]> git.ipfire.org Git - thirdparty/zstd.git/commit
Allow compressor to repeat Huffman tables
authorNick Terrell <terrelln@fb.com>
Thu, 2 Mar 2017 01:51:56 +0000 (17:51 -0800)
committerNick Terrell <terrelln@fb.com>
Thu, 2 Mar 2017 21:27:52 +0000 (13:27 -0800)
commita419777eb12392159aefd6c28fd1e3cc8862ce2e
tree44754ac99949a1f8d4879394e84b3eedbbc6a630
parent31432cc57d459e18b660c1623ca72e933a634ef2
Allow compressor to repeat Huffman tables

* Compressor saves most recently used Huffman table and reuses it
  if it produces better results.
* I attempted to preserve CPU usage profile.
  I intentionally left all of the existing heuristics in place.
  There is only a speed difference on the second block and later.
  When compressing large enough blocks (say >= 4 KiB) there is
  no significant difference in compression speed.
  Dictionary compression of one block is the same speed for blocks
  with literals <= 1 KiB, and after that the difference is not
  very significant.
* In the synthetic data, with blocks 10 KB or smaller, most blocks
  can't use repeated tables because the previous block did not
  contain a symbol that the current block contains.
  Once blocks are about 12 KB or more, most previous blocks have
  valid Huffman tables for the current block, and the compression
  ratio and decompression speed jumped.
* In silesia blocks as small as 4KB can frequently reuse the
  previous Huffman table (85%), but it isn't as profitable, and
  the previous Huffman table only gets used about 3% of the time.
* Microbenchmarks show that `HUF_validateCTable()` takes ~55 ns
  and `HUF_estimateCompressedSize()` takes ~35 ns.
  They are decently well optimized, the first versions took 90 ns
  and 120 ns respectively. `HUF_validateCTable()` could be twice as
  fast, if we cast the `HUF_CElt*` to a `U32*` and compare to 0.
  However, `U32` has an alignment of 4 instead of 2, so I think that
  might be undefined behavior.
* I've ran `zstreamtest` compiled normally, with UASAN and with MSAN
  for 4 hours each.

The worst case for the speed difference is a bunch of small blocks
in the same frame. I modified `bench.c` to compress the input in a
single frame but with blocks of the given block size, set by `-B`.
Benchmarks on level 1:

|  Program  | Block size |   Corpus  | Ratio | Compression MB/s | Decompression MB/s |
|-----------|------------|-----------|-------|------------------|--------------------|
| zstd.base |        256 | synthetic | 2.364 |            110.0 |              297.0 |
|      zstd |        256 | synthetic | 2.367 |            108.9 |              297.0 |
| zstd.base |        256 | silesia   | 2.204 |             93.8 |              415.7 |
|      zstd |        256 | silesia   | 2.204 |             93.4 |              415.7 |
| zstd.base |        512 | synthetic | 2.594 |            144.2 |              420.0 |
|      zstd |        512 | synthetic | 2.599 |            141.5 |              425.7 |
| zstd.base |        512 | silesia   | 2.358 |            118.4 |              432.6 |
|      zstd |        512 | silesia   | 2.358 |            119.8 |              432.6 |
| zstd.base |       1024 | synthetic | 2.790 |            192.3 |              594.1 |
|      zstd |       1024 | synthetic | 2.794 |            192.3 |              600.0 |
| zstd.base |       1024 | silesia   | 2.524 |            148.2 |              464.2 |
|      zstd |       1024 | silesia   | 2.525 |            148.2 |              467.6 |
| zstd.base |       4096 | synthetic | 3.023 |            300.0 |             1000.0 |
|      zstd |       4096 | synthetic | 3.024 |            300.0 |             1010.1 |
| zstd.base |       4096 | silesia   | 2.779 |            223.1 |              623.5 |
|      zstd |       4096 | silesia   | 2.779 |            223.1 |              636.0 |
| zstd.base |      16384 | synthetic | 3.131 |            350.0 |             1150.1 |
|      zstd |      16384 | synthetic | 3.152 |            350.0 |             1630.3 |
| zstd.base |      16384 | silesia   | 2.871 |            296.5 |              883.3 |
|      zstd |      16384 | silesia   | 2.872 |            294.4 |              898.3 |
lib/common/huf.h
lib/compress/huf_compress.c
lib/compress/zstd_compress.c