]> granicus.if.org Git - postgresql/commitdiff
Adopt Bob Jenkins' improved hash function for hash_any(). This changes the
authorTom Lane <tgl@sss.pgh.pa.us>
Mon, 9 Feb 2009 21:18:28 +0000 (21:18 +0000)
committerTom Lane <tgl@sss.pgh.pa.us>
Mon, 9 Feb 2009 21:18:28 +0000 (21:18 +0000)
contents of hash indexes (again), so bump catversion.

Kenneth Marshall

src/backend/access/hash/hashfunc.c
src/include/catalog/catversion.h
src/test/regress/expected/polymorphism.out
src/test/regress/expected/union.out
src/test/regress/sql/polymorphism.sql

index 3d5eef7c1511c0e8585a7d2bba9fb159332acc14..4561a09481daa4562c7e9c6eadde29ffdf300f8e 100644 (file)
@@ -8,7 +8,7 @@
  *
  *
  * IDENTIFICATION
- *       $PostgreSQL: pgsql/src/backend/access/hash/hashfunc.c,v 1.57 2009/01/01 17:23:35 momjian Exp $
+ *       $PostgreSQL: pgsql/src/backend/access/hash/hashfunc.c,v 1.58 2009/02/09 21:18:28 tgl Exp $
  *
  * NOTES
  *       These functions are stored in pg_amproc.      For each operator class
@@ -200,39 +200,95 @@ hashvarlena(PG_FUNCTION_ARGS)
  * hash function, see http://burtleburtle.net/bob/hash/doobs.html,
  * or Bob's article in Dr. Dobb's Journal, Sept. 1997.
  *
- * In the current code, we have adopted an idea from Bob's 2006 update
- * of his hash function, which is to fetch the data a word at a time when
- * it is suitably aligned.  This makes for a useful speedup, at the cost
- * of having to maintain four code paths (aligned vs unaligned, and
- * little-endian vs big-endian).  Note that we have NOT adopted his newer
- * mix() function, which is faster but may sacrifice some randomness.
+ * In the current code, we have adopted Bob's 2006 update of his hash
+ * function to fetch the data a word at a time when it is suitably aligned.
+ * This makes for a useful speedup, at the cost of having to maintain
+ * four code paths (aligned vs unaligned, and little-endian vs big-endian).
+ * It also uses two separate mixing functions mix() and final(), instead
+ * of a slower multi-purpose function.
  */
 
 /* Get a bit mask of the bits set in non-uint32 aligned addresses */
 #define UINT32_ALIGN_MASK (sizeof(uint32) - 1)
 
+/* Rotate a uint32 value left by k bits - note multiple evaluation! */
+#define rot(x,k) (((x)<<(k)) | ((x)>>(32-(k))))
+
 /*----------
  * mix -- mix 3 32-bit values reversibly.
- * For every delta with one or two bits set, and the deltas of all three
- * high bits or all three low bits, whether the original value of a,b,c
- * is almost all zero or is uniformly distributed,
- * - If mix() is run forward or backward, at least 32 bits in a,b,c
- *      have at least 1/4 probability of changing.
- * - If mix() is run forward, every bit of c will change between 1/3 and
- *      2/3 of the time.  (Well, 22/100 and 78/100 for some 2-bit deltas.)
+ *
+ * This is reversible, so any information in (a,b,c) before mix() is
+ * still in (a,b,c) after mix().
+ *
+ * If four pairs of (a,b,c) inputs are run through mix(), or through
+ * mix() in reverse, there are at least 32 bits of the output that
+ * are sometimes the same for one pair and different for another pair.
+ * This was tested for:
+ * * pairs that differed by one bit, by two bits, in any combination
+ *   of top bits of (a,b,c), or in any combination of bottom bits of
+ *   (a,b,c).
+ * * "differ" is defined as +, -, ^, or ~^.  For + and -, I transformed
+ *   the output delta to a Gray code (a^(a>>1)) so a string of 1's (as
+ *   is commonly produced by subtraction) look like a single 1-bit
+ *   difference.
+ * * the base values were pseudorandom, all zero but one bit set, or
+ *   all zero plus a counter that starts at zero.
+ * 
+ * This does not achieve avalanche.  There are input bits of (a,b,c)
+ * that fail to affect some output bits of (a,b,c), especially of a.  The
+ * most thoroughly mixed value is c, but it doesn't really even achieve
+ * avalanche in c. 
+ * 
+ * This allows some parallelism.  Read-after-writes are good at doubling
+ * the number of bits affected, so the goal of mixing pulls in the opposite
+ * direction from the goal of parallelism.  I did what I could.  Rotates
+ * seem to cost as much as shifts on every machine I could lay my hands on,
+ * and rotates are much kinder to the top and bottom bits, so I used rotates.
  *----------
  */
 #define mix(a,b,c) \
 { \
-  a -= b; a -= c; a ^= ((c)>>13); \
-  b -= c; b -= a; b ^= ((a)<<8); \
-  c -= a; c -= b; c ^= ((b)>>13); \
-  a -= b; a -= c; a ^= ((c)>>12);  \
-  b -= c; b -= a; b ^= ((a)<<16); \
-  c -= a; c -= b; c ^= ((b)>>5); \
-  a -= b; a -= c; a ^= ((c)>>3);       \
-  b -= c; b -= a; b ^= ((a)<<10); \
-  c -= a; c -= b; c ^= ((b)>>15); \
+  a -= c;  a ^= rot(c, 4);  c += b; \
+  b -= a;  b ^= rot(a, 6);  a += c; \
+  c -= b;  c ^= rot(b, 8);  b += a; \
+  a -= c;  a ^= rot(c,16);  c += b; \
+  b -= a;  b ^= rot(a,19);  a += c; \
+  c -= b;  c ^= rot(b, 4);  b += a; \
+}
+
+/*----------
+ * final -- final mixing of 3 32-bit values (a,b,c) into c
+ *
+ * Pairs of (a,b,c) values differing in only a few bits will usually
+ * produce values of c that look totally different.  This was tested for
+ * * pairs that differed by one bit, by two bits, in any combination
+ *   of top bits of (a,b,c), or in any combination of bottom bits of
+ *   (a,b,c).
+ * * "differ" is defined as +, -, ^, or ~^.  For + and -, I transformed
+ *   the output delta to a Gray code (a^(a>>1)) so a string of 1's (as
+ *   is commonly produced by subtraction) look like a single 1-bit
+ *   difference.
+ * * the base values were pseudorandom, all zero but one bit set, or
+ *   all zero plus a counter that starts at zero.
+ *     
+ * The use of separate functions for mix() and final() allow for a
+ * substantial performance increase since final() does not need to
+ * do well in reverse, but is does need to affect all output bits.
+ * mix(), on the other hand, does not need to affect all output
+ * bits (affecting 32 bits is enough).  The original hash function had
+ * a single mixing operation that had to satisfy both sets of requirements
+ * and was slower as a result.
+ *----------
+ */
+#define final(a,b,c) \
+{ \
+  c ^= b; c -= rot(b,14); \
+  a ^= c; a -= rot(c,11); \
+  b ^= a; b -= rot(a,25); \
+  c ^= b; c -= rot(b,16); \
+  a ^= c; a -= rot(c, 4); \
+  b ^= a; b -= rot(a,14); \
+  c ^= b; c -= rot(b,24); \
 }
 
 /*
@@ -260,8 +316,7 @@ hash_any(register const unsigned char *k, register int keylen)
 
        /* Set up the internal state */
        len = keylen;
-       a = b = 0x9e3779b9;                     /* the golden ratio; an arbitrary value */
-       c = 3923095;                            /* initialize with an arbitrary value */
+       a = b = c = 0x9e3779b9 + len + 3923095;
 
        /* If the source pointer is word-aligned, we use word-wide fetches */
        if (((long) k & UINT32_ALIGN_MASK) == 0)
@@ -282,7 +337,6 @@ hash_any(register const unsigned char *k, register int keylen)
 
                /* handle the last 11 bytes */
                k = (const unsigned char *) ka;
-               c += keylen;
 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
                switch (len)
                {
@@ -385,7 +439,6 @@ hash_any(register const unsigned char *k, register int keylen)
                }
 
                /* handle the last 11 bytes */
-               c += keylen;
 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
                switch (len)                    /* all the case statements fall through */
                {
@@ -445,7 +498,7 @@ hash_any(register const unsigned char *k, register int keylen)
 #endif /* WORDS_BIGENDIAN */
        }
 
-       mix(a, b, c);
+       final(a, b, c);
 
        /* report the result */
        return UInt32GetDatum(c);
@@ -465,11 +518,10 @@ hash_uint32(uint32 k)
                                b,
                                c;
 
-       a = 0x9e3779b9 + k;
-       b = 0x9e3779b9;
-       c = 3923095 + (uint32) sizeof(uint32);
+       a = b = c = 0x9e3779b9 + (uint32) sizeof(uint32) + 3923095;
+       a += k;
 
-       mix(a, b, c);
+       final(a, b, c);
 
        /* report the result */
        return UInt32GetDatum(c);
index d02bde48c82acb992c9acbc7e749ce43a6e24385..08b2969d96f8798aa6608523272841f252a06c2a 100644 (file)
@@ -37,7 +37,7 @@
  * Portions Copyright (c) 1996-2009, PostgreSQL Global Development Group
  * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
  *
- * $PostgreSQL: pgsql/src/include/catalog/catversion.h,v 1.522 2009/02/09 20:57:59 alvherre Exp $
+ * $PostgreSQL: pgsql/src/include/catalog/catversion.h,v 1.523 2009/02/09 21:18:28 tgl Exp $
  *
  *-------------------------------------------------------------------------
  */
@@ -53,6 +53,6 @@
  */
 
 /*                                                     yyyymmddN */
-#define CATALOG_VERSION_NO     200902091
+#define CATALOG_VERSION_NO     200902092
 
 #endif
index aace99cb62554bee87ccecc95c414974c0c32749..7648ad610bce91a6838692a444712ce6774ef32f 100644 (file)
@@ -352,188 +352,188 @@ insert into t values(2,array[222],'c');
 insert into t values(3,array[3],'a');
 insert into t values(3,array[3],'b');
 -- test the successfully created polymorphic aggregates
-select f3, myaggp01a(*) from t group by f3;
+select f3, myaggp01a(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp01a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp03a(*) from t group by f3;
+select f3, myaggp03a(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp03a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp03b(*) from t group by f3;
+select f3, myaggp03b(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp03b 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp05a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp05a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp05a 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp06a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp06a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp06a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp08a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp08a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp08a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp09a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp09a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp09a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp09b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp09b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp09b 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp10a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp10a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp10a 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp10b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp10b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp10b 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp20a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp20a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp20a 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggp20b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp20b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggp20b 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn01a(*) from t group by f3;
+select f3, myaggn01a(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn01a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn01b(*) from t group by f3;
+select f3, myaggn01b(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn01b 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn03a(*) from t group by f3;
+select f3, myaggn03a(*) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn03a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn05a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn05a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn05a 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn05b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn05b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn05b 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn06a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn06a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn06a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn06b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn06b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn06b 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn08a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn08a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn08a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn08b(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn08b(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn08b 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn09a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn09a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn09a 
 ----+-----------
+ a  | {}
  b  | {}
  c  | {}
- a  | {}
 (3 rows)
 
-select f3, myaggn10a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggn10a(f1) from t group by f3 order by f3;
  f3 | myaggn10a 
 ----+-----------
+ a  | {1,2,3}
  b  | {1,2,3}
  c  | {1,2}
- a  | {1,2,3}
 (3 rows)
 
 select mysum2(f1, f1 + 1) from t;
index 295dacea86d1768808a0dcddf48f8e999aae5856..be046a9b63200ea2a3b9a4fdd2aab3a98e31d329 100644 (file)
@@ -263,16 +263,16 @@ ORDER BY 1;
 SELECT q2 FROM int8_tbl INTERSECT SELECT q1 FROM int8_tbl;
         q2        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
+              123
 (2 rows)
 
 SELECT q2 FROM int8_tbl INTERSECT ALL SELECT q1 FROM int8_tbl;
         q2        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
  4567890123456789
+              123
 (3 rows)
 
 SELECT q2 FROM int8_tbl EXCEPT SELECT q1 FROM int8_tbl ORDER BY 1;
@@ -305,16 +305,16 @@ SELECT q1 FROM int8_tbl EXCEPT SELECT q2 FROM int8_tbl;
 SELECT q1 FROM int8_tbl EXCEPT ALL SELECT q2 FROM int8_tbl;
         q1        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
+              123
 (2 rows)
 
 SELECT q1 FROM int8_tbl EXCEPT ALL SELECT DISTINCT q2 FROM int8_tbl;
         q1        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
  4567890123456789
+              123
 (3 rows)
 
 --
@@ -341,8 +341,8 @@ SELECT f1 FROM float8_tbl EXCEPT SELECT f1 FROM int4_tbl ORDER BY 1;
 SELECT q1 FROM int8_tbl INTERSECT SELECT q2 FROM int8_tbl UNION ALL SELECT q2 FROM int8_tbl;
         q1         
 -------------------
-               123
   4567890123456789
+               123
                456
   4567890123456789
                123
@@ -353,15 +353,15 @@ SELECT q1 FROM int8_tbl INTERSECT SELECT q2 FROM int8_tbl UNION ALL SELECT q2 FR
 SELECT q1 FROM int8_tbl INTERSECT (((SELECT q2 FROM int8_tbl UNION ALL SELECT q2 FROM int8_tbl)));
         q1        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
+              123
 (2 rows)
 
 (((SELECT q1 FROM int8_tbl INTERSECT SELECT q2 FROM int8_tbl))) UNION ALL SELECT q2 FROM int8_tbl;
         q1         
 -------------------
-               123
   4567890123456789
+               123
                456
   4567890123456789
                123
@@ -416,8 +416,8 @@ LINE 1: ... int8_tbl EXCEPT SELECT q2 FROM int8_tbl ORDER BY q2 LIMIT 1...
 SELECT q1 FROM int8_tbl EXCEPT (((SELECT q2 FROM int8_tbl ORDER BY q2 LIMIT 1)));
         q1        
 ------------------
-              123
  4567890123456789
+              123
 (2 rows)
 
 --
index bbac7d11a55fd928cd87d597ad8ccd6aaf4aea8f..c01871de007b0810d21fd8b96f5d545e323946a2 100644 (file)
@@ -350,29 +350,29 @@ insert into t values(3,array[3],'a');
 insert into t values(3,array[3],'b');
 
 -- test the successfully created polymorphic aggregates
-select f3, myaggp01a(*) from t group by f3;
-select f3, myaggp03a(*) from t group by f3;
-select f3, myaggp03b(*) from t group by f3;
-select f3, myaggp05a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp06a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp08a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp09a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp09b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp10a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp10b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp20a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggp20b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn01a(*) from t group by f3;
-select f3, myaggn01b(*) from t group by f3;
-select f3, myaggn03a(*) from t group by f3;
-select f3, myaggn05a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn05b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn06a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn06b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn08a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn08b(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn09a(f1) from t group by f3;
-select f3, myaggn10a(f1) from t group by f3;
+select f3, myaggp01a(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp03a(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp03b(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp05a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp06a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp08a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp09a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp09b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp10a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp10b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp20a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggp20b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn01a(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn01b(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn03a(*) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn05a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn05b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn06a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn06b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn08a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn08b(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn09a(f1) from t group by f3 order by f3;
+select f3, myaggn10a(f1) from t group by f3 order by f3;
 select mysum2(f1, f1 + 1) from t;
 
 -- test inlining of polymorphic SQL functions