]> git.ipfire.org Git - thirdparty/git.git/blobdiff - name-hash.c
name-hash: perf improvement for lazy_init_name_hash
[thirdparty/git.git] / name-hash.c
index 3f7722a63b19ec102cd9c9272563ef4d78ec67a8..cac313c78d3fa7aba7a7ad6ea6cf5f6fd10a6445 100644 (file)
@@ -23,15 +23,21 @@ static int dir_entry_cmp(const struct dir_entry *e1,
                        name ? name : e2->name, e1->namelen);
 }
 
-static struct dir_entry *find_dir_entry(struct index_state *istate,
-               const char *name, unsigned int namelen)
+static struct dir_entry *find_dir_entry__hash(struct index_state *istate,
+               const char *name, unsigned int namelen, unsigned int hash)
 {
        struct dir_entry key;
-       hashmap_entry_init(&key, memihash(name, namelen));
+       hashmap_entry_init(&key, hash);
        key.namelen = namelen;
        return hashmap_get(&istate->dir_hash, &key, name);
 }
 
+static struct dir_entry *find_dir_entry(struct index_state *istate,
+               const char *name, unsigned int namelen)
+{
+       return find_dir_entry__hash(istate, name, namelen, memihash(name, namelen));
+}
+
 static struct dir_entry *hash_dir_entry(struct index_state *istate,
                struct cache_entry *ce, int namelen)
 {
@@ -112,21 +118,493 @@ static int cache_entry_cmp(const struct cache_entry *ce1,
        return remove ? !(ce1 == ce2) : 0;
 }
 
-static void lazy_init_name_hash(struct index_state *istate)
+static int lazy_try_threaded = 1;
+static int lazy_nr_dir_threads;
+
+#ifdef NO_PTHREADS
+
+static inline int lookup_lazy_params(struct index_state *istate)
 {
-       int nr;
+       return 0;
+}
+
+static inline void threaded_lazy_init_name_hash(
+       struct index_state *istate)
+{
+}
+
+#else
+
+#include "thread-utils.h"
+
+/*
+ * Set a minimum number of cache_entries that we will handle per
+ * thread and use that to decide how many threads to run (upto
+ * the number on the system).
+ *
+ * For guidance setting the lower per-thread bound, see:
+ *     t/helper/test-lazy-init-name-hash --analyze
+ */
+#define LAZY_THREAD_COST (2000)
+
+/*
+ * We use n mutexes to guard n partitions of the "istate->dir_hash"
+ * hashtable.  Since "find" and "insert" operations will hash to a
+ * particular bucket and modify/search a single chain, we can say
+ * that "all chains mod n" are guarded by the same mutex -- rather
+ * than having a single mutex to guard the entire table.  (This does
+ * require that we disable "rehashing" on the hashtable.)
+ *
+ * So, a larger value here decreases the probability of a collision
+ * and the time that each thread must wait for the mutex.
+ */
+#define LAZY_MAX_MUTEX   (32)
+
+static pthread_mutex_t *lazy_dir_mutex_array;
+
+/*
+ * An array of lazy_entry items is used by the n threads in
+ * the directory parse (first) phase to (lock-free) store the
+ * intermediate results.  These values are then referenced by
+ * the 2 threads in the second phase.
+ */
+struct lazy_entry {
+       struct dir_entry *dir;
+       unsigned int hash_dir;
+       unsigned int hash_name;
+};
+
+/*
+ * Decide if we want to use threads (if available) to load
+ * the hash tables.  We set "lazy_nr_dir_threads" to zero when
+ * it is not worth it.
+ */
+static int lookup_lazy_params(struct index_state *istate)
+{
+       int nr_cpus;
+
+       lazy_nr_dir_threads = 0;
+
+       if (!lazy_try_threaded)
+               return 0;
+
+       /*
+        * If we are respecting case, just use the original
+        * code to build the "istate->name_hash".  We don't
+        * need the complexity here.
+        */
+       if (!ignore_case)
+               return 0;
+
+       nr_cpus = online_cpus();
+       if (nr_cpus < 2)
+               return 0;
+
+       if (istate->cache_nr < 2 * LAZY_THREAD_COST)
+               return 0;
+
+       if (istate->cache_nr < nr_cpus * LAZY_THREAD_COST)
+               nr_cpus = istate->cache_nr / LAZY_THREAD_COST;
+       lazy_nr_dir_threads = nr_cpus;
+       return lazy_nr_dir_threads;
+}
+
+/*
+ * Initialize n mutexes for use when searching and inserting
+ * into "istate->dir_hash".  All "dir" threads are trying
+ * to insert partial pathnames into the hash as they iterate
+ * over their portions of the index, so lock contention is
+ * high.
+ *
+ * However, the hashmap is going to put items into bucket
+ * chains based on their hash values.  Use that to create n
+ * mutexes and lock on mutex[bucket(hash) % n].  This will
+ * decrease the collision rate by (hopefully) by a factor of n.
+ */
+static void init_dir_mutex(void)
+{
+       int j;
+
+       lazy_dir_mutex_array = xcalloc(LAZY_MAX_MUTEX, sizeof(pthread_mutex_t));
+
+       for (j = 0; j < LAZY_MAX_MUTEX; j++)
+               init_recursive_mutex(&lazy_dir_mutex_array[j]);
+}
+
+static void cleanup_dir_mutex(void)
+{
+       int j;
+
+       for (j = 0; j < LAZY_MAX_MUTEX; j++)
+               pthread_mutex_destroy(&lazy_dir_mutex_array[j]);
+
+       free(lazy_dir_mutex_array);
+}
+
+static void lock_dir_mutex(int j)
+{
+       pthread_mutex_lock(&lazy_dir_mutex_array[j]);
+}
+
+static void unlock_dir_mutex(int j)
+{
+       pthread_mutex_unlock(&lazy_dir_mutex_array[j]);
+}
+
+static inline int compute_dir_lock_nr(
+       const struct hashmap *map,
+       unsigned int hash)
+{
+       return hashmap_bucket(map, hash) % LAZY_MAX_MUTEX;
+}
+
+static struct dir_entry *hash_dir_entry_with_parent_and_prefix(
+       struct index_state *istate,
+       struct dir_entry *parent,
+       struct strbuf *prefix)
+{
+       struct dir_entry *dir;
+       unsigned int hash;
+       int lock_nr;
+
+       /*
+        * Either we have a parent directory and path with slash(es)
+        * or the directory is an immediate child of the root directory.
+        */
+       assert((parent != NULL) ^ (strchr(prefix->buf, '/') == NULL));
+
+       if (parent)
+               hash = memihash_cont(parent->ent.hash,
+                       prefix->buf + parent->namelen,
+                       prefix->len - parent->namelen);
+       else
+               hash = memihash(prefix->buf, prefix->len);
+
+       lock_nr = compute_dir_lock_nr(&istate->dir_hash, hash);
+       lock_dir_mutex(lock_nr);
+
+       dir = find_dir_entry__hash(istate, prefix->buf, prefix->len, hash);
+       if (!dir) {
+               FLEX_ALLOC_MEM(dir, name, prefix->buf, prefix->len);
+               hashmap_entry_init(dir, hash);
+               dir->namelen = prefix->len;
+               dir->parent = parent;
+               hashmap_add(&istate->dir_hash, dir);
+
+               if (parent) {
+                       unlock_dir_mutex(lock_nr);
+
+                       /* All I really need here is an InterlockedIncrement(&(parent->nr)) */
+                       lock_nr = compute_dir_lock_nr(&istate->dir_hash, parent->ent.hash);
+                       lock_dir_mutex(lock_nr);
+                       parent->nr++;
+               }
+       }
 
+       unlock_dir_mutex(lock_nr);
+
+       return dir;
+}
+
+/*
+ * handle_range_1() and handle_range_dir() are derived from
+ * clear_ce_flags_1() and clear_ce_flags_dir() in unpack-trees.c
+ * and handle the iteration over the entire array of index entries.
+ * They use recursion for adjacent entries in the same parent
+ * directory.
+ */
+static int handle_range_1(
+       struct index_state *istate,
+       int k_start,
+       int k_end,
+       struct dir_entry *parent,
+       struct strbuf *prefix,
+       struct lazy_entry *lazy_entries);
+
+static int handle_range_dir(
+       struct index_state *istate,
+       int k_start,
+       int k_end,
+       struct dir_entry *parent,
+       struct strbuf *prefix,
+       struct lazy_entry *lazy_entries,
+       struct dir_entry **dir_new_out)
+{
+       int rc, k;
+       int input_prefix_len = prefix->len;
+       struct dir_entry *dir_new;
+
+       dir_new = hash_dir_entry_with_parent_and_prefix(istate, parent, prefix);
+
+       strbuf_addch(prefix, '/');
+
+       /*
+        * Scan forward in the index array for index entries having the same
+        * path prefix (that are also in this directory).
+        */
+       if (strncmp(istate->cache[k_start + 1]->name, prefix->buf, prefix->len) > 0)
+               k = k_start + 1;
+       else if (strncmp(istate->cache[k_end - 1]->name, prefix->buf, prefix->len) == 0)
+               k = k_end;
+       else {
+               int begin = k_start;
+               int end = k_end;
+               while (begin < end) {
+                       int mid = (begin + end) >> 1;
+                       int cmp = strncmp(istate->cache[mid]->name, prefix->buf, prefix->len);
+                       if (cmp == 0) /* mid has same prefix; look in second part */
+                               begin = mid + 1;
+                       else if (cmp > 0) /* mid is past group; look in first part */
+                               end = mid;
+                       else
+                               die("cache entry out of order");
+               }
+               k = begin;
+       }
+
+       /*
+        * Recurse and process what we can of this subset [k_start, k).
+        */
+       rc = handle_range_1(istate, k_start, k, dir_new, prefix, lazy_entries);
+
+       strbuf_setlen(prefix, input_prefix_len);
+
+       *dir_new_out = dir_new;
+       return rc;
+}
+
+static int handle_range_1(
+       struct index_state *istate,
+       int k_start,
+       int k_end,
+       struct dir_entry *parent,
+       struct strbuf *prefix,
+       struct lazy_entry *lazy_entries)
+{
+       int input_prefix_len = prefix->len;
+       int k = k_start;
+
+       while (k < k_end) {
+               struct cache_entry *ce_k = istate->cache[k];
+               const char *name, *slash;
+
+               if (prefix->len && strncmp(ce_k->name, prefix->buf, prefix->len))
+                       break;
+
+               name = ce_k->name + prefix->len;
+               slash = strchr(name, '/');
+
+               if (slash) {
+                       int len = slash - name;
+                       int processed;
+                       struct dir_entry *dir_new;
+
+                       strbuf_add(prefix, name, len);
+                       processed = handle_range_dir(istate, k, k_end, parent, prefix, lazy_entries, &dir_new);
+                       if (processed) {
+                               k += processed;
+                               strbuf_setlen(prefix, input_prefix_len);
+                               continue;
+                       }
+
+                       strbuf_addch(prefix, '/');
+                       processed = handle_range_1(istate, k, k_end, dir_new, prefix, lazy_entries);
+                       k += processed;
+                       strbuf_setlen(prefix, input_prefix_len);
+                       continue;
+               }
+
+               /*
+                * It is too expensive to take a lock to insert "ce_k"
+                * into "istate->name_hash" and increment the ref-count
+                * on the "parent" dir.  So we defer actually updating
+                * permanent data structures until phase 2 (where we
+                * can change the locking requirements) and simply
+                * accumulate our current results into the lazy_entries
+                * data array).
+                *
+                * We do not need to lock the lazy_entries array because
+                * we have exclusive access to the cells in the range
+                * [k_start,k_end) that this thread was given.
+                */
+               lazy_entries[k].dir = parent;
+               if (parent) {
+                       lazy_entries[k].hash_name = memihash_cont(
+                               parent->ent.hash,
+                               ce_k->name + parent->namelen,
+                               ce_namelen(ce_k) - parent->namelen);
+                       lazy_entries[k].hash_dir = parent->ent.hash;
+               } else {
+                       lazy_entries[k].hash_name = memihash(ce_k->name, ce_namelen(ce_k));
+               }
+
+               k++;
+       }
+
+       return k - k_start;
+}
+
+struct lazy_dir_thread_data {
+       pthread_t pthread;
+       struct index_state *istate;
+       struct lazy_entry *lazy_entries;
+       int k_start;
+       int k_end;
+};
+
+static void *lazy_dir_thread_proc(void *_data)
+{
+       struct lazy_dir_thread_data *d = _data;
+       struct strbuf prefix = STRBUF_INIT;
+       handle_range_1(d->istate, d->k_start, d->k_end, NULL, &prefix, d->lazy_entries);
+       strbuf_release(&prefix);
+       return NULL;
+}
+
+struct lazy_name_thread_data {
+       pthread_t pthread;
+       struct index_state *istate;
+       struct lazy_entry *lazy_entries;
+};
+
+static void *lazy_name_thread_proc(void *_data)
+{
+       struct lazy_name_thread_data *d = _data;
+       int k;
+
+       for (k = 0; k < d->istate->cache_nr; k++) {
+               struct cache_entry *ce_k = d->istate->cache[k];
+               ce_k->ce_flags |= CE_HASHED;
+               hashmap_entry_init(ce_k, d->lazy_entries[k].hash_name);
+               hashmap_add(&d->istate->name_hash, ce_k);
+       }
+
+       return NULL;
+}
+
+static inline void lazy_update_dir_ref_counts(
+       struct index_state *istate,
+       struct lazy_entry *lazy_entries)
+{
+       int k;
+
+       for (k = 0; k < istate->cache_nr; k++) {
+               if (lazy_entries[k].dir)
+                       lazy_entries[k].dir->nr++;
+       }
+}
+
+static void threaded_lazy_init_name_hash(
+       struct index_state *istate)
+{
+       int nr_each;
+       int k_start;
+       int t;
+       struct lazy_entry *lazy_entries;
+       struct lazy_dir_thread_data *td_dir;
+       struct lazy_name_thread_data *td_name;
+
+       k_start = 0;
+       nr_each = DIV_ROUND_UP(istate->cache_nr, lazy_nr_dir_threads);
+
+       lazy_entries = xcalloc(istate->cache_nr, sizeof(struct lazy_entry));
+       td_dir = xcalloc(lazy_nr_dir_threads, sizeof(struct lazy_dir_thread_data));
+       td_name = xcalloc(1, sizeof(struct lazy_name_thread_data));
+
+       init_dir_mutex();
+
+       /*
+        * Phase 1:
+        * Build "istate->dir_hash" using n "dir" threads (and a read-only index).
+        */
+       for (t = 0; t < lazy_nr_dir_threads; t++) {
+               struct lazy_dir_thread_data *td_dir_t = td_dir + t;
+               td_dir_t->istate = istate;
+               td_dir_t->lazy_entries = lazy_entries;
+               td_dir_t->k_start = k_start;
+               k_start += nr_each;
+               if (k_start > istate->cache_nr)
+                       k_start = istate->cache_nr;
+               td_dir_t->k_end = k_start;
+               if (pthread_create(&td_dir_t->pthread, NULL, lazy_dir_thread_proc, td_dir_t))
+                       die("unable to create lazy_dir_thread");
+       }
+       for (t = 0; t < lazy_nr_dir_threads; t++) {
+               struct lazy_dir_thread_data *td_dir_t = td_dir + t;
+               if (pthread_join(td_dir_t->pthread, NULL))
+                       die("unable to join lazy_dir_thread");
+       }
+
+       /*
+        * Phase 2:
+        * Iterate over all index entries and add them to the "istate->name_hash"
+        * using a single "name" background thread.
+        * (Testing showed it wasn't worth running more than 1 thread for this.)
+        *
+        * Meanwhile, finish updating the parent directory ref-counts for each
+        * index entry using the current thread.  (This step is very fast and
+        * doesn't need threading.)
+        */
+       td_name->istate = istate;
+       td_name->lazy_entries = lazy_entries;
+       if (pthread_create(&td_name->pthread, NULL, lazy_name_thread_proc, td_name))
+               die("unable to create lazy_name_thread");
+
+       lazy_update_dir_ref_counts(istate, lazy_entries);
+
+       if (pthread_join(td_name->pthread, NULL))
+               die("unable to join lazy_name_thread");
+
+       cleanup_dir_mutex();
+
+       free(td_name);
+       free(td_dir);
+       free(lazy_entries);
+}
+
+#endif
+
+static void lazy_init_name_hash(struct index_state *istate)
+{
        if (istate->name_hash_initialized)
                return;
        hashmap_init(&istate->name_hash, (hashmap_cmp_fn) cache_entry_cmp,
                        istate->cache_nr);
        hashmap_init(&istate->dir_hash, (hashmap_cmp_fn) dir_entry_cmp,
                        istate->cache_nr);
-       for (nr = 0; nr < istate->cache_nr; nr++)
-               hash_index_entry(istate, istate->cache[nr]);
+
+       if (lookup_lazy_params(istate)) {
+               hashmap_disallow_rehash(&istate->dir_hash, 1);
+               threaded_lazy_init_name_hash(istate);
+               hashmap_disallow_rehash(&istate->dir_hash, 0);
+       } else {
+               int nr;
+               for (nr = 0; nr < istate->cache_nr; nr++)
+                       hash_index_entry(istate, istate->cache[nr]);
+       }
+
        istate->name_hash_initialized = 1;
 }
 
+/*
+ * A test routine for t/helper/ sources.
+ *
+ * Returns the number of threads used or 0 when
+ * the non-threaded code path was used.
+ *
+ * Requesting threading WILL NOT override guards
+ * in lookup_lazy_params().
+ */
+int test_lazy_init_name_hash(struct index_state *istate, int try_threaded)
+{
+       lazy_nr_dir_threads = 0;
+       lazy_try_threaded = try_threaded;
+
+       lazy_init_name_hash(istate);
+
+       return lazy_nr_dir_threads;
+}
+
 void add_name_hash(struct index_state *istate, struct cache_entry *ce)
 {
        if (istate->name_hash_initialized)