67dd55fdb8060394698e2576e90154c328364e2a
[pcsx_rearmed.git] / deps / libchdr / deps / zstd-1.5.6 / lib / compress / zstd_lazy.c
1 /*
2  * Copyright (c) Meta Platforms, Inc. and affiliates.
3  * All rights reserved.
4  *
5  * This source code is licensed under both the BSD-style license (found in the
6  * LICENSE file in the root directory of this source tree) and the GPLv2 (found
7  * in the COPYING file in the root directory of this source tree).
8  * You may select, at your option, one of the above-listed licenses.
9  */
10
11 #include "zstd_compress_internal.h"
12 #include "zstd_lazy.h"
13 #include "../common/bits.h" /* ZSTD_countTrailingZeros64 */
14
15 #if !defined(ZSTD_EXCLUDE_GREEDY_BLOCK_COMPRESSOR) \
16  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_LAZY_BLOCK_COMPRESSOR) \
17  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_LAZY2_BLOCK_COMPRESSOR) \
18  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_BTLAZY2_BLOCK_COMPRESSOR)
19
20 #define kLazySkippingStep 8
21
22
23 /*-*************************************
24 *  Binary Tree search
25 ***************************************/
26
27 static
28 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
29 void ZSTD_updateDUBT(ZSTD_matchState_t* ms,
30                 const BYTE* ip, const BYTE* iend,
31                 U32 mls)
32 {
33     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
34     U32* const hashTable = ms->hashTable;
35     U32  const hashLog = cParams->hashLog;
36
37     U32* const bt = ms->chainTable;
38     U32  const btLog  = cParams->chainLog - 1;
39     U32  const btMask = (1 << btLog) - 1;
40
41     const BYTE* const base = ms->window.base;
42     U32 const target = (U32)(ip - base);
43     U32 idx = ms->nextToUpdate;
44
45     if (idx != target)
46         DEBUGLOG(7, "ZSTD_updateDUBT, from %u to %u (dictLimit:%u)",
47                     idx, target, ms->window.dictLimit);
48     assert(ip + 8 <= iend);   /* condition for ZSTD_hashPtr */
49     (void)iend;
50
51     assert(idx >= ms->window.dictLimit);   /* condition for valid base+idx */
52     for ( ; idx < target ; idx++) {
53         size_t const h  = ZSTD_hashPtr(base + idx, hashLog, mls);   /* assumption : ip + 8 <= iend */
54         U32    const matchIndex = hashTable[h];
55
56         U32*   const nextCandidatePtr = bt + 2*(idx&btMask);
57         U32*   const sortMarkPtr  = nextCandidatePtr + 1;
58
59         DEBUGLOG(8, "ZSTD_updateDUBT: insert %u", idx);
60         hashTable[h] = idx;   /* Update Hash Table */
61         *nextCandidatePtr = matchIndex;   /* update BT like a chain */
62         *sortMarkPtr = ZSTD_DUBT_UNSORTED_MARK;
63     }
64     ms->nextToUpdate = target;
65 }
66
67
68 /** ZSTD_insertDUBT1() :
69  *  sort one already inserted but unsorted position
70  *  assumption : curr >= btlow == (curr - btmask)
71  *  doesn't fail */
72 static
73 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
74 void ZSTD_insertDUBT1(const ZSTD_matchState_t* ms,
75                  U32 curr, const BYTE* inputEnd,
76                  U32 nbCompares, U32 btLow,
77                  const ZSTD_dictMode_e dictMode)
78 {
79     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
80     U32* const bt = ms->chainTable;
81     U32  const btLog  = cParams->chainLog - 1;
82     U32  const btMask = (1 << btLog) - 1;
83     size_t commonLengthSmaller=0, commonLengthLarger=0;
84     const BYTE* const base = ms->window.base;
85     const BYTE* const dictBase = ms->window.dictBase;
86     const U32 dictLimit = ms->window.dictLimit;
87     const BYTE* const ip = (curr>=dictLimit) ? base + curr : dictBase + curr;
88     const BYTE* const iend = (curr>=dictLimit) ? inputEnd : dictBase + dictLimit;
89     const BYTE* const dictEnd = dictBase + dictLimit;
90     const BYTE* const prefixStart = base + dictLimit;
91     const BYTE* match;
92     U32* smallerPtr = bt + 2*(curr&btMask);
93     U32* largerPtr  = smallerPtr + 1;
94     U32 matchIndex = *smallerPtr;   /* this candidate is unsorted : next sorted candidate is reached through *smallerPtr, while *largerPtr contains previous unsorted candidate (which is already saved and can be overwritten) */
95     U32 dummy32;   /* to be nullified at the end */
96     U32 const windowValid = ms->window.lowLimit;
97     U32 const maxDistance = 1U << cParams->windowLog;
98     U32 const windowLow = (curr - windowValid > maxDistance) ? curr - maxDistance : windowValid;
99
100
101     DEBUGLOG(8, "ZSTD_insertDUBT1(%u) (dictLimit=%u, lowLimit=%u)",
102                 curr, dictLimit, windowLow);
103     assert(curr >= btLow);
104     assert(ip < iend);   /* condition for ZSTD_count */
105
106     for (; nbCompares && (matchIndex > windowLow); --nbCompares) {
107         U32* const nextPtr = bt + 2*(matchIndex & btMask);
108         size_t matchLength = MIN(commonLengthSmaller, commonLengthLarger);   /* guaranteed minimum nb of common bytes */
109         assert(matchIndex < curr);
110         /* note : all candidates are now supposed sorted,
111          * but it's still possible to have nextPtr[1] == ZSTD_DUBT_UNSORTED_MARK
112          * when a real index has the same value as ZSTD_DUBT_UNSORTED_MARK */
113
114         if ( (dictMode != ZSTD_extDict)
115           || (matchIndex+matchLength >= dictLimit)  /* both in current segment*/
116           || (curr < dictLimit) /* both in extDict */) {
117             const BYTE* const mBase = ( (dictMode != ZSTD_extDict)
118                                      || (matchIndex+matchLength >= dictLimit)) ?
119                                         base : dictBase;
120             assert( (matchIndex+matchLength >= dictLimit)   /* might be wrong if extDict is incorrectly set to 0 */
121                  || (curr < dictLimit) );
122             match = mBase + matchIndex;
123             matchLength += ZSTD_count(ip+matchLength, match+matchLength, iend);
124         } else {
125             match = dictBase + matchIndex;
126             matchLength += ZSTD_count_2segments(ip+matchLength, match+matchLength, iend, dictEnd, prefixStart);
127             if (matchIndex+matchLength >= dictLimit)
128                 match = base + matchIndex;   /* preparation for next read of match[matchLength] */
129         }
130
131         DEBUGLOG(8, "ZSTD_insertDUBT1: comparing %u with %u : found %u common bytes ",
132                     curr, matchIndex, (U32)matchLength);
133
134         if (ip+matchLength == iend) {   /* equal : no way to know if inf or sup */
135             break;   /* drop , to guarantee consistency ; miss a bit of compression, but other solutions can corrupt tree */
136         }
137
138         if (match[matchLength] < ip[matchLength]) {  /* necessarily within buffer */
139             /* match is smaller than current */
140             *smallerPtr = matchIndex;             /* update smaller idx */
141             commonLengthSmaller = matchLength;    /* all smaller will now have at least this guaranteed common length */
142             if (matchIndex <= btLow) { smallerPtr=&dummy32; break; }   /* beyond tree size, stop searching */
143             DEBUGLOG(8, "ZSTD_insertDUBT1: %u (>btLow=%u) is smaller : next => %u",
144                         matchIndex, btLow, nextPtr[1]);
145             smallerPtr = nextPtr+1;               /* new "candidate" => larger than match, which was smaller than target */
146             matchIndex = nextPtr[1];              /* new matchIndex, larger than previous and closer to current */
147         } else {
148             /* match is larger than current */
149             *largerPtr = matchIndex;
150             commonLengthLarger = matchLength;
151             if (matchIndex <= btLow) { largerPtr=&dummy32; break; }   /* beyond tree size, stop searching */
152             DEBUGLOG(8, "ZSTD_insertDUBT1: %u (>btLow=%u) is larger => %u",
153                         matchIndex, btLow, nextPtr[0]);
154             largerPtr = nextPtr;
155             matchIndex = nextPtr[0];
156     }   }
157
158     *smallerPtr = *largerPtr = 0;
159 }
160
161
162 static
163 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
164 size_t ZSTD_DUBT_findBetterDictMatch (
165         const ZSTD_matchState_t* ms,
166         const BYTE* const ip, const BYTE* const iend,
167         size_t* offsetPtr,
168         size_t bestLength,
169         U32 nbCompares,
170         U32 const mls,
171         const ZSTD_dictMode_e dictMode)
172 {
173     const ZSTD_matchState_t * const dms = ms->dictMatchState;
174     const ZSTD_compressionParameters* const dmsCParams = &dms->cParams;
175     const U32 * const dictHashTable = dms->hashTable;
176     U32         const hashLog = dmsCParams->hashLog;
177     size_t      const h  = ZSTD_hashPtr(ip, hashLog, mls);
178     U32               dictMatchIndex = dictHashTable[h];
179
180     const BYTE* const base = ms->window.base;
181     const BYTE* const prefixStart = base + ms->window.dictLimit;
182     U32         const curr = (U32)(ip-base);
183     const BYTE* const dictBase = dms->window.base;
184     const BYTE* const dictEnd = dms->window.nextSrc;
185     U32         const dictHighLimit = (U32)(dms->window.nextSrc - dms->window.base);
186     U32         const dictLowLimit = dms->window.lowLimit;
187     U32         const dictIndexDelta = ms->window.lowLimit - dictHighLimit;
188
189     U32*        const dictBt = dms->chainTable;
190     U32         const btLog  = dmsCParams->chainLog - 1;
191     U32         const btMask = (1 << btLog) - 1;
192     U32         const btLow = (btMask >= dictHighLimit - dictLowLimit) ? dictLowLimit : dictHighLimit - btMask;
193
194     size_t commonLengthSmaller=0, commonLengthLarger=0;
195
196     (void)dictMode;
197     assert(dictMode == ZSTD_dictMatchState);
198
199     for (; nbCompares && (dictMatchIndex > dictLowLimit); --nbCompares) {
200         U32* const nextPtr = dictBt + 2*(dictMatchIndex & btMask);
201         size_t matchLength = MIN(commonLengthSmaller, commonLengthLarger);   /* guaranteed minimum nb of common bytes */
202         const BYTE* match = dictBase + dictMatchIndex;
203         matchLength += ZSTD_count_2segments(ip+matchLength, match+matchLength, iend, dictEnd, prefixStart);
204         if (dictMatchIndex+matchLength >= dictHighLimit)
205             match = base + dictMatchIndex + dictIndexDelta;   /* to prepare for next usage of match[matchLength] */
206
207         if (matchLength > bestLength) {
208             U32 matchIndex = dictMatchIndex + dictIndexDelta;
209             if ( (4*(int)(matchLength-bestLength)) > (int)(ZSTD_highbit32(curr-matchIndex+1) - ZSTD_highbit32((U32)offsetPtr[0]+1)) ) {
210                 DEBUGLOG(9, "ZSTD_DUBT_findBetterDictMatch(%u) : found better match length %u -> %u and offsetCode %u -> %u (dictMatchIndex %u, matchIndex %u)",
211                     curr, (U32)bestLength, (U32)matchLength, (U32)*offsetPtr, OFFSET_TO_OFFBASE(curr - matchIndex), dictMatchIndex, matchIndex);
212                 bestLength = matchLength, *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - matchIndex);
213             }
214             if (ip+matchLength == iend) {   /* reached end of input : ip[matchLength] is not valid, no way to know if it's larger or smaller than match */
215                 break;   /* drop, to guarantee consistency (miss a little bit of compression) */
216             }
217         }
218
219         if (match[matchLength] < ip[matchLength]) {
220             if (dictMatchIndex <= btLow) { break; }   /* beyond tree size, stop the search */
221             commonLengthSmaller = matchLength;    /* all smaller will now have at least this guaranteed common length */
222             dictMatchIndex = nextPtr[1];              /* new matchIndex larger than previous (closer to current) */
223         } else {
224             /* match is larger than current */
225             if (dictMatchIndex <= btLow) { break; }   /* beyond tree size, stop the search */
226             commonLengthLarger = matchLength;
227             dictMatchIndex = nextPtr[0];
228         }
229     }
230
231     if (bestLength >= MINMATCH) {
232         U32 const mIndex = curr - (U32)OFFBASE_TO_OFFSET(*offsetPtr); (void)mIndex;
233         DEBUGLOG(8, "ZSTD_DUBT_findBetterDictMatch(%u) : found match of length %u and offsetCode %u (pos %u)",
234                     curr, (U32)bestLength, (U32)*offsetPtr, mIndex);
235     }
236     return bestLength;
237
238 }
239
240
241 static
242 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
243 size_t ZSTD_DUBT_findBestMatch(ZSTD_matchState_t* ms,
244                         const BYTE* const ip, const BYTE* const iend,
245                         size_t* offBasePtr,
246                         U32 const mls,
247                         const ZSTD_dictMode_e dictMode)
248 {
249     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
250     U32*   const hashTable = ms->hashTable;
251     U32    const hashLog = cParams->hashLog;
252     size_t const h  = ZSTD_hashPtr(ip, hashLog, mls);
253     U32          matchIndex  = hashTable[h];
254
255     const BYTE* const base = ms->window.base;
256     U32    const curr = (U32)(ip-base);
257     U32    const windowLow = ZSTD_getLowestMatchIndex(ms, curr, cParams->windowLog);
258
259     U32*   const bt = ms->chainTable;
260     U32    const btLog  = cParams->chainLog - 1;
261     U32    const btMask = (1 << btLog) - 1;
262     U32    const btLow = (btMask >= curr) ? 0 : curr - btMask;
263     U32    const unsortLimit = MAX(btLow, windowLow);
264
265     U32*         nextCandidate = bt + 2*(matchIndex&btMask);
266     U32*         unsortedMark = bt + 2*(matchIndex&btMask) + 1;
267     U32          nbCompares = 1U << cParams->searchLog;
268     U32          nbCandidates = nbCompares;
269     U32          previousCandidate = 0;
270
271     DEBUGLOG(7, "ZSTD_DUBT_findBestMatch (%u) ", curr);
272     assert(ip <= iend-8);   /* required for h calculation */
273     assert(dictMode != ZSTD_dedicatedDictSearch);
274
275     /* reach end of unsorted candidates list */
276     while ( (matchIndex > unsortLimit)
277          && (*unsortedMark == ZSTD_DUBT_UNSORTED_MARK)
278          && (nbCandidates > 1) ) {
279         DEBUGLOG(8, "ZSTD_DUBT_findBestMatch: candidate %u is unsorted",
280                     matchIndex);
281         *unsortedMark = previousCandidate;  /* the unsortedMark becomes a reversed chain, to move up back to original position */
282         previousCandidate = matchIndex;
283         matchIndex = *nextCandidate;
284         nextCandidate = bt + 2*(matchIndex&btMask);
285         unsortedMark = bt + 2*(matchIndex&btMask) + 1;
286         nbCandidates --;
287     }
288
289     /* nullify last candidate if it's still unsorted
290      * simplification, detrimental to compression ratio, beneficial for speed */
291     if ( (matchIndex > unsortLimit)
292       && (*unsortedMark==ZSTD_DUBT_UNSORTED_MARK) ) {
293         DEBUGLOG(7, "ZSTD_DUBT_findBestMatch: nullify last unsorted candidate %u",
294                     matchIndex);
295         *nextCandidate = *unsortedMark = 0;
296     }
297
298     /* batch sort stacked candidates */
299     matchIndex = previousCandidate;
300     while (matchIndex) {  /* will end on matchIndex == 0 */
301         U32* const nextCandidateIdxPtr = bt + 2*(matchIndex&btMask) + 1;
302         U32 const nextCandidateIdx = *nextCandidateIdxPtr;
303         ZSTD_insertDUBT1(ms, matchIndex, iend,
304                          nbCandidates, unsortLimit, dictMode);
305         matchIndex = nextCandidateIdx;
306         nbCandidates++;
307     }
308
309     /* find longest match */
310     {   size_t commonLengthSmaller = 0, commonLengthLarger = 0;
311         const BYTE* const dictBase = ms->window.dictBase;
312         const U32 dictLimit = ms->window.dictLimit;
313         const BYTE* const dictEnd = dictBase + dictLimit;
314         const BYTE* const prefixStart = base + dictLimit;
315         U32* smallerPtr = bt + 2*(curr&btMask);
316         U32* largerPtr  = bt + 2*(curr&btMask) + 1;
317         U32 matchEndIdx = curr + 8 + 1;
318         U32 dummy32;   /* to be nullified at the end */
319         size_t bestLength = 0;
320
321         matchIndex  = hashTable[h];
322         hashTable[h] = curr;   /* Update Hash Table */
323
324         for (; nbCompares && (matchIndex > windowLow); --nbCompares) {
325             U32* const nextPtr = bt + 2*(matchIndex & btMask);
326             size_t matchLength = MIN(commonLengthSmaller, commonLengthLarger);   /* guaranteed minimum nb of common bytes */
327             const BYTE* match;
328
329             if ((dictMode != ZSTD_extDict) || (matchIndex+matchLength >= dictLimit)) {
330                 match = base + matchIndex;
331                 matchLength += ZSTD_count(ip+matchLength, match+matchLength, iend);
332             } else {
333                 match = dictBase + matchIndex;
334                 matchLength += ZSTD_count_2segments(ip+matchLength, match+matchLength, iend, dictEnd, prefixStart);
335                 if (matchIndex+matchLength >= dictLimit)
336                     match = base + matchIndex;   /* to prepare for next usage of match[matchLength] */
337             }
338
339             if (matchLength > bestLength) {
340                 if (matchLength > matchEndIdx - matchIndex)
341                     matchEndIdx = matchIndex + (U32)matchLength;
342                 if ( (4*(int)(matchLength-bestLength)) > (int)(ZSTD_highbit32(curr - matchIndex + 1) - ZSTD_highbit32((U32)*offBasePtr)) )
343                     bestLength = matchLength, *offBasePtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - matchIndex);
344                 if (ip+matchLength == iend) {   /* equal : no way to know if inf or sup */
345                     if (dictMode == ZSTD_dictMatchState) {
346                         nbCompares = 0; /* in addition to avoiding checking any
347                                          * further in this loop, make sure we
348                                          * skip checking in the dictionary. */
349                     }
350                     break;   /* drop, to guarantee consistency (miss a little bit of compression) */
351                 }
352             }
353
354             if (match[matchLength] < ip[matchLength]) {
355                 /* match is smaller than current */
356                 *smallerPtr = matchIndex;             /* update smaller idx */
357                 commonLengthSmaller = matchLength;    /* all smaller will now have at least this guaranteed common length */
358                 if (matchIndex <= btLow) { smallerPtr=&dummy32; break; }   /* beyond tree size, stop the search */
359                 smallerPtr = nextPtr+1;               /* new "smaller" => larger of match */
360                 matchIndex = nextPtr[1];              /* new matchIndex larger than previous (closer to current) */
361             } else {
362                 /* match is larger than current */
363                 *largerPtr = matchIndex;
364                 commonLengthLarger = matchLength;
365                 if (matchIndex <= btLow) { largerPtr=&dummy32; break; }   /* beyond tree size, stop the search */
366                 largerPtr = nextPtr;
367                 matchIndex = nextPtr[0];
368         }   }
369
370         *smallerPtr = *largerPtr = 0;
371
372         assert(nbCompares <= (1U << ZSTD_SEARCHLOG_MAX)); /* Check we haven't underflowed. */
373         if (dictMode == ZSTD_dictMatchState && nbCompares) {
374             bestLength = ZSTD_DUBT_findBetterDictMatch(
375                     ms, ip, iend,
376                     offBasePtr, bestLength, nbCompares,
377                     mls, dictMode);
378         }
379
380         assert(matchEndIdx > curr+8); /* ensure nextToUpdate is increased */
381         ms->nextToUpdate = matchEndIdx - 8;   /* skip repetitive patterns */
382         if (bestLength >= MINMATCH) {
383             U32 const mIndex = curr - (U32)OFFBASE_TO_OFFSET(*offBasePtr); (void)mIndex;
384             DEBUGLOG(8, "ZSTD_DUBT_findBestMatch(%u) : found match of length %u and offsetCode %u (pos %u)",
385                         curr, (U32)bestLength, (U32)*offBasePtr, mIndex);
386         }
387         return bestLength;
388     }
389 }
390
391
392 /** ZSTD_BtFindBestMatch() : Tree updater, providing best match */
393 FORCE_INLINE_TEMPLATE
394 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
395 size_t ZSTD_BtFindBestMatch( ZSTD_matchState_t* ms,
396                 const BYTE* const ip, const BYTE* const iLimit,
397                       size_t* offBasePtr,
398                 const U32 mls /* template */,
399                 const ZSTD_dictMode_e dictMode)
400 {
401     DEBUGLOG(7, "ZSTD_BtFindBestMatch");
402     if (ip < ms->window.base + ms->nextToUpdate) return 0;   /* skipped area */
403     ZSTD_updateDUBT(ms, ip, iLimit, mls);
404     return ZSTD_DUBT_findBestMatch(ms, ip, iLimit, offBasePtr, mls, dictMode);
405 }
406
407 /***********************************
408 * Dedicated dict search
409 ***********************************/
410
411 void ZSTD_dedicatedDictSearch_lazy_loadDictionary(ZSTD_matchState_t* ms, const BYTE* const ip)
412 {
413     const BYTE* const base = ms->window.base;
414     U32 const target = (U32)(ip - base);
415     U32* const hashTable = ms->hashTable;
416     U32* const chainTable = ms->chainTable;
417     U32 const chainSize = 1 << ms->cParams.chainLog;
418     U32 idx = ms->nextToUpdate;
419     U32 const minChain = chainSize < target - idx ? target - chainSize : idx;
420     U32 const bucketSize = 1 << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
421     U32 const cacheSize = bucketSize - 1;
422     U32 const chainAttempts = (1 << ms->cParams.searchLog) - cacheSize;
423     U32 const chainLimit = chainAttempts > 255 ? 255 : chainAttempts;
424
425     /* We know the hashtable is oversized by a factor of `bucketSize`.
426      * We are going to temporarily pretend `bucketSize == 1`, keeping only a
427      * single entry. We will use the rest of the space to construct a temporary
428      * chaintable.
429      */
430     U32 const hashLog = ms->cParams.hashLog - ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
431     U32* const tmpHashTable = hashTable;
432     U32* const tmpChainTable = hashTable + ((size_t)1 << hashLog);
433     U32 const tmpChainSize = (U32)((1 << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG) - 1) << hashLog;
434     U32 const tmpMinChain = tmpChainSize < target ? target - tmpChainSize : idx;
435     U32 hashIdx;
436
437     assert(ms->cParams.chainLog <= 24);
438     assert(ms->cParams.hashLog > ms->cParams.chainLog);
439     assert(idx != 0);
440     assert(tmpMinChain <= minChain);
441
442     /* fill conventional hash table and conventional chain table */
443     for ( ; idx < target; idx++) {
444         U32 const h = (U32)ZSTD_hashPtr(base + idx, hashLog, ms->cParams.minMatch);
445         if (idx >= tmpMinChain) {
446             tmpChainTable[idx - tmpMinChain] = hashTable[h];
447         }
448         tmpHashTable[h] = idx;
449     }
450
451     /* sort chains into ddss chain table */
452     {
453         U32 chainPos = 0;
454         for (hashIdx = 0; hashIdx < (1U << hashLog); hashIdx++) {
455             U32 count;
456             U32 countBeyondMinChain = 0;
457             U32 i = tmpHashTable[hashIdx];
458             for (count = 0; i >= tmpMinChain && count < cacheSize; count++) {
459                 /* skip through the chain to the first position that won't be
460                  * in the hash cache bucket */
461                 if (i < minChain) {
462                     countBeyondMinChain++;
463                 }
464                 i = tmpChainTable[i - tmpMinChain];
465             }
466             if (count == cacheSize) {
467                 for (count = 0; count < chainLimit;) {
468                     if (i < minChain) {
469                         if (!i || ++countBeyondMinChain > cacheSize) {
470                             /* only allow pulling `cacheSize` number of entries
471                              * into the cache or chainTable beyond `minChain`,
472                              * to replace the entries pulled out of the
473                              * chainTable into the cache. This lets us reach
474                              * back further without increasing the total number
475                              * of entries in the chainTable, guaranteeing the
476                              * DDSS chain table will fit into the space
477                              * allocated for the regular one. */
478                             break;
479                         }
480                     }
481                     chainTable[chainPos++] = i;
482                     count++;
483                     if (i < tmpMinChain) {
484                         break;
485                     }
486                     i = tmpChainTable[i - tmpMinChain];
487                 }
488             } else {
489                 count = 0;
490             }
491             if (count) {
492                 tmpHashTable[hashIdx] = ((chainPos - count) << 8) + count;
493             } else {
494                 tmpHashTable[hashIdx] = 0;
495             }
496         }
497         assert(chainPos <= chainSize); /* I believe this is guaranteed... */
498     }
499
500     /* move chain pointers into the last entry of each hash bucket */
501     for (hashIdx = (1 << hashLog); hashIdx; ) {
502         U32 const bucketIdx = --hashIdx << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
503         U32 const chainPackedPointer = tmpHashTable[hashIdx];
504         U32 i;
505         for (i = 0; i < cacheSize; i++) {
506             hashTable[bucketIdx + i] = 0;
507         }
508         hashTable[bucketIdx + bucketSize - 1] = chainPackedPointer;
509     }
510
511     /* fill the buckets of the hash table */
512     for (idx = ms->nextToUpdate; idx < target; idx++) {
513         U32 const h = (U32)ZSTD_hashPtr(base + idx, hashLog, ms->cParams.minMatch)
514                    << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
515         U32 i;
516         /* Shift hash cache down 1. */
517         for (i = cacheSize - 1; i; i--)
518             hashTable[h + i] = hashTable[h + i - 1];
519         hashTable[h] = idx;
520     }
521
522     ms->nextToUpdate = target;
523 }
524
525 /* Returns the longest match length found in the dedicated dict search structure.
526  * If none are longer than the argument ml, then ml will be returned.
527  */
528 FORCE_INLINE_TEMPLATE
529 size_t ZSTD_dedicatedDictSearch_lazy_search(size_t* offsetPtr, size_t ml, U32 nbAttempts,
530                                             const ZSTD_matchState_t* const dms,
531                                             const BYTE* const ip, const BYTE* const iLimit,
532                                             const BYTE* const prefixStart, const U32 curr,
533                                             const U32 dictLimit, const size_t ddsIdx) {
534     const U32 ddsLowestIndex  = dms->window.dictLimit;
535     const BYTE* const ddsBase = dms->window.base;
536     const BYTE* const ddsEnd  = dms->window.nextSrc;
537     const U32 ddsSize         = (U32)(ddsEnd - ddsBase);
538     const U32 ddsIndexDelta   = dictLimit - ddsSize;
539     const U32 bucketSize      = (1 << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG);
540     const U32 bucketLimit     = nbAttempts < bucketSize - 1 ? nbAttempts : bucketSize - 1;
541     U32 ddsAttempt;
542     U32 matchIndex;
543
544     for (ddsAttempt = 0; ddsAttempt < bucketSize - 1; ddsAttempt++) {
545         PREFETCH_L1(ddsBase + dms->hashTable[ddsIdx + ddsAttempt]);
546     }
547
548     {
549         U32 const chainPackedPointer = dms->hashTable[ddsIdx + bucketSize - 1];
550         U32 const chainIndex = chainPackedPointer >> 8;
551
552         PREFETCH_L1(&dms->chainTable[chainIndex]);
553     }
554
555     for (ddsAttempt = 0; ddsAttempt < bucketLimit; ddsAttempt++) {
556         size_t currentMl=0;
557         const BYTE* match;
558         matchIndex = dms->hashTable[ddsIdx + ddsAttempt];
559         match = ddsBase + matchIndex;
560
561         if (!matchIndex) {
562             return ml;
563         }
564
565         /* guaranteed by table construction */
566         (void)ddsLowestIndex;
567         assert(matchIndex >= ddsLowestIndex);
568         assert(match+4 <= ddsEnd);
569         if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip)) {
570             /* assumption : matchIndex <= dictLimit-4 (by table construction) */
571             currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, ddsEnd, prefixStart) + 4;
572         }
573
574         /* save best solution */
575         if (currentMl > ml) {
576             ml = currentMl;
577             *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - (matchIndex + ddsIndexDelta));
578             if (ip+currentMl == iLimit) {
579                 /* best possible, avoids read overflow on next attempt */
580                 return ml;
581             }
582         }
583     }
584
585     {
586         U32 const chainPackedPointer = dms->hashTable[ddsIdx + bucketSize - 1];
587         U32 chainIndex = chainPackedPointer >> 8;
588         U32 const chainLength = chainPackedPointer & 0xFF;
589         U32 const chainAttempts = nbAttempts - ddsAttempt;
590         U32 const chainLimit = chainAttempts > chainLength ? chainLength : chainAttempts;
591         U32 chainAttempt;
592
593         for (chainAttempt = 0 ; chainAttempt < chainLimit; chainAttempt++) {
594             PREFETCH_L1(ddsBase + dms->chainTable[chainIndex + chainAttempt]);
595         }
596
597         for (chainAttempt = 0 ; chainAttempt < chainLimit; chainAttempt++, chainIndex++) {
598             size_t currentMl=0;
599             const BYTE* match;
600             matchIndex = dms->chainTable[chainIndex];
601             match = ddsBase + matchIndex;
602
603             /* guaranteed by table construction */
604             assert(matchIndex >= ddsLowestIndex);
605             assert(match+4 <= ddsEnd);
606             if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip)) {
607                 /* assumption : matchIndex <= dictLimit-4 (by table construction) */
608                 currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, ddsEnd, prefixStart) + 4;
609             }
610
611             /* save best solution */
612             if (currentMl > ml) {
613                 ml = currentMl;
614                 *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - (matchIndex + ddsIndexDelta));
615                 if (ip+currentMl == iLimit) break; /* best possible, avoids read overflow on next attempt */
616             }
617         }
618     }
619     return ml;
620 }
621
622
623 /* *********************************
624 *  Hash Chain
625 ***********************************/
626 #define NEXT_IN_CHAIN(d, mask)   chainTable[(d) & (mask)]
627
628 /* Update chains up to ip (excluded)
629    Assumption : always within prefix (i.e. not within extDict) */
630 FORCE_INLINE_TEMPLATE
631 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
632 U32 ZSTD_insertAndFindFirstIndex_internal(
633                         ZSTD_matchState_t* ms,
634                         const ZSTD_compressionParameters* const cParams,
635                         const BYTE* ip, U32 const mls, U32 const lazySkipping)
636 {
637     U32* const hashTable  = ms->hashTable;
638     const U32 hashLog = cParams->hashLog;
639     U32* const chainTable = ms->chainTable;
640     const U32 chainMask = (1 << cParams->chainLog) - 1;
641     const BYTE* const base = ms->window.base;
642     const U32 target = (U32)(ip - base);
643     U32 idx = ms->nextToUpdate;
644
645     while(idx < target) { /* catch up */
646         size_t const h = ZSTD_hashPtr(base+idx, hashLog, mls);
647         NEXT_IN_CHAIN(idx, chainMask) = hashTable[h];
648         hashTable[h] = idx;
649         idx++;
650         /* Stop inserting every position when in the lazy skipping mode. */
651         if (lazySkipping)
652             break;
653     }
654
655     ms->nextToUpdate = target;
656     return hashTable[ZSTD_hashPtr(ip, hashLog, mls)];
657 }
658
659 U32 ZSTD_insertAndFindFirstIndex(ZSTD_matchState_t* ms, const BYTE* ip) {
660     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
661     return ZSTD_insertAndFindFirstIndex_internal(ms, cParams, ip, ms->cParams.minMatch, /* lazySkipping*/ 0);
662 }
663
664 /* inlining is important to hardwire a hot branch (template emulation) */
665 FORCE_INLINE_TEMPLATE
666 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
667 size_t ZSTD_HcFindBestMatch(
668                         ZSTD_matchState_t* ms,
669                         const BYTE* const ip, const BYTE* const iLimit,
670                         size_t* offsetPtr,
671                         const U32 mls, const ZSTD_dictMode_e dictMode)
672 {
673     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
674     U32* const chainTable = ms->chainTable;
675     const U32 chainSize = (1 << cParams->chainLog);
676     const U32 chainMask = chainSize-1;
677     const BYTE* const base = ms->window.base;
678     const BYTE* const dictBase = ms->window.dictBase;
679     const U32 dictLimit = ms->window.dictLimit;
680     const BYTE* const prefixStart = base + dictLimit;
681     const BYTE* const dictEnd = dictBase + dictLimit;
682     const U32 curr = (U32)(ip-base);
683     const U32 maxDistance = 1U << cParams->windowLog;
684     const U32 lowestValid = ms->window.lowLimit;
685     const U32 withinMaxDistance = (curr - lowestValid > maxDistance) ? curr - maxDistance : lowestValid;
686     const U32 isDictionary = (ms->loadedDictEnd != 0);
687     const U32 lowLimit = isDictionary ? lowestValid : withinMaxDistance;
688     const U32 minChain = curr > chainSize ? curr - chainSize : 0;
689     U32 nbAttempts = 1U << cParams->searchLog;
690     size_t ml=4-1;
691
692     const ZSTD_matchState_t* const dms = ms->dictMatchState;
693     const U32 ddsHashLog = dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch
694                          ? dms->cParams.hashLog - ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG : 0;
695     const size_t ddsIdx = dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch
696                         ? ZSTD_hashPtr(ip, ddsHashLog, mls) << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG : 0;
697
698     U32 matchIndex;
699
700     if (dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch) {
701         const U32* entry = &dms->hashTable[ddsIdx];
702         PREFETCH_L1(entry);
703     }
704
705     /* HC4 match finder */
706     matchIndex = ZSTD_insertAndFindFirstIndex_internal(ms, cParams, ip, mls, ms->lazySkipping);
707
708     for ( ; (matchIndex>=lowLimit) & (nbAttempts>0) ; nbAttempts--) {
709         size_t currentMl=0;
710         if ((dictMode != ZSTD_extDict) || matchIndex >= dictLimit) {
711             const BYTE* const match = base + matchIndex;
712             assert(matchIndex >= dictLimit);   /* ensures this is true if dictMode != ZSTD_extDict */
713             /* read 4B starting from (match + ml + 1 - sizeof(U32)) */
714             if (MEM_read32(match + ml - 3) == MEM_read32(ip + ml - 3))   /* potentially better */
715                 currentMl = ZSTD_count(ip, match, iLimit);
716         } else {
717             const BYTE* const match = dictBase + matchIndex;
718             assert(match+4 <= dictEnd);
719             if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip))   /* assumption : matchIndex <= dictLimit-4 (by table construction) */
720                 currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, dictEnd, prefixStart) + 4;
721         }
722
723         /* save best solution */
724         if (currentMl > ml) {
725             ml = currentMl;
726             *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - matchIndex);
727             if (ip+currentMl == iLimit) break; /* best possible, avoids read overflow on next attempt */
728         }
729
730         if (matchIndex <= minChain) break;
731         matchIndex = NEXT_IN_CHAIN(matchIndex, chainMask);
732     }
733
734     assert(nbAttempts <= (1U << ZSTD_SEARCHLOG_MAX)); /* Check we haven't underflowed. */
735     if (dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch) {
736         ml = ZSTD_dedicatedDictSearch_lazy_search(offsetPtr, ml, nbAttempts, dms,
737                                                   ip, iLimit, prefixStart, curr, dictLimit, ddsIdx);
738     } else if (dictMode == ZSTD_dictMatchState) {
739         const U32* const dmsChainTable = dms->chainTable;
740         const U32 dmsChainSize         = (1 << dms->cParams.chainLog);
741         const U32 dmsChainMask         = dmsChainSize - 1;
742         const U32 dmsLowestIndex       = dms->window.dictLimit;
743         const BYTE* const dmsBase      = dms->window.base;
744         const BYTE* const dmsEnd       = dms->window.nextSrc;
745         const U32 dmsSize              = (U32)(dmsEnd - dmsBase);
746         const U32 dmsIndexDelta        = dictLimit - dmsSize;
747         const U32 dmsMinChain = dmsSize > dmsChainSize ? dmsSize - dmsChainSize : 0;
748
749         matchIndex = dms->hashTable[ZSTD_hashPtr(ip, dms->cParams.hashLog, mls)];
750
751         for ( ; (matchIndex>=dmsLowestIndex) & (nbAttempts>0) ; nbAttempts--) {
752             size_t currentMl=0;
753             const BYTE* const match = dmsBase + matchIndex;
754             assert(match+4 <= dmsEnd);
755             if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip))   /* assumption : matchIndex <= dictLimit-4 (by table construction) */
756                 currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, dmsEnd, prefixStart) + 4;
757
758             /* save best solution */
759             if (currentMl > ml) {
760                 ml = currentMl;
761                 assert(curr > matchIndex + dmsIndexDelta);
762                 *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - (matchIndex + dmsIndexDelta));
763                 if (ip+currentMl == iLimit) break; /* best possible, avoids read overflow on next attempt */
764             }
765
766             if (matchIndex <= dmsMinChain) break;
767
768             matchIndex = dmsChainTable[matchIndex & dmsChainMask];
769         }
770     }
771
772     return ml;
773 }
774
775 /* *********************************
776 * (SIMD) Row-based matchfinder
777 ***********************************/
778 /* Constants for row-based hash */
779 #define ZSTD_ROW_HASH_TAG_MASK ((1u << ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) - 1)
780 #define ZSTD_ROW_HASH_MAX_ENTRIES 64    /* absolute maximum number of entries per row, for all configurations */
781
782 #define ZSTD_ROW_HASH_CACHE_MASK (ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE - 1)
783
784 typedef U64 ZSTD_VecMask;   /* Clarifies when we are interacting with a U64 representing a mask of matches */
785
786 /* ZSTD_VecMask_next():
787  * Starting from the LSB, returns the idx of the next non-zero bit.
788  * Basically counting the nb of trailing zeroes.
789  */
790 MEM_STATIC U32 ZSTD_VecMask_next(ZSTD_VecMask val) {
791     return ZSTD_countTrailingZeros64(val);
792 }
793
794 /* ZSTD_row_nextIndex():
795  * Returns the next index to insert at within a tagTable row, and updates the "head"
796  * value to reflect the update. Essentially cycles backwards from [1, {entries per row})
797  */
798 FORCE_INLINE_TEMPLATE U32 ZSTD_row_nextIndex(BYTE* const tagRow, U32 const rowMask) {
799     U32 next = (*tagRow-1) & rowMask;
800     next += (next == 0) ? rowMask : 0; /* skip first position */
801     *tagRow = (BYTE)next;
802     return next;
803 }
804
805 /* ZSTD_isAligned():
806  * Checks that a pointer is aligned to "align" bytes which must be a power of 2.
807  */
808 MEM_STATIC int ZSTD_isAligned(void const* ptr, size_t align) {
809     assert((align & (align - 1)) == 0);
810     return (((size_t)ptr) & (align - 1)) == 0;
811 }
812
813 /* ZSTD_row_prefetch():
814  * Performs prefetching for the hashTable and tagTable at a given row.
815  */
816 FORCE_INLINE_TEMPLATE void ZSTD_row_prefetch(U32 const* hashTable, BYTE const* tagTable, U32 const relRow, U32 const rowLog) {
817     PREFETCH_L1(hashTable + relRow);
818     if (rowLog >= 5) {
819         PREFETCH_L1(hashTable + relRow + 16);
820         /* Note: prefetching more of the hash table does not appear to be beneficial for 128-entry rows */
821     }
822     PREFETCH_L1(tagTable + relRow);
823     if (rowLog == 6) {
824         PREFETCH_L1(tagTable + relRow + 32);
825     }
826     assert(rowLog == 4 || rowLog == 5 || rowLog == 6);
827     assert(ZSTD_isAligned(hashTable + relRow, 64));                 /* prefetched hash row always 64-byte aligned */
828     assert(ZSTD_isAligned(tagTable + relRow, (size_t)1 << rowLog)); /* prefetched tagRow sits on correct multiple of bytes (32,64,128) */
829 }
830
831 /* ZSTD_row_fillHashCache():
832  * Fill up the hash cache starting at idx, prefetching up to ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE entries,
833  * but not beyond iLimit.
834  */
835 FORCE_INLINE_TEMPLATE
836 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
837 void ZSTD_row_fillHashCache(ZSTD_matchState_t* ms, const BYTE* base,
838                                    U32 const rowLog, U32 const mls,
839                                    U32 idx, const BYTE* const iLimit)
840 {
841     U32 const* const hashTable = ms->hashTable;
842     BYTE const* const tagTable = ms->tagTable;
843     U32 const hashLog = ms->rowHashLog;
844     U32 const maxElemsToPrefetch = (base + idx) > iLimit ? 0 : (U32)(iLimit - (base + idx) + 1);
845     U32 const lim = idx + MIN(ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE, maxElemsToPrefetch);
846
847     for (; idx < lim; ++idx) {
848         U32 const hash = (U32)ZSTD_hashPtrSalted(base + idx, hashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls, ms->hashSalt);
849         U32 const row = (hash >> ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) << rowLog;
850         ZSTD_row_prefetch(hashTable, tagTable, row, rowLog);
851         ms->hashCache[idx & ZSTD_ROW_HASH_CACHE_MASK] = hash;
852     }
853
854     DEBUGLOG(6, "ZSTD_row_fillHashCache(): [%u %u %u %u %u %u %u %u]", ms->hashCache[0], ms->hashCache[1],
855                                                      ms->hashCache[2], ms->hashCache[3], ms->hashCache[4],
856                                                      ms->hashCache[5], ms->hashCache[6], ms->hashCache[7]);
857 }
858
859 /* ZSTD_row_nextCachedHash():
860  * Returns the hash of base + idx, and replaces the hash in the hash cache with the byte at
861  * base + idx + ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE. Also prefetches the appropriate rows from hashTable and tagTable.
862  */
863 FORCE_INLINE_TEMPLATE
864 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
865 U32 ZSTD_row_nextCachedHash(U32* cache, U32 const* hashTable,
866                                                   BYTE const* tagTable, BYTE const* base,
867                                                   U32 idx, U32 const hashLog,
868                                                   U32 const rowLog, U32 const mls,
869                                                   U64 const hashSalt)
870 {
871     U32 const newHash = (U32)ZSTD_hashPtrSalted(base+idx+ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE, hashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls, hashSalt);
872     U32 const row = (newHash >> ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) << rowLog;
873     ZSTD_row_prefetch(hashTable, tagTable, row, rowLog);
874     {   U32 const hash = cache[idx & ZSTD_ROW_HASH_CACHE_MASK];
875         cache[idx & ZSTD_ROW_HASH_CACHE_MASK] = newHash;
876         return hash;
877     }
878 }
879
880 /* ZSTD_row_update_internalImpl():
881  * Updates the hash table with positions starting from updateStartIdx until updateEndIdx.
882  */
883 FORCE_INLINE_TEMPLATE
884 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
885 void ZSTD_row_update_internalImpl(ZSTD_matchState_t* ms,
886                                   U32 updateStartIdx, U32 const updateEndIdx,
887                                   U32 const mls, U32 const rowLog,
888                                   U32 const rowMask, U32 const useCache)
889 {
890     U32* const hashTable = ms->hashTable;
891     BYTE* const tagTable = ms->tagTable;
892     U32 const hashLog = ms->rowHashLog;
893     const BYTE* const base = ms->window.base;
894
895     DEBUGLOG(6, "ZSTD_row_update_internalImpl(): updateStartIdx=%u, updateEndIdx=%u", updateStartIdx, updateEndIdx);
896     for (; updateStartIdx < updateEndIdx; ++updateStartIdx) {
897         U32 const hash = useCache ? ZSTD_row_nextCachedHash(ms->hashCache, hashTable, tagTable, base, updateStartIdx, hashLog, rowLog, mls, ms->hashSalt)
898                                   : (U32)ZSTD_hashPtrSalted(base + updateStartIdx, hashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls, ms->hashSalt);
899         U32 const relRow = (hash >> ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) << rowLog;
900         U32* const row = hashTable + relRow;
901         BYTE* tagRow = tagTable + relRow;
902         U32 const pos = ZSTD_row_nextIndex(tagRow, rowMask);
903
904         assert(hash == ZSTD_hashPtrSalted(base + updateStartIdx, hashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls, ms->hashSalt));
905         tagRow[pos] = hash & ZSTD_ROW_HASH_TAG_MASK;
906         row[pos] = updateStartIdx;
907     }
908 }
909
910 /* ZSTD_row_update_internal():
911  * Inserts the byte at ip into the appropriate position in the hash table, and updates ms->nextToUpdate.
912  * Skips sections of long matches as is necessary.
913  */
914 FORCE_INLINE_TEMPLATE
915 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
916 void ZSTD_row_update_internal(ZSTD_matchState_t* ms, const BYTE* ip,
917                               U32 const mls, U32 const rowLog,
918                               U32 const rowMask, U32 const useCache)
919 {
920     U32 idx = ms->nextToUpdate;
921     const BYTE* const base = ms->window.base;
922     const U32 target = (U32)(ip - base);
923     const U32 kSkipThreshold = 384;
924     const U32 kMaxMatchStartPositionsToUpdate = 96;
925     const U32 kMaxMatchEndPositionsToUpdate = 32;
926
927     if (useCache) {
928         /* Only skip positions when using hash cache, i.e.
929          * if we are loading a dict, don't skip anything.
930          * If we decide to skip, then we only update a set number
931          * of positions at the beginning and end of the match.
932          */
933         if (UNLIKELY(target - idx > kSkipThreshold)) {
934             U32 const bound = idx + kMaxMatchStartPositionsToUpdate;
935             ZSTD_row_update_internalImpl(ms, idx, bound, mls, rowLog, rowMask, useCache);
936             idx = target - kMaxMatchEndPositionsToUpdate;
937             ZSTD_row_fillHashCache(ms, base, rowLog, mls, idx, ip+1);
938         }
939     }
940     assert(target >= idx);
941     ZSTD_row_update_internalImpl(ms, idx, target, mls, rowLog, rowMask, useCache);
942     ms->nextToUpdate = target;
943 }
944
945 /* ZSTD_row_update():
946  * External wrapper for ZSTD_row_update_internal(). Used for filling the hashtable during dictionary
947  * processing.
948  */
949 void ZSTD_row_update(ZSTD_matchState_t* const ms, const BYTE* ip) {
950     const U32 rowLog = BOUNDED(4, ms->cParams.searchLog, 6);
951     const U32 rowMask = (1u << rowLog) - 1;
952     const U32 mls = MIN(ms->cParams.minMatch, 6 /* mls caps out at 6 */);
953
954     DEBUGLOG(5, "ZSTD_row_update(), rowLog=%u", rowLog);
955     ZSTD_row_update_internal(ms, ip, mls, rowLog, rowMask, 0 /* don't use cache */);
956 }
957
958 /* Returns the mask width of bits group of which will be set to 1. Given not all
959  * architectures have easy movemask instruction, this helps to iterate over
960  * groups of bits easier and faster.
961  */
962 FORCE_INLINE_TEMPLATE U32
963 ZSTD_row_matchMaskGroupWidth(const U32 rowEntries)
964 {
965     assert((rowEntries == 16) || (rowEntries == 32) || rowEntries == 64);
966     assert(rowEntries <= ZSTD_ROW_HASH_MAX_ENTRIES);
967     (void)rowEntries;
968 #if defined(ZSTD_ARCH_ARM_NEON)
969     /* NEON path only works for little endian */
970     if (!MEM_isLittleEndian()) {
971         return 1;
972     }
973     if (rowEntries == 16) {
974         return 4;
975     }
976     if (rowEntries == 32) {
977         return 2;
978     }
979     if (rowEntries == 64) {
980         return 1;
981     }
982 #endif
983     return 1;
984 }
985
986 #if defined(ZSTD_ARCH_X86_SSE2)
987 FORCE_INLINE_TEMPLATE ZSTD_VecMask
988 ZSTD_row_getSSEMask(int nbChunks, const BYTE* const src, const BYTE tag, const U32 head)
989 {
990     const __m128i comparisonMask = _mm_set1_epi8((char)tag);
991     int matches[4] = {0};
992     int i;
993     assert(nbChunks == 1 || nbChunks == 2 || nbChunks == 4);
994     for (i=0; i<nbChunks; i++) {
995         const __m128i chunk = _mm_loadu_si128((const __m128i*)(const void*)(src + 16*i));
996         const __m128i equalMask = _mm_cmpeq_epi8(chunk, comparisonMask);
997         matches[i] = _mm_movemask_epi8(equalMask);
998     }
999     if (nbChunks == 1) return ZSTD_rotateRight_U16((U16)matches[0], head);
1000     if (nbChunks == 2) return ZSTD_rotateRight_U32((U32)matches[1] << 16 | (U32)matches[0], head);
1001     assert(nbChunks == 4);
1002     return ZSTD_rotateRight_U64((U64)matches[3] << 48 | (U64)matches[2] << 32 | (U64)matches[1] << 16 | (U64)matches[0], head);
1003 }
1004 #endif
1005
1006 #if defined(ZSTD_ARCH_ARM_NEON)
1007 FORCE_INLINE_TEMPLATE ZSTD_VecMask
1008 ZSTD_row_getNEONMask(const U32 rowEntries, const BYTE* const src, const BYTE tag, const U32 headGrouped)
1009 {
1010     assert((rowEntries == 16) || (rowEntries == 32) || rowEntries == 64);
1011     if (rowEntries == 16) {
1012         /* vshrn_n_u16 shifts by 4 every u16 and narrows to 8 lower bits.
1013          * After that groups of 4 bits represent the equalMask. We lower
1014          * all bits except the highest in these groups by doing AND with
1015          * 0x88 = 0b10001000.
1016          */
1017         const uint8x16_t chunk = vld1q_u8(src);
1018         const uint16x8_t equalMask = vreinterpretq_u16_u8(vceqq_u8(chunk, vdupq_n_u8(tag)));
1019         const uint8x8_t res = vshrn_n_u16(equalMask, 4);
1020         const U64 matches = vget_lane_u64(vreinterpret_u64_u8(res), 0);
1021         return ZSTD_rotateRight_U64(matches, headGrouped) & 0x8888888888888888ull;
1022     } else if (rowEntries == 32) {
1023         /* Same idea as with rowEntries == 16 but doing AND with
1024          * 0x55 = 0b01010101.
1025          */
1026         const uint16x8x2_t chunk = vld2q_u16((const uint16_t*)(const void*)src);
1027         const uint8x16_t chunk0 = vreinterpretq_u8_u16(chunk.val[0]);
1028         const uint8x16_t chunk1 = vreinterpretq_u8_u16(chunk.val[1]);
1029         const uint8x16_t dup = vdupq_n_u8(tag);
1030         const uint8x8_t t0 = vshrn_n_u16(vreinterpretq_u16_u8(vceqq_u8(chunk0, dup)), 6);
1031         const uint8x8_t t1 = vshrn_n_u16(vreinterpretq_u16_u8(vceqq_u8(chunk1, dup)), 6);
1032         const uint8x8_t res = vsli_n_u8(t0, t1, 4);
1033         const U64 matches = vget_lane_u64(vreinterpret_u64_u8(res), 0) ;
1034         return ZSTD_rotateRight_U64(matches, headGrouped) & 0x5555555555555555ull;
1035     } else { /* rowEntries == 64 */
1036         const uint8x16x4_t chunk = vld4q_u8(src);
1037         const uint8x16_t dup = vdupq_n_u8(tag);
1038         const uint8x16_t cmp0 = vceqq_u8(chunk.val[0], dup);
1039         const uint8x16_t cmp1 = vceqq_u8(chunk.val[1], dup);
1040         const uint8x16_t cmp2 = vceqq_u8(chunk.val[2], dup);
1041         const uint8x16_t cmp3 = vceqq_u8(chunk.val[3], dup);
1042
1043         const uint8x16_t t0 = vsriq_n_u8(cmp1, cmp0, 1);
1044         const uint8x16_t t1 = vsriq_n_u8(cmp3, cmp2, 1);
1045         const uint8x16_t t2 = vsriq_n_u8(t1, t0, 2);
1046         const uint8x16_t t3 = vsriq_n_u8(t2, t2, 4);
1047         const uint8x8_t t4 = vshrn_n_u16(vreinterpretq_u16_u8(t3), 4);
1048         const U64 matches = vget_lane_u64(vreinterpret_u64_u8(t4), 0);
1049         return ZSTD_rotateRight_U64(matches, headGrouped);
1050     }
1051 }
1052 #endif
1053
1054 /* Returns a ZSTD_VecMask (U64) that has the nth group (determined by
1055  * ZSTD_row_matchMaskGroupWidth) of bits set to 1 if the newly-computed "tag"
1056  * matches the hash at the nth position in a row of the tagTable.
1057  * Each row is a circular buffer beginning at the value of "headGrouped". So we
1058  * must rotate the "matches" bitfield to match up with the actual layout of the
1059  * entries within the hashTable */
1060 FORCE_INLINE_TEMPLATE ZSTD_VecMask
1061 ZSTD_row_getMatchMask(const BYTE* const tagRow, const BYTE tag, const U32 headGrouped, const U32 rowEntries)
1062 {
1063     const BYTE* const src = tagRow;
1064     assert((rowEntries == 16) || (rowEntries == 32) || rowEntries == 64);
1065     assert(rowEntries <= ZSTD_ROW_HASH_MAX_ENTRIES);
1066     assert(ZSTD_row_matchMaskGroupWidth(rowEntries) * rowEntries <= sizeof(ZSTD_VecMask) * 8);
1067
1068 #if defined(ZSTD_ARCH_X86_SSE2)
1069
1070     return ZSTD_row_getSSEMask(rowEntries / 16, src, tag, headGrouped);
1071
1072 #else /* SW or NEON-LE */
1073
1074 # if defined(ZSTD_ARCH_ARM_NEON)
1075   /* This NEON path only works for little endian - otherwise use SWAR below */
1076     if (MEM_isLittleEndian()) {
1077         return ZSTD_row_getNEONMask(rowEntries, src, tag, headGrouped);
1078     }
1079 # endif /* ZSTD_ARCH_ARM_NEON */
1080     /* SWAR */
1081     {   const int chunkSize = sizeof(size_t);
1082         const size_t shiftAmount = ((chunkSize * 8) - chunkSize);
1083         const size_t xFF = ~((size_t)0);
1084         const size_t x01 = xFF / 0xFF;
1085         const size_t x80 = x01 << 7;
1086         const size_t splatChar = tag * x01;
1087         ZSTD_VecMask matches = 0;
1088         int i = rowEntries - chunkSize;
1089         assert((sizeof(size_t) == 4) || (sizeof(size_t) == 8));
1090         if (MEM_isLittleEndian()) { /* runtime check so have two loops */
1091             const size_t extractMagic = (xFF / 0x7F) >> chunkSize;
1092             do {
1093                 size_t chunk = MEM_readST(&src[i]);
1094                 chunk ^= splatChar;
1095                 chunk = (((chunk | x80) - x01) | chunk) & x80;
1096                 matches <<= chunkSize;
1097                 matches |= (chunk * extractMagic) >> shiftAmount;
1098                 i -= chunkSize;
1099             } while (i >= 0);
1100         } else { /* big endian: reverse bits during extraction */
1101             const size_t msb = xFF ^ (xFF >> 1);
1102             const size_t extractMagic = (msb / 0x1FF) | msb;
1103             do {
1104                 size_t chunk = MEM_readST(&src[i]);
1105                 chunk ^= splatChar;
1106                 chunk = (((chunk | x80) - x01) | chunk) & x80;
1107                 matches <<= chunkSize;
1108                 matches |= ((chunk >> 7) * extractMagic) >> shiftAmount;
1109                 i -= chunkSize;
1110             } while (i >= 0);
1111         }
1112         matches = ~matches;
1113         if (rowEntries == 16) {
1114             return ZSTD_rotateRight_U16((U16)matches, headGrouped);
1115         } else if (rowEntries == 32) {
1116             return ZSTD_rotateRight_U32((U32)matches, headGrouped);
1117         } else {
1118             return ZSTD_rotateRight_U64((U64)matches, headGrouped);
1119         }
1120     }
1121 #endif
1122 }
1123
1124 /* The high-level approach of the SIMD row based match finder is as follows:
1125  * - Figure out where to insert the new entry:
1126  *      - Generate a hash for current input posistion and split it into a one byte of tag and `rowHashLog` bits of index.
1127  *           - The hash is salted by a value that changes on every contex reset, so when the same table is used
1128  *             we will avoid collisions that would otherwise slow us down by intorducing phantom matches.
1129  *      - The hashTable is effectively split into groups or "rows" of 15 or 31 entries of U32, and the index determines
1130  *        which row to insert into.
1131  *      - Determine the correct position within the row to insert the entry into. Each row of 15 or 31 can
1132  *        be considered as a circular buffer with a "head" index that resides in the tagTable (overall 16 or 32 bytes
1133  *        per row).
1134  * - Use SIMD to efficiently compare the tags in the tagTable to the 1-byte tag calculated for the position and
1135  *   generate a bitfield that we can cycle through to check the collisions in the hash table.
1136  * - Pick the longest match.
1137  * - Insert the tag into the equivalent row and position in the tagTable.
1138  */
1139 FORCE_INLINE_TEMPLATE
1140 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
1141 size_t ZSTD_RowFindBestMatch(
1142                         ZSTD_matchState_t* ms,
1143                         const BYTE* const ip, const BYTE* const iLimit,
1144                         size_t* offsetPtr,
1145                         const U32 mls, const ZSTD_dictMode_e dictMode,
1146                         const U32 rowLog)
1147 {
1148     U32* const hashTable = ms->hashTable;
1149     BYTE* const tagTable = ms->tagTable;
1150     U32* const hashCache = ms->hashCache;
1151     const U32 hashLog = ms->rowHashLog;
1152     const ZSTD_compressionParameters* const cParams = &ms->cParams;
1153     const BYTE* const base = ms->window.base;
1154     const BYTE* const dictBase = ms->window.dictBase;
1155     const U32 dictLimit = ms->window.dictLimit;
1156     const BYTE* const prefixStart = base + dictLimit;
1157     const BYTE* const dictEnd = dictBase + dictLimit;
1158     const U32 curr = (U32)(ip-base);
1159     const U32 maxDistance = 1U << cParams->windowLog;
1160     const U32 lowestValid = ms->window.lowLimit;
1161     const U32 withinMaxDistance = (curr - lowestValid > maxDistance) ? curr - maxDistance : lowestValid;
1162     const U32 isDictionary = (ms->loadedDictEnd != 0);
1163     const U32 lowLimit = isDictionary ? lowestValid : withinMaxDistance;
1164     const U32 rowEntries = (1U << rowLog);
1165     const U32 rowMask = rowEntries - 1;
1166     const U32 cappedSearchLog = MIN(cParams->searchLog, rowLog); /* nb of searches is capped at nb entries per row */
1167     const U32 groupWidth = ZSTD_row_matchMaskGroupWidth(rowEntries);
1168     const U64 hashSalt = ms->hashSalt;
1169     U32 nbAttempts = 1U << cappedSearchLog;
1170     size_t ml=4-1;
1171     U32 hash;
1172
1173     /* DMS/DDS variables that may be referenced laster */
1174     const ZSTD_matchState_t* const dms = ms->dictMatchState;
1175
1176     /* Initialize the following variables to satisfy static analyzer */
1177     size_t ddsIdx = 0;
1178     U32 ddsExtraAttempts = 0; /* cctx hash tables are limited in searches, but allow extra searches into DDS */
1179     U32 dmsTag = 0;
1180     U32* dmsRow = NULL;
1181     BYTE* dmsTagRow = NULL;
1182
1183     if (dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch) {
1184         const U32 ddsHashLog = dms->cParams.hashLog - ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
1185         {   /* Prefetch DDS hashtable entry */
1186             ddsIdx = ZSTD_hashPtr(ip, ddsHashLog, mls) << ZSTD_LAZY_DDSS_BUCKET_LOG;
1187             PREFETCH_L1(&dms->hashTable[ddsIdx]);
1188         }
1189         ddsExtraAttempts = cParams->searchLog > rowLog ? 1U << (cParams->searchLog - rowLog) : 0;
1190     }
1191
1192     if (dictMode == ZSTD_dictMatchState) {
1193         /* Prefetch DMS rows */
1194         U32* const dmsHashTable = dms->hashTable;
1195         BYTE* const dmsTagTable = dms->tagTable;
1196         U32 const dmsHash = (U32)ZSTD_hashPtr(ip, dms->rowHashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls);
1197         U32 const dmsRelRow = (dmsHash >> ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) << rowLog;
1198         dmsTag = dmsHash & ZSTD_ROW_HASH_TAG_MASK;
1199         dmsTagRow = (BYTE*)(dmsTagTable + dmsRelRow);
1200         dmsRow = dmsHashTable + dmsRelRow;
1201         ZSTD_row_prefetch(dmsHashTable, dmsTagTable, dmsRelRow, rowLog);
1202     }
1203
1204     /* Update the hashTable and tagTable up to (but not including) ip */
1205     if (!ms->lazySkipping) {
1206         ZSTD_row_update_internal(ms, ip, mls, rowLog, rowMask, 1 /* useCache */);
1207         hash = ZSTD_row_nextCachedHash(hashCache, hashTable, tagTable, base, curr, hashLog, rowLog, mls, hashSalt);
1208     } else {
1209         /* Stop inserting every position when in the lazy skipping mode.
1210          * The hash cache is also not kept up to date in this mode.
1211          */
1212         hash = (U32)ZSTD_hashPtrSalted(ip, hashLog + ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS, mls, hashSalt);
1213         ms->nextToUpdate = curr;
1214     }
1215     ms->hashSaltEntropy += hash; /* collect salt entropy */
1216
1217     {   /* Get the hash for ip, compute the appropriate row */
1218         U32 const relRow = (hash >> ZSTD_ROW_HASH_TAG_BITS) << rowLog;
1219         U32 const tag = hash & ZSTD_ROW_HASH_TAG_MASK;
1220         U32* const row = hashTable + relRow;
1221         BYTE* tagRow = (BYTE*)(tagTable + relRow);
1222         U32 const headGrouped = (*tagRow & rowMask) * groupWidth;
1223         U32 matchBuffer[ZSTD_ROW_HASH_MAX_ENTRIES];
1224         size_t numMatches = 0;
1225         size_t currMatch = 0;
1226         ZSTD_VecMask matches = ZSTD_row_getMatchMask(tagRow, (BYTE)tag, headGrouped, rowEntries);
1227
1228         /* Cycle through the matches and prefetch */
1229         for (; (matches > 0) && (nbAttempts > 0); matches &= (matches - 1)) {
1230             U32 const matchPos = ((headGrouped + ZSTD_VecMask_next(matches)) / groupWidth) & rowMask;
1231             U32 const matchIndex = row[matchPos];
1232             if(matchPos == 0) continue;
1233             assert(numMatches < rowEntries);
1234             if (matchIndex < lowLimit)
1235                 break;
1236             if ((dictMode != ZSTD_extDict) || matchIndex >= dictLimit) {
1237                 PREFETCH_L1(base + matchIndex);
1238             } else {
1239                 PREFETCH_L1(dictBase + matchIndex);
1240             }
1241             matchBuffer[numMatches++] = matchIndex;
1242             --nbAttempts;
1243         }
1244
1245         /* Speed opt: insert current byte into hashtable too. This allows us to avoid one iteration of the loop
1246            in ZSTD_row_update_internal() at the next search. */
1247         {
1248             U32 const pos = ZSTD_row_nextIndex(tagRow, rowMask);
1249             tagRow[pos] = (BYTE)tag;
1250             row[pos] = ms->nextToUpdate++;
1251         }
1252
1253         /* Return the longest match */
1254         for (; currMatch < numMatches; ++currMatch) {
1255             U32 const matchIndex = matchBuffer[currMatch];
1256             size_t currentMl=0;
1257             assert(matchIndex < curr);
1258             assert(matchIndex >= lowLimit);
1259
1260             if ((dictMode != ZSTD_extDict) || matchIndex >= dictLimit) {
1261                 const BYTE* const match = base + matchIndex;
1262                 assert(matchIndex >= dictLimit);   /* ensures this is true if dictMode != ZSTD_extDict */
1263                 /* read 4B starting from (match + ml + 1 - sizeof(U32)) */
1264                 if (MEM_read32(match + ml - 3) == MEM_read32(ip + ml - 3))   /* potentially better */
1265                     currentMl = ZSTD_count(ip, match, iLimit);
1266             } else {
1267                 const BYTE* const match = dictBase + matchIndex;
1268                 assert(match+4 <= dictEnd);
1269                 if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip))   /* assumption : matchIndex <= dictLimit-4 (by table construction) */
1270                     currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, dictEnd, prefixStart) + 4;
1271             }
1272
1273             /* Save best solution */
1274             if (currentMl > ml) {
1275                 ml = currentMl;
1276                 *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - matchIndex);
1277                 if (ip+currentMl == iLimit) break; /* best possible, avoids read overflow on next attempt */
1278             }
1279         }
1280     }
1281
1282     assert(nbAttempts <= (1U << ZSTD_SEARCHLOG_MAX)); /* Check we haven't underflowed. */
1283     if (dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch) {
1284         ml = ZSTD_dedicatedDictSearch_lazy_search(offsetPtr, ml, nbAttempts + ddsExtraAttempts, dms,
1285                                                   ip, iLimit, prefixStart, curr, dictLimit, ddsIdx);
1286     } else if (dictMode == ZSTD_dictMatchState) {
1287         /* TODO: Measure and potentially add prefetching to DMS */
1288         const U32 dmsLowestIndex       = dms->window.dictLimit;
1289         const BYTE* const dmsBase      = dms->window.base;
1290         const BYTE* const dmsEnd       = dms->window.nextSrc;
1291         const U32 dmsSize              = (U32)(dmsEnd - dmsBase);
1292         const U32 dmsIndexDelta        = dictLimit - dmsSize;
1293
1294         {   U32 const headGrouped = (*dmsTagRow & rowMask) * groupWidth;
1295             U32 matchBuffer[ZSTD_ROW_HASH_MAX_ENTRIES];
1296             size_t numMatches = 0;
1297             size_t currMatch = 0;
1298             ZSTD_VecMask matches = ZSTD_row_getMatchMask(dmsTagRow, (BYTE)dmsTag, headGrouped, rowEntries);
1299
1300             for (; (matches > 0) && (nbAttempts > 0); matches &= (matches - 1)) {
1301                 U32 const matchPos = ((headGrouped + ZSTD_VecMask_next(matches)) / groupWidth) & rowMask;
1302                 U32 const matchIndex = dmsRow[matchPos];
1303                 if(matchPos == 0) continue;
1304                 if (matchIndex < dmsLowestIndex)
1305                     break;
1306                 PREFETCH_L1(dmsBase + matchIndex);
1307                 matchBuffer[numMatches++] = matchIndex;
1308                 --nbAttempts;
1309             }
1310
1311             /* Return the longest match */
1312             for (; currMatch < numMatches; ++currMatch) {
1313                 U32 const matchIndex = matchBuffer[currMatch];
1314                 size_t currentMl=0;
1315                 assert(matchIndex >= dmsLowestIndex);
1316                 assert(matchIndex < curr);
1317
1318                 {   const BYTE* const match = dmsBase + matchIndex;
1319                     assert(match+4 <= dmsEnd);
1320                     if (MEM_read32(match) == MEM_read32(ip))
1321                         currentMl = ZSTD_count_2segments(ip+4, match+4, iLimit, dmsEnd, prefixStart) + 4;
1322                 }
1323
1324                 if (currentMl > ml) {
1325                     ml = currentMl;
1326                     assert(curr > matchIndex + dmsIndexDelta);
1327                     *offsetPtr = OFFSET_TO_OFFBASE(curr - (matchIndex + dmsIndexDelta));
1328                     if (ip+currentMl == iLimit) break;
1329                 }
1330             }
1331         }
1332     }
1333     return ml;
1334 }
1335
1336
1337 /**
1338  * Generate search functions templated on (dictMode, mls, rowLog).
1339  * These functions are outlined for code size & compilation time.
1340  * ZSTD_searchMax() dispatches to the correct implementation function.
1341  *
1342  * TODO: The start of the search function involves loading and calculating a
1343  * bunch of constants from the ZSTD_matchState_t. These computations could be
1344  * done in an initialization function, and saved somewhere in the match state.
1345  * Then we could pass a pointer to the saved state instead of the match state,
1346  * and avoid duplicate computations.
1347  *
1348  * TODO: Move the match re-winding into searchMax. This improves compression
1349  * ratio, and unlocks further simplifications with the next TODO.
1350  *
1351  * TODO: Try moving the repcode search into searchMax. After the re-winding
1352  * and repcode search are in searchMax, there is no more logic in the match
1353  * finder loop that requires knowledge about the dictMode. So we should be
1354  * able to avoid force inlining it, and we can join the extDict loop with
1355  * the single segment loop. It should go in searchMax instead of its own
1356  * function to avoid having multiple virtual function calls per search.
1357  */
1358
1359 #define ZSTD_BT_SEARCH_FN(dictMode, mls) ZSTD_BtFindBestMatch_##dictMode##_##mls
1360 #define ZSTD_HC_SEARCH_FN(dictMode, mls) ZSTD_HcFindBestMatch_##dictMode##_##mls
1361 #define ZSTD_ROW_SEARCH_FN(dictMode, mls, rowLog) ZSTD_RowFindBestMatch_##dictMode##_##mls##_##rowLog
1362
1363 #define ZSTD_SEARCH_FN_ATTRS FORCE_NOINLINE
1364
1365 #define GEN_ZSTD_BT_SEARCH_FN(dictMode, mls)                                           \
1366     ZSTD_SEARCH_FN_ATTRS size_t ZSTD_BT_SEARCH_FN(dictMode, mls)(                      \
1367             ZSTD_matchState_t* ms,                                                     \
1368             const BYTE* ip, const BYTE* const iLimit,                                  \
1369             size_t* offBasePtr)                                                        \
1370     {                                                                                  \
1371         assert(MAX(4, MIN(6, ms->cParams.minMatch)) == mls);                           \
1372         return ZSTD_BtFindBestMatch(ms, ip, iLimit, offBasePtr, mls, ZSTD_##dictMode); \
1373     }                                                                                  \
1374
1375 #define GEN_ZSTD_HC_SEARCH_FN(dictMode, mls)                                          \
1376     ZSTD_SEARCH_FN_ATTRS size_t ZSTD_HC_SEARCH_FN(dictMode, mls)(                     \
1377             ZSTD_matchState_t* ms,                                                    \
1378             const BYTE* ip, const BYTE* const iLimit,                                 \
1379             size_t* offsetPtr)                                                        \
1380     {                                                                                 \
1381         assert(MAX(4, MIN(6, ms->cParams.minMatch)) == mls);                          \
1382         return ZSTD_HcFindBestMatch(ms, ip, iLimit, offsetPtr, mls, ZSTD_##dictMode); \
1383     }                                                                                 \
1384
1385 #define GEN_ZSTD_ROW_SEARCH_FN(dictMode, mls, rowLog)                                          \
1386     ZSTD_SEARCH_FN_ATTRS size_t ZSTD_ROW_SEARCH_FN(dictMode, mls, rowLog)(                     \
1387             ZSTD_matchState_t* ms,                                                             \
1388             const BYTE* ip, const BYTE* const iLimit,                                          \
1389             size_t* offsetPtr)                                                                 \
1390     {                                                                                          \
1391         assert(MAX(4, MIN(6, ms->cParams.minMatch)) == mls);                                   \
1392         assert(MAX(4, MIN(6, ms->cParams.searchLog)) == rowLog);                               \
1393         return ZSTD_RowFindBestMatch(ms, ip, iLimit, offsetPtr, mls, ZSTD_##dictMode, rowLog); \
1394     }                                                                                          \
1395
1396 #define ZSTD_FOR_EACH_ROWLOG(X, dictMode, mls) \
1397     X(dictMode, mls, 4)                        \
1398     X(dictMode, mls, 5)                        \
1399     X(dictMode, mls, 6)
1400
1401 #define ZSTD_FOR_EACH_MLS_ROWLOG(X, dictMode) \
1402     ZSTD_FOR_EACH_ROWLOG(X, dictMode, 4)      \
1403     ZSTD_FOR_EACH_ROWLOG(X, dictMode, 5)      \
1404     ZSTD_FOR_EACH_ROWLOG(X, dictMode, 6)
1405
1406 #define ZSTD_FOR_EACH_MLS(X, dictMode) \
1407     X(dictMode, 4)                     \
1408     X(dictMode, 5)                     \
1409     X(dictMode, 6)
1410
1411 #define ZSTD_FOR_EACH_DICT_MODE(X, ...) \
1412     X(__VA_ARGS__, noDict)              \
1413     X(__VA_ARGS__, extDict)             \
1414     X(__VA_ARGS__, dictMatchState)      \
1415     X(__VA_ARGS__, dedicatedDictSearch)
1416
1417 /* Generate row search fns for each combination of (dictMode, mls, rowLog) */
1418 ZSTD_FOR_EACH_DICT_MODE(ZSTD_FOR_EACH_MLS_ROWLOG, GEN_ZSTD_ROW_SEARCH_FN)
1419 /* Generate binary Tree search fns for each combination of (dictMode, mls) */
1420 ZSTD_FOR_EACH_DICT_MODE(ZSTD_FOR_EACH_MLS, GEN_ZSTD_BT_SEARCH_FN)
1421 /* Generate hash chain search fns for each combination of (dictMode, mls) */
1422 ZSTD_FOR_EACH_DICT_MODE(ZSTD_FOR_EACH_MLS, GEN_ZSTD_HC_SEARCH_FN)
1423
1424 typedef enum { search_hashChain=0, search_binaryTree=1, search_rowHash=2 } searchMethod_e;
1425
1426 #define GEN_ZSTD_CALL_BT_SEARCH_FN(dictMode, mls)                         \
1427     case mls:                                                             \
1428         return ZSTD_BT_SEARCH_FN(dictMode, mls)(ms, ip, iend, offsetPtr);
1429 #define GEN_ZSTD_CALL_HC_SEARCH_FN(dictMode, mls)                         \
1430     case mls:                                                             \
1431         return ZSTD_HC_SEARCH_FN(dictMode, mls)(ms, ip, iend, offsetPtr);
1432 #define GEN_ZSTD_CALL_ROW_SEARCH_FN(dictMode, mls, rowLog)                         \
1433     case rowLog:                                                                   \
1434         return ZSTD_ROW_SEARCH_FN(dictMode, mls, rowLog)(ms, ip, iend, offsetPtr);
1435
1436 #define ZSTD_SWITCH_MLS(X, dictMode)   \
1437     switch (mls) {                     \
1438         ZSTD_FOR_EACH_MLS(X, dictMode) \
1439     }
1440
1441 #define ZSTD_SWITCH_ROWLOG(dictMode, mls)                                    \
1442     case mls:                                                                \
1443         switch (rowLog) {                                                    \
1444             ZSTD_FOR_EACH_ROWLOG(GEN_ZSTD_CALL_ROW_SEARCH_FN, dictMode, mls) \
1445         }                                                                    \
1446         ZSTD_UNREACHABLE;                                                    \
1447         break;
1448
1449 #define ZSTD_SWITCH_SEARCH_METHOD(dictMode)                       \
1450     switch (searchMethod) {                                       \
1451         case search_hashChain:                                    \
1452             ZSTD_SWITCH_MLS(GEN_ZSTD_CALL_HC_SEARCH_FN, dictMode) \
1453             break;                                                \
1454         case search_binaryTree:                                   \
1455             ZSTD_SWITCH_MLS(GEN_ZSTD_CALL_BT_SEARCH_FN, dictMode) \
1456             break;                                                \
1457         case search_rowHash:                                      \
1458             ZSTD_SWITCH_MLS(ZSTD_SWITCH_ROWLOG, dictMode)         \
1459             break;                                                \
1460     }                                                             \
1461     ZSTD_UNREACHABLE;
1462
1463 /**
1464  * Searches for the longest match at @p ip.
1465  * Dispatches to the correct implementation function based on the
1466  * (searchMethod, dictMode, mls, rowLog). We use switch statements
1467  * here instead of using an indirect function call through a function
1468  * pointer because after Spectre and Meltdown mitigations, indirect
1469  * function calls can be very costly, especially in the kernel.
1470  *
1471  * NOTE: dictMode and searchMethod should be templated, so those switch
1472  * statements should be optimized out. Only the mls & rowLog switches
1473  * should be left.
1474  *
1475  * @param ms The match state.
1476  * @param ip The position to search at.
1477  * @param iend The end of the input data.
1478  * @param[out] offsetPtr Stores the match offset into this pointer.
1479  * @param mls The minimum search length, in the range [4, 6].
1480  * @param rowLog The row log (if applicable), in the range [4, 6].
1481  * @param searchMethod The search method to use (templated).
1482  * @param dictMode The dictMode (templated).
1483  *
1484  * @returns The length of the longest match found, or < mls if no match is found.
1485  * If a match is found its offset is stored in @p offsetPtr.
1486  */
1487 FORCE_INLINE_TEMPLATE size_t ZSTD_searchMax(
1488     ZSTD_matchState_t* ms,
1489     const BYTE* ip,
1490     const BYTE* iend,
1491     size_t* offsetPtr,
1492     U32 const mls,
1493     U32 const rowLog,
1494     searchMethod_e const searchMethod,
1495     ZSTD_dictMode_e const dictMode)
1496 {
1497     if (dictMode == ZSTD_noDict) {
1498         ZSTD_SWITCH_SEARCH_METHOD(noDict)
1499     } else if (dictMode == ZSTD_extDict) {
1500         ZSTD_SWITCH_SEARCH_METHOD(extDict)
1501     } else if (dictMode == ZSTD_dictMatchState) {
1502         ZSTD_SWITCH_SEARCH_METHOD(dictMatchState)
1503     } else if (dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch) {
1504         ZSTD_SWITCH_SEARCH_METHOD(dedicatedDictSearch)
1505     }
1506     ZSTD_UNREACHABLE;
1507     return 0;
1508 }
1509
1510 /* *******************************
1511 *  Common parser - lazy strategy
1512 *********************************/
1513
1514 FORCE_INLINE_TEMPLATE
1515 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
1516 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_generic(
1517                         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore,
1518                         U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1519                         const void* src, size_t srcSize,
1520                         const searchMethod_e searchMethod, const U32 depth,
1521                         ZSTD_dictMode_e const dictMode)
1522 {
1523     const BYTE* const istart = (const BYTE*)src;
1524     const BYTE* ip = istart;
1525     const BYTE* anchor = istart;
1526     const BYTE* const iend = istart + srcSize;
1527     const BYTE* const ilimit = (searchMethod == search_rowHash) ? iend - 8 - ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE : iend - 8;
1528     const BYTE* const base = ms->window.base;
1529     const U32 prefixLowestIndex = ms->window.dictLimit;
1530     const BYTE* const prefixLowest = base + prefixLowestIndex;
1531     const U32 mls = BOUNDED(4, ms->cParams.minMatch, 6);
1532     const U32 rowLog = BOUNDED(4, ms->cParams.searchLog, 6);
1533
1534     U32 offset_1 = rep[0], offset_2 = rep[1];
1535     U32 offsetSaved1 = 0, offsetSaved2 = 0;
1536
1537     const int isDMS = dictMode == ZSTD_dictMatchState;
1538     const int isDDS = dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch;
1539     const int isDxS = isDMS || isDDS;
1540     const ZSTD_matchState_t* const dms = ms->dictMatchState;
1541     const U32 dictLowestIndex      = isDxS ? dms->window.dictLimit : 0;
1542     const BYTE* const dictBase     = isDxS ? dms->window.base : NULL;
1543     const BYTE* const dictLowest   = isDxS ? dictBase + dictLowestIndex : NULL;
1544     const BYTE* const dictEnd      = isDxS ? dms->window.nextSrc : NULL;
1545     const U32 dictIndexDelta       = isDxS ?
1546                                      prefixLowestIndex - (U32)(dictEnd - dictBase) :
1547                                      0;
1548     const U32 dictAndPrefixLength = (U32)((ip - prefixLowest) + (dictEnd - dictLowest));
1549
1550     DEBUGLOG(5, "ZSTD_compressBlock_lazy_generic (dictMode=%u) (searchFunc=%u)", (U32)dictMode, (U32)searchMethod);
1551     ip += (dictAndPrefixLength == 0);
1552     if (dictMode == ZSTD_noDict) {
1553         U32 const curr = (U32)(ip - base);
1554         U32 const windowLow = ZSTD_getLowestPrefixIndex(ms, curr, ms->cParams.windowLog);
1555         U32 const maxRep = curr - windowLow;
1556         if (offset_2 > maxRep) offsetSaved2 = offset_2, offset_2 = 0;
1557         if (offset_1 > maxRep) offsetSaved1 = offset_1, offset_1 = 0;
1558     }
1559     if (isDxS) {
1560         /* dictMatchState repCode checks don't currently handle repCode == 0
1561          * disabling. */
1562         assert(offset_1 <= dictAndPrefixLength);
1563         assert(offset_2 <= dictAndPrefixLength);
1564     }
1565
1566     /* Reset the lazy skipping state */
1567     ms->lazySkipping = 0;
1568
1569     if (searchMethod == search_rowHash) {
1570         ZSTD_row_fillHashCache(ms, base, rowLog, mls, ms->nextToUpdate, ilimit);
1571     }
1572
1573     /* Match Loop */
1574 #if defined(__GNUC__) && defined(__x86_64__)
1575     /* I've measured random a 5% speed loss on levels 5 & 6 (greedy) when the
1576      * code alignment is perturbed. To fix the instability align the loop on 32-bytes.
1577      */
1578     __asm__(".p2align 5");
1579 #endif
1580     while (ip < ilimit) {
1581         size_t matchLength=0;
1582         size_t offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE;
1583         const BYTE* start=ip+1;
1584         DEBUGLOG(7, "search baseline (depth 0)");
1585
1586         /* check repCode */
1587         if (isDxS) {
1588             const U32 repIndex = (U32)(ip - base) + 1 - offset_1;
1589             const BYTE* repMatch = ((dictMode == ZSTD_dictMatchState || dictMode == ZSTD_dedicatedDictSearch)
1590                                 && repIndex < prefixLowestIndex) ?
1591                                    dictBase + (repIndex - dictIndexDelta) :
1592                                    base + repIndex;
1593             if (((U32)((prefixLowestIndex-1) - repIndex) >= 3 /* intentional underflow */)
1594                 && (MEM_read32(repMatch) == MEM_read32(ip+1)) ) {
1595                 const BYTE* repMatchEnd = repIndex < prefixLowestIndex ? dictEnd : iend;
1596                 matchLength = ZSTD_count_2segments(ip+1+4, repMatch+4, iend, repMatchEnd, prefixLowest) + 4;
1597                 if (depth==0) goto _storeSequence;
1598             }
1599         }
1600         if ( dictMode == ZSTD_noDict
1601           && ((offset_1 > 0) & (MEM_read32(ip+1-offset_1) == MEM_read32(ip+1)))) {
1602             matchLength = ZSTD_count(ip+1+4, ip+1+4-offset_1, iend) + 4;
1603             if (depth==0) goto _storeSequence;
1604         }
1605
1606         /* first search (depth 0) */
1607         {   size_t offbaseFound = 999999999;
1608             size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &offbaseFound, mls, rowLog, searchMethod, dictMode);
1609             if (ml2 > matchLength)
1610                 matchLength = ml2, start = ip, offBase = offbaseFound;
1611         }
1612
1613         if (matchLength < 4) {
1614             size_t const step = ((size_t)(ip-anchor) >> kSearchStrength) + 1;   /* jump faster over incompressible sections */;
1615             ip += step;
1616             /* Enter the lazy skipping mode once we are skipping more than 8 bytes at a time.
1617              * In this mode we stop inserting every position into our tables, and only insert
1618              * positions that we search, which is one in step positions.
1619              * The exact cutoff is flexible, I've just chosen a number that is reasonably high,
1620              * so we minimize the compression ratio loss in "normal" scenarios. This mode gets
1621              * triggered once we've gone 2KB without finding any matches.
1622              */
1623             ms->lazySkipping = step > kLazySkippingStep;
1624             continue;
1625         }
1626
1627         /* let's try to find a better solution */
1628         if (depth>=1)
1629         while (ip<ilimit) {
1630             DEBUGLOG(7, "search depth 1");
1631             ip ++;
1632             if ( (dictMode == ZSTD_noDict)
1633               && (offBase) && ((offset_1>0) & (MEM_read32(ip) == MEM_read32(ip - offset_1)))) {
1634                 size_t const mlRep = ZSTD_count(ip+4, ip+4-offset_1, iend) + 4;
1635                 int const gain2 = (int)(mlRep * 3);
1636                 int const gain1 = (int)(matchLength*3 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
1637                 if ((mlRep >= 4) && (gain2 > gain1))
1638                     matchLength = mlRep, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
1639             }
1640             if (isDxS) {
1641                 const U32 repIndex = (U32)(ip - base) - offset_1;
1642                 const BYTE* repMatch = repIndex < prefixLowestIndex ?
1643                                dictBase + (repIndex - dictIndexDelta) :
1644                                base + repIndex;
1645                 if (((U32)((prefixLowestIndex-1) - repIndex) >= 3 /* intentional underflow */)
1646                     && (MEM_read32(repMatch) == MEM_read32(ip)) ) {
1647                     const BYTE* repMatchEnd = repIndex < prefixLowestIndex ? dictEnd : iend;
1648                     size_t const mlRep = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repMatchEnd, prefixLowest) + 4;
1649                     int const gain2 = (int)(mlRep * 3);
1650                     int const gain1 = (int)(matchLength*3 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
1651                     if ((mlRep >= 4) && (gain2 > gain1))
1652                         matchLength = mlRep, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
1653                 }
1654             }
1655             {   size_t ofbCandidate=999999999;
1656                 size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &ofbCandidate, mls, rowLog, searchMethod, dictMode);
1657                 int const gain2 = (int)(ml2*4 - ZSTD_highbit32((U32)ofbCandidate));   /* raw approx */
1658                 int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 4);
1659                 if ((ml2 >= 4) && (gain2 > gain1)) {
1660                     matchLength = ml2, offBase = ofbCandidate, start = ip;
1661                     continue;   /* search a better one */
1662             }   }
1663
1664             /* let's find an even better one */
1665             if ((depth==2) && (ip<ilimit)) {
1666                 DEBUGLOG(7, "search depth 2");
1667                 ip ++;
1668                 if ( (dictMode == ZSTD_noDict)
1669                   && (offBase) && ((offset_1>0) & (MEM_read32(ip) == MEM_read32(ip - offset_1)))) {
1670                     size_t const mlRep = ZSTD_count(ip+4, ip+4-offset_1, iend) + 4;
1671                     int const gain2 = (int)(mlRep * 4);
1672                     int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
1673                     if ((mlRep >= 4) && (gain2 > gain1))
1674                         matchLength = mlRep, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
1675                 }
1676                 if (isDxS) {
1677                     const U32 repIndex = (U32)(ip - base) - offset_1;
1678                     const BYTE* repMatch = repIndex < prefixLowestIndex ?
1679                                    dictBase + (repIndex - dictIndexDelta) :
1680                                    base + repIndex;
1681                     if (((U32)((prefixLowestIndex-1) - repIndex) >= 3 /* intentional underflow */)
1682                         && (MEM_read32(repMatch) == MEM_read32(ip)) ) {
1683                         const BYTE* repMatchEnd = repIndex < prefixLowestIndex ? dictEnd : iend;
1684                         size_t const mlRep = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repMatchEnd, prefixLowest) + 4;
1685                         int const gain2 = (int)(mlRep * 4);
1686                         int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
1687                         if ((mlRep >= 4) && (gain2 > gain1))
1688                             matchLength = mlRep, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
1689                     }
1690                 }
1691                 {   size_t ofbCandidate=999999999;
1692                     size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &ofbCandidate, mls, rowLog, searchMethod, dictMode);
1693                     int const gain2 = (int)(ml2*4 - ZSTD_highbit32((U32)ofbCandidate));   /* raw approx */
1694                     int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 7);
1695                     if ((ml2 >= 4) && (gain2 > gain1)) {
1696                         matchLength = ml2, offBase = ofbCandidate, start = ip;
1697                         continue;
1698             }   }   }
1699             break;  /* nothing found : store previous solution */
1700         }
1701
1702         /* NOTE:
1703          * Pay attention that `start[-value]` can lead to strange undefined behavior
1704          * notably if `value` is unsigned, resulting in a large positive `-value`.
1705          */
1706         /* catch up */
1707         if (OFFBASE_IS_OFFSET(offBase)) {
1708             if (dictMode == ZSTD_noDict) {
1709                 while ( ((start > anchor) & (start - OFFBASE_TO_OFFSET(offBase) > prefixLowest))
1710                      && (start[-1] == (start-OFFBASE_TO_OFFSET(offBase))[-1]) )  /* only search for offset within prefix */
1711                     { start--; matchLength++; }
1712             }
1713             if (isDxS) {
1714                 U32 const matchIndex = (U32)((size_t)(start-base) - OFFBASE_TO_OFFSET(offBase));
1715                 const BYTE* match = (matchIndex < prefixLowestIndex) ? dictBase + matchIndex - dictIndexDelta : base + matchIndex;
1716                 const BYTE* const mStart = (matchIndex < prefixLowestIndex) ? dictLowest : prefixLowest;
1717                 while ((start>anchor) && (match>mStart) && (start[-1] == match[-1])) { start--; match--; matchLength++; }  /* catch up */
1718             }
1719             offset_2 = offset_1; offset_1 = (U32)OFFBASE_TO_OFFSET(offBase);
1720         }
1721         /* store sequence */
1722 _storeSequence:
1723         {   size_t const litLength = (size_t)(start - anchor);
1724             ZSTD_storeSeq(seqStore, litLength, anchor, iend, (U32)offBase, matchLength);
1725             anchor = ip = start + matchLength;
1726         }
1727         if (ms->lazySkipping) {
1728             /* We've found a match, disable lazy skipping mode, and refill the hash cache. */
1729             if (searchMethod == search_rowHash) {
1730                 ZSTD_row_fillHashCache(ms, base, rowLog, mls, ms->nextToUpdate, ilimit);
1731             }
1732             ms->lazySkipping = 0;
1733         }
1734
1735         /* check immediate repcode */
1736         if (isDxS) {
1737             while (ip <= ilimit) {
1738                 U32 const current2 = (U32)(ip-base);
1739                 U32 const repIndex = current2 - offset_2;
1740                 const BYTE* repMatch = repIndex < prefixLowestIndex ?
1741                         dictBase - dictIndexDelta + repIndex :
1742                         base + repIndex;
1743                 if ( ((U32)((prefixLowestIndex-1) - (U32)repIndex) >= 3 /* intentional overflow */)
1744                    && (MEM_read32(repMatch) == MEM_read32(ip)) ) {
1745                     const BYTE* const repEnd2 = repIndex < prefixLowestIndex ? dictEnd : iend;
1746                     matchLength = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repEnd2, prefixLowest) + 4;
1747                     offBase = offset_2; offset_2 = offset_1; offset_1 = (U32)offBase;   /* swap offset_2 <=> offset_1 */
1748                     ZSTD_storeSeq(seqStore, 0, anchor, iend, REPCODE1_TO_OFFBASE, matchLength);
1749                     ip += matchLength;
1750                     anchor = ip;
1751                     continue;
1752                 }
1753                 break;
1754             }
1755         }
1756
1757         if (dictMode == ZSTD_noDict) {
1758             while ( ((ip <= ilimit) & (offset_2>0))
1759                  && (MEM_read32(ip) == MEM_read32(ip - offset_2)) ) {
1760                 /* store sequence */
1761                 matchLength = ZSTD_count(ip+4, ip+4-offset_2, iend) + 4;
1762                 offBase = offset_2; offset_2 = offset_1; offset_1 = (U32)offBase; /* swap repcodes */
1763                 ZSTD_storeSeq(seqStore, 0, anchor, iend, REPCODE1_TO_OFFBASE, matchLength);
1764                 ip += matchLength;
1765                 anchor = ip;
1766                 continue;   /* faster when present ... (?) */
1767     }   }   }
1768
1769     /* If offset_1 started invalid (offsetSaved1 != 0) and became valid (offset_1 != 0),
1770      * rotate saved offsets. See comment in ZSTD_compressBlock_fast_noDict for more context. */
1771     offsetSaved2 = ((offsetSaved1 != 0) && (offset_1 != 0)) ? offsetSaved1 : offsetSaved2;
1772
1773     /* save reps for next block */
1774     rep[0] = offset_1 ? offset_1 : offsetSaved1;
1775     rep[1] = offset_2 ? offset_2 : offsetSaved2;
1776
1777     /* Return the last literals size */
1778     return (size_t)(iend - anchor);
1779 }
1780 #endif /* build exclusions */
1781
1782
1783 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_GREEDY_BLOCK_COMPRESSOR
1784 size_t ZSTD_compressBlock_greedy(
1785         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1786         void const* src, size_t srcSize)
1787 {
1788     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 0, ZSTD_noDict);
1789 }
1790
1791 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_dictMatchState(
1792         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1793         void const* src, size_t srcSize)
1794 {
1795     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 0, ZSTD_dictMatchState);
1796 }
1797
1798 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_dedicatedDictSearch(
1799         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1800         void const* src, size_t srcSize)
1801 {
1802     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 0, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1803 }
1804
1805 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_row(
1806         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1807         void const* src, size_t srcSize)
1808 {
1809     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 0, ZSTD_noDict);
1810 }
1811
1812 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_dictMatchState_row(
1813         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1814         void const* src, size_t srcSize)
1815 {
1816     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 0, ZSTD_dictMatchState);
1817 }
1818
1819 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_dedicatedDictSearch_row(
1820         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1821         void const* src, size_t srcSize)
1822 {
1823     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 0, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1824 }
1825 #endif
1826
1827 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_LAZY_BLOCK_COMPRESSOR
1828 size_t ZSTD_compressBlock_lazy(
1829         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1830         void const* src, size_t srcSize)
1831 {
1832     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 1, ZSTD_noDict);
1833 }
1834
1835 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_dictMatchState(
1836         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1837         void const* src, size_t srcSize)
1838 {
1839     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 1, ZSTD_dictMatchState);
1840 }
1841
1842 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_dedicatedDictSearch(
1843         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1844         void const* src, size_t srcSize)
1845 {
1846     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 1, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1847 }
1848
1849 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_row(
1850         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1851         void const* src, size_t srcSize)
1852 {
1853     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 1, ZSTD_noDict);
1854 }
1855
1856 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_dictMatchState_row(
1857         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1858         void const* src, size_t srcSize)
1859 {
1860     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 1, ZSTD_dictMatchState);
1861 }
1862
1863 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_dedicatedDictSearch_row(
1864         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1865         void const* src, size_t srcSize)
1866 {
1867     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 1, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1868 }
1869 #endif
1870
1871 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_LAZY2_BLOCK_COMPRESSOR
1872 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2(
1873         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1874         void const* src, size_t srcSize)
1875 {
1876     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 2, ZSTD_noDict);
1877 }
1878
1879 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_dictMatchState(
1880         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1881         void const* src, size_t srcSize)
1882 {
1883     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 2, ZSTD_dictMatchState);
1884 }
1885
1886 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_dedicatedDictSearch(
1887         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1888         void const* src, size_t srcSize)
1889 {
1890     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 2, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1891 }
1892
1893 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_row(
1894         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1895         void const* src, size_t srcSize)
1896 {
1897     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 2, ZSTD_noDict);
1898 }
1899
1900 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_dictMatchState_row(
1901         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1902         void const* src, size_t srcSize)
1903 {
1904     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 2, ZSTD_dictMatchState);
1905 }
1906
1907 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_dedicatedDictSearch_row(
1908         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1909         void const* src, size_t srcSize)
1910 {
1911     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 2, ZSTD_dedicatedDictSearch);
1912 }
1913 #endif
1914
1915 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_BTLAZY2_BLOCK_COMPRESSOR
1916 size_t ZSTD_compressBlock_btlazy2(
1917         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1918         void const* src, size_t srcSize)
1919 {
1920     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_binaryTree, 2, ZSTD_noDict);
1921 }
1922
1923 size_t ZSTD_compressBlock_btlazy2_dictMatchState(
1924         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1925         void const* src, size_t srcSize)
1926 {
1927     return ZSTD_compressBlock_lazy_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_binaryTree, 2, ZSTD_dictMatchState);
1928 }
1929 #endif
1930
1931 #if !defined(ZSTD_EXCLUDE_GREEDY_BLOCK_COMPRESSOR) \
1932  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_LAZY_BLOCK_COMPRESSOR) \
1933  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_LAZY2_BLOCK_COMPRESSOR) \
1934  || !defined(ZSTD_EXCLUDE_BTLAZY2_BLOCK_COMPRESSOR)
1935 FORCE_INLINE_TEMPLATE
1936 ZSTD_ALLOW_POINTER_OVERFLOW_ATTR
1937 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(
1938                         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore,
1939                         U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
1940                         const void* src, size_t srcSize,
1941                         const searchMethod_e searchMethod, const U32 depth)
1942 {
1943     const BYTE* const istart = (const BYTE*)src;
1944     const BYTE* ip = istart;
1945     const BYTE* anchor = istart;
1946     const BYTE* const iend = istart + srcSize;
1947     const BYTE* const ilimit = searchMethod == search_rowHash ? iend - 8 - ZSTD_ROW_HASH_CACHE_SIZE : iend - 8;
1948     const BYTE* const base = ms->window.base;
1949     const U32 dictLimit = ms->window.dictLimit;
1950     const BYTE* const prefixStart = base + dictLimit;
1951     const BYTE* const dictBase = ms->window.dictBase;
1952     const BYTE* const dictEnd  = dictBase + dictLimit;
1953     const BYTE* const dictStart  = dictBase + ms->window.lowLimit;
1954     const U32 windowLog = ms->cParams.windowLog;
1955     const U32 mls = BOUNDED(4, ms->cParams.minMatch, 6);
1956     const U32 rowLog = BOUNDED(4, ms->cParams.searchLog, 6);
1957
1958     U32 offset_1 = rep[0], offset_2 = rep[1];
1959
1960     DEBUGLOG(5, "ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic (searchFunc=%u)", (U32)searchMethod);
1961
1962     /* Reset the lazy skipping state */
1963     ms->lazySkipping = 0;
1964
1965     /* init */
1966     ip += (ip == prefixStart);
1967     if (searchMethod == search_rowHash) {
1968         ZSTD_row_fillHashCache(ms, base, rowLog, mls, ms->nextToUpdate, ilimit);
1969     }
1970
1971     /* Match Loop */
1972 #if defined(__GNUC__) && defined(__x86_64__)
1973     /* I've measured random a 5% speed loss on levels 5 & 6 (greedy) when the
1974      * code alignment is perturbed. To fix the instability align the loop on 32-bytes.
1975      */
1976     __asm__(".p2align 5");
1977 #endif
1978     while (ip < ilimit) {
1979         size_t matchLength=0;
1980         size_t offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE;
1981         const BYTE* start=ip+1;
1982         U32 curr = (U32)(ip-base);
1983
1984         /* check repCode */
1985         {   const U32 windowLow = ZSTD_getLowestMatchIndex(ms, curr+1, windowLog);
1986             const U32 repIndex = (U32)(curr+1 - offset_1);
1987             const BYTE* const repBase = repIndex < dictLimit ? dictBase : base;
1988             const BYTE* const repMatch = repBase + repIndex;
1989             if ( ((U32)((dictLimit-1) - repIndex) >= 3) /* intentional overflow */
1990                & (offset_1 <= curr+1 - windowLow) ) /* note: we are searching at curr+1 */
1991             if (MEM_read32(ip+1) == MEM_read32(repMatch)) {
1992                 /* repcode detected we should take it */
1993                 const BYTE* const repEnd = repIndex < dictLimit ? dictEnd : iend;
1994                 matchLength = ZSTD_count_2segments(ip+1+4, repMatch+4, iend, repEnd, prefixStart) + 4;
1995                 if (depth==0) goto _storeSequence;
1996         }   }
1997
1998         /* first search (depth 0) */
1999         {   size_t ofbCandidate = 999999999;
2000             size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &ofbCandidate, mls, rowLog, searchMethod, ZSTD_extDict);
2001             if (ml2 > matchLength)
2002                 matchLength = ml2, start = ip, offBase = ofbCandidate;
2003         }
2004
2005         if (matchLength < 4) {
2006             size_t const step = ((size_t)(ip-anchor) >> kSearchStrength);
2007             ip += step + 1;   /* jump faster over incompressible sections */
2008             /* Enter the lazy skipping mode once we are skipping more than 8 bytes at a time.
2009              * In this mode we stop inserting every position into our tables, and only insert
2010              * positions that we search, which is one in step positions.
2011              * The exact cutoff is flexible, I've just chosen a number that is reasonably high,
2012              * so we minimize the compression ratio loss in "normal" scenarios. This mode gets
2013              * triggered once we've gone 2KB without finding any matches.
2014              */
2015             ms->lazySkipping = step > kLazySkippingStep;
2016             continue;
2017         }
2018
2019         /* let's try to find a better solution */
2020         if (depth>=1)
2021         while (ip<ilimit) {
2022             ip ++;
2023             curr++;
2024             /* check repCode */
2025             if (offBase) {
2026                 const U32 windowLow = ZSTD_getLowestMatchIndex(ms, curr, windowLog);
2027                 const U32 repIndex = (U32)(curr - offset_1);
2028                 const BYTE* const repBase = repIndex < dictLimit ? dictBase : base;
2029                 const BYTE* const repMatch = repBase + repIndex;
2030                 if ( ((U32)((dictLimit-1) - repIndex) >= 3) /* intentional overflow : do not test positions overlapping 2 memory segments  */
2031                    & (offset_1 <= curr - windowLow) ) /* equivalent to `curr > repIndex >= windowLow` */
2032                 if (MEM_read32(ip) == MEM_read32(repMatch)) {
2033                     /* repcode detected */
2034                     const BYTE* const repEnd = repIndex < dictLimit ? dictEnd : iend;
2035                     size_t const repLength = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repEnd, prefixStart) + 4;
2036                     int const gain2 = (int)(repLength * 3);
2037                     int const gain1 = (int)(matchLength*3 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
2038                     if ((repLength >= 4) && (gain2 > gain1))
2039                         matchLength = repLength, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
2040             }   }
2041
2042             /* search match, depth 1 */
2043             {   size_t ofbCandidate = 999999999;
2044                 size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &ofbCandidate, mls, rowLog, searchMethod, ZSTD_extDict);
2045                 int const gain2 = (int)(ml2*4 - ZSTD_highbit32((U32)ofbCandidate));   /* raw approx */
2046                 int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 4);
2047                 if ((ml2 >= 4) && (gain2 > gain1)) {
2048                     matchLength = ml2, offBase = ofbCandidate, start = ip;
2049                     continue;   /* search a better one */
2050             }   }
2051
2052             /* let's find an even better one */
2053             if ((depth==2) && (ip<ilimit)) {
2054                 ip ++;
2055                 curr++;
2056                 /* check repCode */
2057                 if (offBase) {
2058                     const U32 windowLow = ZSTD_getLowestMatchIndex(ms, curr, windowLog);
2059                     const U32 repIndex = (U32)(curr - offset_1);
2060                     const BYTE* const repBase = repIndex < dictLimit ? dictBase : base;
2061                     const BYTE* const repMatch = repBase + repIndex;
2062                     if ( ((U32)((dictLimit-1) - repIndex) >= 3) /* intentional overflow : do not test positions overlapping 2 memory segments  */
2063                        & (offset_1 <= curr - windowLow) ) /* equivalent to `curr > repIndex >= windowLow` */
2064                     if (MEM_read32(ip) == MEM_read32(repMatch)) {
2065                         /* repcode detected */
2066                         const BYTE* const repEnd = repIndex < dictLimit ? dictEnd : iend;
2067                         size_t const repLength = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repEnd, prefixStart) + 4;
2068                         int const gain2 = (int)(repLength * 4);
2069                         int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 1);
2070                         if ((repLength >= 4) && (gain2 > gain1))
2071                             matchLength = repLength, offBase = REPCODE1_TO_OFFBASE, start = ip;
2072                 }   }
2073
2074                 /* search match, depth 2 */
2075                 {   size_t ofbCandidate = 999999999;
2076                     size_t const ml2 = ZSTD_searchMax(ms, ip, iend, &ofbCandidate, mls, rowLog, searchMethod, ZSTD_extDict);
2077                     int const gain2 = (int)(ml2*4 - ZSTD_highbit32((U32)ofbCandidate));   /* raw approx */
2078                     int const gain1 = (int)(matchLength*4 - ZSTD_highbit32((U32)offBase) + 7);
2079                     if ((ml2 >= 4) && (gain2 > gain1)) {
2080                         matchLength = ml2, offBase = ofbCandidate, start = ip;
2081                         continue;
2082             }   }   }
2083             break;  /* nothing found : store previous solution */
2084         }
2085
2086         /* catch up */
2087         if (OFFBASE_IS_OFFSET(offBase)) {
2088             U32 const matchIndex = (U32)((size_t)(start-base) - OFFBASE_TO_OFFSET(offBase));
2089             const BYTE* match = (matchIndex < dictLimit) ? dictBase + matchIndex : base + matchIndex;
2090             const BYTE* const mStart = (matchIndex < dictLimit) ? dictStart : prefixStart;
2091             while ((start>anchor) && (match>mStart) && (start[-1] == match[-1])) { start--; match--; matchLength++; }  /* catch up */
2092             offset_2 = offset_1; offset_1 = (U32)OFFBASE_TO_OFFSET(offBase);
2093         }
2094
2095         /* store sequence */
2096 _storeSequence:
2097         {   size_t const litLength = (size_t)(start - anchor);
2098             ZSTD_storeSeq(seqStore, litLength, anchor, iend, (U32)offBase, matchLength);
2099             anchor = ip = start + matchLength;
2100         }
2101         if (ms->lazySkipping) {
2102             /* We've found a match, disable lazy skipping mode, and refill the hash cache. */
2103             if (searchMethod == search_rowHash) {
2104                 ZSTD_row_fillHashCache(ms, base, rowLog, mls, ms->nextToUpdate, ilimit);
2105             }
2106             ms->lazySkipping = 0;
2107         }
2108
2109         /* check immediate repcode */
2110         while (ip <= ilimit) {
2111             const U32 repCurrent = (U32)(ip-base);
2112             const U32 windowLow = ZSTD_getLowestMatchIndex(ms, repCurrent, windowLog);
2113             const U32 repIndex = repCurrent - offset_2;
2114             const BYTE* const repBase = repIndex < dictLimit ? dictBase : base;
2115             const BYTE* const repMatch = repBase + repIndex;
2116             if ( ((U32)((dictLimit-1) - repIndex) >= 3) /* intentional overflow : do not test positions overlapping 2 memory segments  */
2117                & (offset_2 <= repCurrent - windowLow) ) /* equivalent to `curr > repIndex >= windowLow` */
2118             if (MEM_read32(ip) == MEM_read32(repMatch)) {
2119                 /* repcode detected we should take it */
2120                 const BYTE* const repEnd = repIndex < dictLimit ? dictEnd : iend;
2121                 matchLength = ZSTD_count_2segments(ip+4, repMatch+4, iend, repEnd, prefixStart) + 4;
2122                 offBase = offset_2; offset_2 = offset_1; offset_1 = (U32)offBase;   /* swap offset history */
2123                 ZSTD_storeSeq(seqStore, 0, anchor, iend, REPCODE1_TO_OFFBASE, matchLength);
2124                 ip += matchLength;
2125                 anchor = ip;
2126                 continue;   /* faster when present ... (?) */
2127             }
2128             break;
2129     }   }
2130
2131     /* Save reps for next block */
2132     rep[0] = offset_1;
2133     rep[1] = offset_2;
2134
2135     /* Return the last literals size */
2136     return (size_t)(iend - anchor);
2137 }
2138 #endif /* build exclusions */
2139
2140 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_GREEDY_BLOCK_COMPRESSOR
2141 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_extDict(
2142         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2143         void const* src, size_t srcSize)
2144 {
2145     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 0);
2146 }
2147
2148 size_t ZSTD_compressBlock_greedy_extDict_row(
2149         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2150         void const* src, size_t srcSize)
2151 {
2152     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 0);
2153 }
2154 #endif
2155
2156 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_LAZY_BLOCK_COMPRESSOR
2157 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_extDict(
2158         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2159         void const* src, size_t srcSize)
2160
2161 {
2162     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 1);
2163 }
2164
2165 size_t ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_row(
2166         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2167         void const* src, size_t srcSize)
2168
2169 {
2170     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 1);
2171 }
2172 #endif
2173
2174 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_LAZY2_BLOCK_COMPRESSOR
2175 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_extDict(
2176         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2177         void const* src, size_t srcSize)
2178
2179 {
2180     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_hashChain, 2);
2181 }
2182
2183 size_t ZSTD_compressBlock_lazy2_extDict_row(
2184         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2185         void const* src, size_t srcSize)
2186 {
2187     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_rowHash, 2);
2188 }
2189 #endif
2190
2191 #ifndef ZSTD_EXCLUDE_BTLAZY2_BLOCK_COMPRESSOR
2192 size_t ZSTD_compressBlock_btlazy2_extDict(
2193         ZSTD_matchState_t* ms, seqStore_t* seqStore, U32 rep[ZSTD_REP_NUM],
2194         void const* src, size_t srcSize)
2195
2196 {
2197     return ZSTD_compressBlock_lazy_extDict_generic(ms, seqStore, rep, src, srcSize, search_binaryTree, 2);
2198 }
2199 #endif