7e9b611e92c6f460a0dbe07996fff4f024a80ca4
[rsync.git] / match.c
1 /*
2  * Block matching used by the file-transfer code.
3  *
4  * Copyright (C) 1996 Andrew Tridgell
5  * Copyright (C) 1996 Paul Mackerras
6  * Copyright (C) 2003-2008 Wayne Davison
7  *
8  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
10  * the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
11  * (at your option) any later version.
12  *
13  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16  * GNU General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
19  * with this program; if not, visit the http://fsf.org website.
20  */
21
22 #include "rsync.h"
23
24 extern int checksum_seed;
25 extern int append_mode;
26 extern int checksum_len;
27
28 int updating_basis_file;
29 char sender_file_sum[MAX_DIGEST_LEN];
30
31 static int false_alarms;
32 static int hash_hits;
33 static int matches;
34 static int64 data_transfer;
35
36 static int total_false_alarms;
37 static int total_hash_hits;
38 static int total_matches;
39
40 extern struct stats stats;
41
42 #define TRADITIONAL_TABLESIZE (1<<16)
43
44 static uint32 tablesize;
45 static int32 *hash_table;
46
47 #define SUM2HASH2(s1,s2) (((s1) + (s2)) & 0xFFFF)
48 #define SUM2HASH(sum) SUM2HASH2((sum)&0xFFFF,(sum)>>16)
49
50 #define BIG_SUM2HASH(sum) ((sum)%tablesize)
51
52 static void build_hash_table(struct sum_struct *s)
53 {
54         static uint32 alloc_size;
55         int32 i;
56
57         /* Dynamically calculate the hash table size so that the hash load
58          * for big files is about 80%.  A number greater than the traditional
59          * size must be odd or s2 will not be able to span the entire set. */
60         tablesize = (uint32)(s->count/8) * 10 + 11;
61         if (tablesize < TRADITIONAL_TABLESIZE)
62                 tablesize = TRADITIONAL_TABLESIZE;
63         if (tablesize > alloc_size || tablesize < alloc_size - 16*1024) {
64                 if (hash_table)
65                         free(hash_table);
66                 hash_table = new_array(int32, tablesize);
67                 if (!hash_table)
68                         out_of_memory("build_hash_table");
69                 alloc_size = tablesize;
70         }
71
72         memset(hash_table, 0xFF, tablesize * sizeof hash_table[0]);
73
74         if (tablesize == TRADITIONAL_TABLESIZE) {
75                 for (i = 0; i < s->count; i++) {
76                         uint32 t = SUM2HASH(s->sums[i].sum1);
77                         s->sums[i].chain = hash_table[t];
78                         hash_table[t] = i;
79                 }
80         } else {
81                 for (i = 0; i < s->count; i++) {
82                         uint32 t = BIG_SUM2HASH(s->sums[i].sum1);
83                         s->sums[i].chain = hash_table[t];
84                         hash_table[t] = i;
85                 }
86         }
87 }
88
89
90 static OFF_T last_match;
91
92
93 /**
94  * Transmit a literal and/or match token.
95  *
96  * This delightfully-named function is called either when we find a
97  * match and need to transmit all the unmatched data leading up to it,
98  * or when we get bored of accumulating literal data and just need to
99  * transmit it.  As a result of this second case, it is called even if
100  * we have not matched at all!
101  *
102  * @param i If >0, the number of a matched token.  If 0, indicates we
103  * have only literal data.
104  **/
105 static void matched(int f, struct sum_struct *s, struct map_struct *buf,
106                     OFF_T offset, int32 i)
107 {
108         int32 n = (int32)(offset - last_match); /* max value: block_size (int32) */
109         int32 j;
110
111         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2) && i >= 0) {
112                 rprintf(FINFO,
113                         "match at %s last_match=%s j=%d len=%ld n=%ld\n",
114                         big_num(offset, 0), big_num(last_match, 0), i,
115                         (long)s->sums[i].len, (long)n);
116         }
117
118         send_token(f, i, buf, last_match, n, i < 0 ? 0 : s->sums[i].len);
119         data_transfer += n;
120
121         if (i >= 0) {
122                 stats.matched_data += s->sums[i].len;
123                 n += s->sums[i].len;
124         }
125
126         for (j = 0; j < n; j += CHUNK_SIZE) {
127                 int32 n1 = MIN(CHUNK_SIZE, n - j);
128                 sum_update(map_ptr(buf, last_match + j, n1), n1);
129         }
130
131         if (i >= 0)
132                 last_match = offset + s->sums[i].len;
133         else
134                 last_match = offset;
135
136         if (buf && INFO_GTE(PROGRESS, 1))
137                 show_progress(last_match, buf->file_size);
138 }
139
140
141 static void hash_search(int f,struct sum_struct *s,
142                         struct map_struct *buf, OFF_T len)
143 {
144         OFF_T offset, end;
145         int32 k, want_i, backup;
146         char sum2[SUM_LENGTH];
147         uint32 s1, s2, sum;
148         int more;
149         schar *map;
150
151         /* want_i is used to encourage adjacent matches, allowing the RLL
152          * coding of the output to work more efficiently. */
153         want_i = 0;
154
155         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2)) {
156                 rprintf(FINFO, "hash search b=%ld len=%s\n",
157                         (long)s->blength, big_num(len, 0));
158         }
159
160         k = (int32)MIN(len, (OFF_T)s->blength);
161
162         map = (schar *)map_ptr(buf, 0, k);
163
164         sum = get_checksum1((char *)map, k);
165         s1 = sum & 0xFFFF;
166         s2 = sum >> 16;
167         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 3))
168                 rprintf(FINFO, "sum=%.8x k=%ld\n", sum, (long)k);
169
170         offset = 0;
171
172         end = len + 1 - s->sums[s->count-1].len;
173
174         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 3)) {
175                 rprintf(FINFO, "hash search s->blength=%ld len=%s count=%s\n",
176                         (long)s->blength, big_num(len, 0), big_num(s->count, 0));
177         }
178
179         do {
180                 int done_csum2 = 0;
181                 int32 i;
182
183                 if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 4)) {
184                         rprintf(FINFO, "offset=%s sum=%04x%04x\n",
185                                 big_num(offset, 0), s2 & 0xFFFF, s1 & 0xFFFF);
186                 }
187
188                 if (tablesize == TRADITIONAL_TABLESIZE) {
189                         if ((i = hash_table[SUM2HASH2(s1,s2)]) < 0)
190                                 goto null_hash;
191                         sum = (s1 & 0xffff) | (s2 << 16);
192                 } else {
193                         sum = (s1 & 0xffff) | (s2 << 16);
194                         if ((i = hash_table[BIG_SUM2HASH(sum)]) < 0)
195                                 goto null_hash;
196                 }
197
198                 hash_hits++;
199                 do {
200                         int32 l;
201
202                         if (sum != s->sums[i].sum1)
203                                 continue;
204
205                         /* also make sure the two blocks are the same length */
206                         l = (int32)MIN((OFF_T)s->blength, len-offset);
207                         if (l != s->sums[i].len)
208                                 continue;
209
210                         /* in-place: ensure chunk's offset is either >= our
211                          * offset or that the data didn't move. */
212                         if (updating_basis_file && s->sums[i].offset < offset
213                             && !(s->sums[i].flags & SUMFLG_SAME_OFFSET))
214                                 continue;
215
216                         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 3)) {
217                                 rprintf(FINFO,
218                                         "potential match at %s i=%ld sum=%08x\n",
219                                         big_num(offset, 0), (long)i, sum);
220                         }
221
222                         if (!done_csum2) {
223                                 map = (schar *)map_ptr(buf,offset,l);
224                                 get_checksum2((char *)map,l,sum2);
225                                 done_csum2 = 1;
226                         }
227
228                         if (memcmp(sum2,s->sums[i].sum2,s->s2length) != 0) {
229                                 false_alarms++;
230                                 continue;
231                         }
232
233                         /* When updating in-place, the best possible match is
234                          * one with an identical offset, so we prefer that over
235                          * the following want_i optimization. */
236                         if (updating_basis_file) {
237                                 int32 i2;
238                                 for (i2 = i; i2 >= 0; i2 = s->sums[i2].chain) {
239                                         if (s->sums[i2].offset != offset)
240                                                 continue;
241                                         if (i2 != i) {
242                                                 if (sum != s->sums[i2].sum1)
243                                                         break;
244                                                 if (memcmp(sum2, s->sums[i2].sum2,
245                                                            s->s2length) != 0)
246                                                         break;
247                                                 i = i2;
248                                         }
249                                         /* This chunk was at the same offset on
250                                          * both the sender and the receiver. */
251                                         s->sums[i].flags |= SUMFLG_SAME_OFFSET;
252                                         goto set_want_i;
253                                 }
254                         }
255
256                         /* we've found a match, but now check to see
257                          * if want_i can hint at a better match. */
258                         if (i != want_i && want_i < s->count
259                             && (!updating_basis_file || s->sums[want_i].offset >= offset
260                              || s->sums[want_i].flags & SUMFLG_SAME_OFFSET)
261                             && sum == s->sums[want_i].sum1
262                             && memcmp(sum2, s->sums[want_i].sum2, s->s2length) == 0) {
263                                 /* we've found an adjacent match - the RLL coder
264                                  * will be happy */
265                                 i = want_i;
266                         }
267                     set_want_i:
268                         want_i = i + 1;
269
270                         matched(f,s,buf,offset,i);
271                         offset += s->sums[i].len - 1;
272                         k = (int32)MIN((OFF_T)s->blength, len-offset);
273                         map = (schar *)map_ptr(buf, offset, k);
274                         sum = get_checksum1((char *)map, k);
275                         s1 = sum & 0xFFFF;
276                         s2 = sum >> 16;
277                         matches++;
278                         break;
279                 } while ((i = s->sums[i].chain) >= 0);
280
281           null_hash:
282                 backup = (int32)(offset - last_match);
283                 /* We sometimes read 1 byte prior to last_match... */
284                 if (backup < 0)
285                         backup = 0;
286
287                 /* Trim off the first byte from the checksum */
288                 more = offset + k < len;
289                 map = (schar *)map_ptr(buf, offset - backup, k + more + backup)
290                     + backup;
291                 s1 -= map[0] + CHAR_OFFSET;
292                 s2 -= k * (map[0]+CHAR_OFFSET);
293
294                 /* Add on the next byte (if there is one) to the checksum */
295                 if (more) {
296                         s1 += map[k] + CHAR_OFFSET;
297                         s2 += s1;
298                 } else
299                         --k;
300
301                 /* By matching early we avoid re-reading the
302                    data 3 times in the case where a token
303                    match comes a long way after last
304                    match. The 3 reads are caused by the
305                    running match, the checksum update and the
306                    literal send. */
307                 if (backup >= s->blength+CHUNK_SIZE && end-offset > CHUNK_SIZE)
308                         matched(f, s, buf, offset - s->blength, -2);
309         } while (++offset < end);
310
311         matched(f, s, buf, len, -1);
312         map_ptr(buf, len-1, 1);
313 }
314
315
316 /**
317  * Scan through a origin file, looking for sections that match
318  * checksums from the generator, and transmit either literal or token
319  * data.
320  *
321  * Also calculates the MD4 checksum of the whole file, using the md
322  * accumulator.  This is transmitted with the file as protection
323  * against corruption on the wire.
324  *
325  * @param s Checksums received from the generator.  If <tt>s->count ==
326  * 0</tt>, then there are actually no checksums for this file.
327  *
328  * @param len Length of the file to send.
329  **/
330 void match_sums(int f, struct sum_struct *s, struct map_struct *buf, OFF_T len)
331 {
332         last_match = 0;
333         false_alarms = 0;
334         hash_hits = 0;
335         matches = 0;
336         data_transfer = 0;
337
338         sum_init(checksum_seed);
339
340         if (append_mode > 0) {
341                 if (append_mode == 2) {
342                         OFF_T j = 0;
343                         for (j = CHUNK_SIZE; j < s->flength; j += CHUNK_SIZE) {
344                                 if (buf && INFO_GTE(PROGRESS, 1))
345                                         show_progress(last_match, buf->file_size);
346                                 sum_update(map_ptr(buf, last_match, CHUNK_SIZE),
347                                            CHUNK_SIZE);
348                                 last_match = j;
349                         }
350                         if (last_match < s->flength) {
351                                 int32 n = (int32)(s->flength - last_match);
352                                 if (buf && INFO_GTE(PROGRESS, 1))
353                                         show_progress(last_match, buf->file_size);
354                                 sum_update(map_ptr(buf, last_match, n), n);
355                         }
356                 }
357                 last_match = s->flength;
358                 s->count = 0;
359         }
360
361         if (len > 0 && s->count > 0) {
362                 build_hash_table(s);
363
364                 if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2))
365                         rprintf(FINFO,"built hash table\n");
366
367                 hash_search(f, s, buf, len);
368
369                 if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2))
370                         rprintf(FINFO,"done hash search\n");
371         } else {
372                 OFF_T j;
373                 /* by doing this in pieces we avoid too many seeks */
374                 for (j = last_match + CHUNK_SIZE; j < len; j += CHUNK_SIZE)
375                         matched(f, s, buf, j, -2);
376                 matched(f, s, buf, len, -1);
377         }
378
379         if (sum_end(sender_file_sum) != checksum_len)
380                 overflow_exit("checksum_len"); /* Impossible... */
381
382         /* If we had a read error, send a bad checksum.  We use all bits
383          * off as long as the checksum doesn't happen to be that, in
384          * which case we turn the last 0 bit into a 1. */
385         if (buf && buf->status != 0) {
386                 int i;
387                 for (i = 0; i < checksum_len && sender_file_sum[i] == 0; i++) {}
388                 memset(sender_file_sum, 0, checksum_len);
389                 if (i == checksum_len)
390                         sender_file_sum[i-1]++;
391         }
392
393         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2))
394                 rprintf(FINFO,"sending file_sum\n");
395         write_buf(f, sender_file_sum, checksum_len);
396
397         if (DEBUG_GTE(DELTASUM, 2)) {
398                 rprintf(FINFO, "false_alarms=%d hash_hits=%d matches=%d\n",
399                         false_alarms, hash_hits, matches);
400         }
401
402         total_hash_hits += hash_hits;
403         total_false_alarms += false_alarms;
404         total_matches += matches;
405         stats.literal_data += data_transfer;
406 }
407
408 void match_report(void)
409 {
410         if (!DEBUG_GTE(DELTASUM, 1))
411                 return;
412
413         rprintf(FINFO,
414                 "total: matches=%d  hash_hits=%d  false_alarms=%d data=%s\n",
415                 total_matches, total_hash_hits, total_false_alarms,
416                 big_num(stats.literal_data, 0));
417 }