]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/zstd/CONTRIBUTING.md
sysctl(9): Fix a few mandoc related issues
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / zstd / CONTRIBUTING.md
1 # Contributing to Zstandard
2 We want to make contributing to this project as easy and transparent as
3 possible.
4
5 ## Our Development Process
6 New versions are being developed in the "dev" branch,
7 or in their own feature branch.
8 When they are deemed ready for a release, they are merged into "master".
9
10 As a consequences, all contributions must stage first through "dev"
11 or their own feature branch.
12
13 ## Pull Requests
14 We actively welcome your pull requests.
15
16 1. Fork the repo and create your branch from `dev`.
17 2. If you've added code that should be tested, add tests.
18 3. If you've changed APIs, update the documentation.
19 4. Ensure the test suite passes.
20 5. Make sure your code lints.
21 6. If you haven't already, complete the Contributor License Agreement ("CLA").
22
23 ## Contributor License Agreement ("CLA")
24 In order to accept your pull request, we need you to submit a CLA. You only need
25 to do this once to work on any of Facebook's open source projects.
26
27 Complete your CLA here: <https://code.facebook.com/cla>
28
29 ## Workflow
30 Zstd uses a branch-based workflow for making changes to the codebase. Typically, zstd
31 will use a new branch per sizable topic. For smaller changes, it is okay to lump multiple
32 related changes into a branch.
33
34 Our contribution process works in three main stages:
35 1. Local development
36     * Update:
37         * Checkout your fork of zstd if you have not already
38         ```
39         git checkout https://github.com/<username>/zstd
40         cd zstd
41         ```
42         * Update your local dev branch
43         ```
44         git pull https://github.com/facebook/zstd dev
45         git push origin dev
46         ```
47     * Topic and development:
48         * Make a new branch on your fork about the topic you're developing for
49         ```
50         # branch names should be consise but sufficiently informative
51         git checkout -b <branch-name>
52         git push origin <branch-name>
53         ```
54         * Make commits and push
55         ```
56         # make some changes =
57         git add -u && git commit -m <message>
58         git push origin <branch-name>
59         ```
60         * Note: run local tests to ensure that your changes didn't break existing functionality
61             * Quick check
62             ```
63             make shortest
64             ```
65             * Longer check
66             ```
67             make test
68             ```
69 2. Code Review and CI tests
70     * Ensure CI tests pass:
71         * Before sharing anything to the community, make sure that all CI tests pass on your local fork.
72         See our section on setting up your CI environment for more information on how to do this.
73         * Ensure that static analysis passes on your development machine. See the Static Analysis section
74         below to see how to do this.
75     * Create a pull request:
76         * When you are ready to share you changes to the community, create a pull request from your branch
77         to facebook:dev. You can do this very easily by clicking 'Create Pull Request' on your fork's home
78         page.
79         * From there, select the branch where you made changes as your source branch and facebook:dev
80         as the destination.
81         * Examine the diff presented between the two branches to make sure there is nothing unexpected.
82     * Write a good pull request description:
83         * While there is no strict template that our contributors follow, we would like them to
84         sufficiently summarize and motivate the changes they are proposing. We recommend all pull requests,
85         at least indirectly, address the following points.
86             * Is this pull request important and why?
87             * Is it addressing an issue? If so, what issue? (provide links for convenience please)
88             * Is this a new feature? If so, why is it useful and/or necessary?
89             * Are there background references and documents that reviewers should be aware of to properly assess this change?
90         * Note: make sure to point out any design and architectural decisions that you made and the rationale behind them.
91         * Note: if you have been working with a specific user and would like them to review your work, make sure you mention them using (@<username>)
92     * Submit the pull request and iterate with feedback.
93 3. Merge and Release
94     * Getting approval:
95         * You will have to iterate on your changes with feedback from other collaborators to reach a point
96         where your pull request can be safely merged.
97         * To avoid too many comments on style and convention, make sure that you have a
98         look at our style section below before creating a pull request.
99         * Eventually, someone from the zstd team will approve your pull request and not long after merge it into
100         the dev branch.
101     * Housekeeping:
102         * Most PRs are linked with one or more Github issues. If this is the case for your PR, make sure
103         the corresponding issue is mentioned. If your change 'fixes' or completely addresses the
104         issue at hand, then please indicate this by requesting that an issue be closed by commenting.
105         * Just because your changes have been merged does not mean the topic or larger issue is complete. Remember
106         that the change must make it to an official zstd release for it to be meaningful. We recommend
107         that contributers track the activity on their pull request and corresponding issue(s) page(s) until
108         their change makes it to the next release of zstd. Users will often discover bugs in your code or
109         suggest ways to refine and improve your initial changes even after the pull request is merged.
110
111 ## Static Analysis
112 Static analysis is a process for examining the correctness or validity of a program without actually
113 executing it. It usually helps us find many simple bugs. Zstd uses clang's `scan-build` tool for
114 static analysis. You can install it by following the instructions for your OS on https://clang-analyzer.llvm.org/scan-build.
115
116 Once installed, you can ensure that our static analysis tests pass on your local development machine
117 by running:
118 ```
119 make staticAnalyze
120 ```
121
122 In general, you can use `scan-build` to static analyze any build script. For example, to static analyze
123 just `contrib/largeNbDicts` and nothing else, you can run:
124
125 ```
126 scan-build make -C contrib/largeNbDicts largeNbDicts
127 ```
128
129 ## Performance
130 Performance is extremely important for zstd and we only merge pull requests whose performance
131 landscape and corresponding trade-offs have been adequately analyzed, reproduced, and presented.
132 This high bar for performance means that every PR which has the potential to
133 impact performance takes a very long time for us to properly review. That being said, we
134 always welcome contributions to improve performance (or worsen performance for the trade-off of
135 something else). Please keep the following in mind before submitting a performance related PR:
136
137 1. Zstd isn't as old as gzip but it has been around for time now and its evolution is
138 very well documented via past Github issues and pull requests. It may be the case that your
139 particular performance optimization has already been considered in the past. Please take some
140 time to search through old issues and pull requests using keywords specific to your
141 would-be PR. Of course, just because a topic has already been discussed (and perhaps rejected
142 on some grounds) in the past, doesn't mean it isn't worth bringing up again. But even in that case,
143 it will be helpful for you to have context from that topic's history before contributing.
144 2. The distinction between noise and actual performance gains can unfortunately be very subtle
145 especially when microbenchmarking extremely small wins or losses. The only remedy to getting
146 something subtle merged is extensive benchmarking. You will be doing us a great favor if you
147 take the time to run extensive, long-duration, and potentially cross-(os, platform, process, etc)
148 benchmarks on your end before submitting a PR. Of course, you will not be able to benchmark
149 your changes on every single processor and os out there (and neither will we) but do that best
150 you can:) We've adding some things to think about when benchmarking below in the Benchmarking
151 Performance section which might be helpful for you.
152 3. Optimizing performance for a certain OS, processor vendor, compiler, or network system is a perfectly
153 legitimate thing to do as long as it does not harm the overall performance health of Zstd.
154 This is a hard balance to strike but please keep in mind other aspects of Zstd when
155 submitting changes that are clang-specific, windows-specific, etc.
156
157 ## Benchmarking Performance
158 Performance microbenchmarking is a tricky subject but also essential for Zstd. We value empirical
159 testing over theoretical speculation. This guide it not perfect but for most scenarios, it
160 is a good place to start.
161
162 ### Stability
163 Unfortunately, the most important aspect in being able to benchmark reliably is to have a stable
164 benchmarking machine. A virtual machine, a machine with shared resources, or your laptop
165 will typically not be stable enough to obtain reliable benchmark results. If you can get your
166 hands on a desktop, this is usually a better scenario.
167
168 Of course, benchmarking can be done on non-hyper-stable machines as well. You will just have to
169 do a little more work to ensure that you are in fact measuring the changes you've made not and
170 noise. Here are some things you can do to make your benchmarks more stable:
171
172 1. The most simple thing you can do to drastically improve the stability of your benchmark is
173 to run it multiple times and then aggregate the results of those runs. As a general rule of
174 thumb, the smaller the change you are trying to measure, the more samples of benchmark runs
175 you will have to aggregate over to get reliable results. Here are some additional things to keep in
176 mind when running multiple trials:
177     * How you aggregate your samples are important. You might be tempted to use the mean of your
178     results. While this is certainly going to be a more stable number than a raw single sample
179     benchmark number, you might have more luck by taking the median. The mean is not robust to
180     outliers whereas the median is. Better still, you could simply take the fastest speed your
181     benchmark achieved on each run since that is likely the fastest your process will be
182     capable of running your code. In our experience, this (aggregating by just taking the sample
183     with the fastest running time) has been the most stable approach.
184     * The more samples you have, the more stable your benchmarks should be. You can verify
185     your improved stability by looking at the size of your confidence intervals as you
186     increase your sample count. These should get smaller and smaller. Eventually hopefully
187     smaller than the performance win you are expecting.
188     * Most processors will take some time to get `hot` when running anything. The observations
189     you collect during that time period will very different from the true performance number. Having
190     a very large number of sample will help alleviate this problem slightly but you can also
191     address is directly by simply not including the first `n` iterations of your benchmark in
192     your aggregations. You can determine `n` by simply looking at the results from each iteration
193     and then hand picking a good threshold after which the variance in results seems to stabilize.
194 2. You cannot really get reliable benchmarks if your host machine is simultaneously running
195 another cpu/memory-intensive application in the background. If you are running benchmarks on your
196 personal laptop for instance, you should close all applications (including your code editor and
197 browser) before running your benchmarks. You might also have invisible background applications
198 running. You can see what these are by looking at either Activity Monitor on Mac or Task Manager
199 on Windows. You will get more stable benchmark results of you end those processes as well.
200     * If you have multiple cores, you can even run your benchmark on a reserved core to prevent
201     pollution from other OS and user processes. There are a number of ways to do this depending
202     on your OS:
203         * On linux boxes, you have use https://github.com/lpechacek/cpuset.
204         * On Windows, you can "Set Processor Affinity" using https://www.thewindowsclub.com/processor-affinity-windows
205         * On Mac, you can try to use their dedicated affinity API https://developer.apple.com/library/archive/releasenotes/Performance/RN-AffinityAPI/#//apple_ref/doc/uid/TP40006635-CH1-DontLinkElementID_2
206 3. To benchmark, you will likely end up writing a separate c/c++ program that will link libzstd.
207 Dynamically linking your library will introduce some added variation (not a large amount but
208 definitely some). Statically linking libzstd will be more stable. Static libraries should
209 be enabled by default when building zstd.
210 4. Use a profiler with a good high resolution timer. See the section below on profiling for
211 details on this.
212 5. Disable frequency scaling, turbo boost and address space randomization (this will vary by OS)
213 6. Try to avoid storage. On some systems you can use tmpfs. Putting the program, inputs and outputs on
214 tmpfs avoids touching a real storage system, which can have a pretty big variability.
215
216 Also check our LLVM's guide on benchmarking here: https://llvm.org/docs/Benchmarking.html
217
218 ### Zstd benchmark
219 The fastest signal you can get regarding your performance changes is via the in-build zstd cli
220 bench option. You can run Zstd as you typically would for your scenario using some set of options
221 and then additionally also specify the `-b#` option. Doing this will run our benchmarking pipeline
222 for that options you have just provided. If you want to look at the internals of how this
223 benchmarking script works, you can check out programs/benchzstd.c
224
225 For example: say you have made a change that you believe improves the speed of zstd level 1. The
226 very first thing you should use to asses whether you actually achieved any sort of improvement
227 is `zstd -b`. You might try to do something like this. Note: you can use the `-i` option to
228 specify a running time for your benchmark in seconds (default is 3 seconds).
229 Usually, the longer the running time, the more stable your results will be.
230
231 ```
232 $ git checkout <commit-before-your-change>
233 $ make && cp zstd zstd-old
234 $ git checkout <commit-after-your-change>
235 $ make && cp zstd zstd-new
236 $ zstd-old -i5 -b1 <your-test-data>
237  1<your-test-data>         :      8990 ->      3992 (2.252), 302.6 MB/s , 626.4 MB/s
238 $ zstd-new -i5 -b1 <your-test-data>
239  1<your-test-data>         :      8990 ->      3992 (2.252), 302.8 MB/s , 628.4 MB/s
240 ```
241
242 Unless your performance win is large enough to be visible despite the intrinsic noise
243 on your computer, benchzstd alone will likely not be enough to validate the impact of your
244 changes. For example, the results of the example above indicate that effectively nothing
245 changed but there could be a small <3% improvement that the noise on the host machine
246 obscured. So unless you see a large performance win (10-15% consistently) using just
247 this method of evaluation will not be sufficient.
248
249 ### Profiling
250 There are a number of great profilers out there. We're going to briefly mention how you can
251 profile your code using `instruments` on mac, `perf` on linux and `visual studio profiler`
252 on windows.
253
254 Say you have an idea for a change that you think will provide some good performance gains
255 for level 1 compression on Zstd. Typically this means, you have identified a section of
256 code that you think can be made to run faster.
257
258 The first thing you will want to do is make sure that the piece of code is actually taking up
259 a notable amount of time to run. It is usually not worth optimzing something which accounts for less than
260 0.0001% of the total running time. Luckily, there are tools to help with this.
261 Profilers will let you see how much time your code spends inside a particular function.
262 If your target code snippit is only part of a function, it might be worth trying to
263 isolate that snippit by moving it to its own function (this is usually not necessary but
264 might be).
265
266 Most profilers (including the profilers dicusssed below) will generate a call graph of
267 functions for you. Your goal will be to find your function of interest in this call grapch
268 and then inspect the time spent inside of it. You might also want to to look at the
269 annotated assembly which most profilers will provide you with.
270
271 #### Instruments
272 We will once again consider the scenario where you think you've identified a piece of code
273 whose performance can be improved upon. Follow these steps to profile your code using
274 Instruments.
275
276 1. Open Instruments
277 2. Select `Time Profiler` from the list of standard templates
278 3. Close all other applications except for your instruments window and your terminal
279 4. Run your benchmarking script from your terminal window
280     * You will want a benchmark that runs for at least a few seconds (5 seconds will
281     usually be long enough). This way the profiler will have something to work with
282     and you will have ample time to attach your profiler to this process:)
283     * I will just use benchzstd as my bencharmking script for this example:
284 ```
285 $ zstd -b1 -i5 <my-data> # this will run for 5 seconds
286 ```
287 5. Once you run your benchmarking script, switch back over to instruments and attach your
288 process to the time profiler. You can do this by:
289     * Clicking on the `All Processes` drop down in the top left of the toolbar.
290     * Selecting your process from the dropdown. In my case, it is just going to be labled
291     `zstd`
292     * Hitting the bright red record circle button on the top left of the toolbar
293 6. You profiler will now start collecting metrics from your bencharking script. Once
294 you think you have collected enough samples (usually this is the case after 3 seconds of
295 recording), stop your profiler.
296 7. Make sure that in toolbar of the bottom window, `profile` is selected.
297 8. You should be able to see your call graph.
298     * If you don't see the call graph or an incomplete call graph, make sure you have compiled
299     zstd and your benchmarking scripg using debug flags. On mac and linux, this just means
300     you will have to supply the `-g` flag alone with your build script. You might also
301     have to provide the `-fno-omit-frame-pointer` flag
302 9. Dig down the graph to find your function call and then inspect it by double clicking
303 the list item. You will be able to see the annotated source code and the assembly side by
304 side.
305
306 #### Perf
307
308 This wiki has a pretty detailed tutorial on getting started working with perf so we'll
309 leave you to check that out of you're getting started:
310
311 https://perf.wiki.kernel.org/index.php/Tutorial
312
313 Some general notes on perf:
314 * Use `perf stat -r # <bench-program>` to quickly get some relevant timing and
315 counter statistics. Perf uses a high resolution timer and this is likely one
316 of the first things your team will run when assessing your PR.
317 * Perf has a long list of hardware counters that can be viewed with `perf --list`.
318 When measuring optimizations, something worth trying is to make sure the handware
319 counters you expect to be impacted by your change are in fact being so. For example,
320 if you expect the L1 cache misses to decrease with your change, you can look at the
321 counter `L1-dcache-load-misses`
322 * Perf hardware counters will not work on a virtual machine.
323
324 #### Visual Studio
325
326 TODO
327
328
329 ## Setting up continuous integration (CI) on your fork
330 Zstd uses a number of different continuous integration (CI) tools to ensure that new changes
331 are well tested before they make it to an official release. Specifically, we use the platforms
332 travis-ci, circle-ci, and appveyor.
333
334 Changes cannot be merged into the main dev branch unless they pass all of our CI tests.
335 The easiest way to run these CI tests on your own before submitting a PR to our dev branch
336 is to configure your personal fork of zstd with each of the CI platforms. Below, you'll find
337 instructions for doing this.
338
339 ### travis-ci
340 Follow these steps to link travis-ci with your github fork of zstd
341
342 1. Make sure you are logged into your github account
343 2. Go to https://travis-ci.org/
344 3. Click 'Sign in with Github' on the top right
345 4. Click 'Authorize travis-ci'
346 5. Click 'Activate all repositories using Github Apps'
347 6. Select 'Only select repositories' and select your fork of zstd from the drop down
348 7. Click 'Approve and Install'
349 8. Click 'Sign in with Github' again. This time, it will be for travis-pro (which will let you view your tests on the web dashboard)
350 9. Click 'Authorize travis-pro'
351 10. You should have travis set up on your fork now.
352
353 ### circle-ci
354 TODO
355
356 ### appveyor
357 Follow these steps to link circle-ci with your girhub fork of zstd
358
359 1. Make sure you are logged into your github account
360 2. Go to https://www.appveyor.com/
361 3. Click 'Sign in' on the top right
362 4. Select 'Github' on the left panel
363 5. Click 'Authorize appveyor'
364 6. You might be asked to select which repositories you want to give appveyor permission to. Select your fork of zstd if you're prompted
365 7. You should have appveyor set up on your fork now.
366
367 ### General notes on CI
368 CI tests run every time a pull request (PR) is created or updated. The exact tests
369 that get run will depend on the destination branch you specify. Some tests take
370 longer to run than others. Currently, our CI is set up to run a short
371 series of tests when creating a PR to the dev branch and a longer series of tests
372 when creating a PR to the master branch. You can look in the configuration files
373 of the respective CI platform for more information on what gets run when.
374
375 Most people will just want to create a PR with the destination set to their local dev
376 branch of zstd. You can then find the status of the tests on the PR's page. You can also
377 re-run tests and cancel running tests from the PR page or from the respective CI's dashboard.
378
379 ## Issues
380 We use GitHub issues to track public bugs. Please ensure your description is
381 clear and has sufficient instructions to be able to reproduce the issue.
382
383 Facebook has a [bounty program](https://www.facebook.com/whitehat/) for the safe
384 disclosure of security bugs. In those cases, please go through the process
385 outlined on that page and do not file a public issue.
386
387 ## Coding Style
388 * 4 spaces for indentation rather than tabs
389
390 ## License
391 By contributing to Zstandard, you agree that your contributions will be licensed
392 under both the [LICENSE](LICENSE) file and the [COPYING](COPYING) file in the root directory of this source tree.