
347 static inline unsigned long oe_delta_size(struct packing_data *pack,
348                                           const struct object_entry *e)
349 {
350         if (e->delta_size_valid)
351                 return e->delta_size_;
352         return oe_size(pack, e);
353 }
354
355 static inline void oe_set_delta_size(struct packing_data *pack,
356                                      struct object_entry *e,
357                                      unsigned long size)
358 {
359         e->delta_size_ = size;
360         e->delta_size_valid = e->delta_size_ == size;
361         if (!e->delta_size_valid && size != oe_size(pack, e))
362                 BUG("this can only happen in check_object() "
363                     "where delta size is the same as entry size");
364 }
365
366 #endif