Quelle  system.c

/*-------------------------------------------------------------------------
 *
 * system.c
 *   support routines for SYSTEM tablesample method
 *
 * To ensure repeatability of samples, it is necessary that selection of a
 * given tuple be history-independent; otherwise syncscanning would break
 * repeatability, to say nothing of logically-irrelevant maintenance such
 * as physical extension or shortening of the relation.
 *
 * To achieve that, we proceed by hashing each candidate block number together
 * with the active seed, and then selecting it if the hash is less than the
 * cutoff value computed from the selection probability by BeginSampleScan.
 *
 *
 * Portions Copyright (c) 1996-2025, PostgreSQL Global Development Group
 * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
 *
 * IDENTIFICATION
 *   src/backend/access/tablesample/system.c
 *
 *-------------------------------------------------------------------------
 */

#include "postgres.h"

#include <math.h>

#include "access/tsmapi.h"
#include "catalog/pg_type.h"
#include "common/hashfn.h"
#include "optimizer/optimizer.h"
#include "utils/fmgrprotos.h"


/* Private state */
typedef struct
{
 uint64  cutoff;   /* select blocks with hash less than this */
 uint32  seed;   /* random seed */
 BlockNumber nextblock;  /* next block to consider sampling */
 OffsetNumber lt;   /* last tuple returned from current block */
} SystemSamplerData;


static void system_samplescangetsamplesize(PlannerInfo *root,
             RelOptInfo *baserel,
             List *paramexprs,
             BlockNumber *pages,
             double *tuples);
static void system_initsamplescan(SampleScanState *node,
          int eflags);
static void system_beginsamplescan(SampleScanState *node,
           Datum *params,
           int nparams,
           uint32 seed);
static BlockNumber system_nextsampleblock(SampleScanState *node, BlockNumber nblocks);
static OffsetNumber system_nextsampletuple(SampleScanState *node,
             BlockNumber blockno,
             OffsetNumber maxoffset);


/*
 * Create a TsmRoutine descriptor for the SYSTEM method.
 */
Datum
tsm_system_handler(PG_FUNCTION_ARGS)
{
 TsmRoutine *tsm = makeNode(TsmRoutine);

 tsm->parameterTypes = list_make1_oid(FLOAT4OID);
 tsm->repeatable_across_queries = true;
 tsm->repeatable_across_scans = true;
 tsm->SampleScanGetSampleSize = system_samplescangetsamplesize;
 tsm->InitSampleScan = system_initsamplescan;
 tsm->BeginSampleScan = system_beginsamplescan;
 tsm->NextSampleBlock = system_nextsampleblock;
 tsm->NextSampleTuple = system_nextsampletuple;
 tsm->EndSampleScan = NULL;

 PG_RETURN_POINTER(tsm);
}

/*
 * Sample size estimation.
 */
static void
system_samplescangetsamplesize(PlannerInfo *root,
          RelOptInfo *baserel,
          List *paramexprs,
          BlockNumber *pages,
          double *tuples)
{
 Node    *pctnode;
 float4  samplefract;

 /* Try to extract an estimate for the sample percentage */
 pctnode = (Node *) linitial(paramexprs);
 pctnode = estimate_expression_value(root, pctnode);

 if (IsA(pctnode, Const) &&
  !((Const *) pctnode)->constisnull)
 {
  samplefract = DatumGetFloat4(((Const *) pctnode)->constvalue);
  if (samplefract >= 0 && samplefract <= 100 && !isnan(samplefract))
   samplefract /= 100.0f;
  else
  {
   /* Default samplefract if the value is bogus */
   samplefract = 0.1f;
  }
 }
 else
 {
  /* Default samplefract if we didn't obtain a non-null Const */
  samplefract = 0.1f;
 }

 /* We'll visit a sample of the pages ... */
 *pages = clamp_row_est(baserel->pages * samplefract);

 /* ... and hopefully get a representative number of tuples from them */
 *tuples = clamp_row_est(baserel->tuples * samplefract);
}

/*
 * Initialize during executor setup.
 */
static void
system_initsamplescan(SampleScanState *node, int eflags)
{
 node->tsm_state = palloc0(sizeof(SystemSamplerData));
}

/*
 * Examine parameters and prepare for a sample scan.
 */
static void
system_beginsamplescan(SampleScanState *node,
        Datum *params,
        int nparams,
        uint32 seed)
{
 SystemSamplerData *sampler = (SystemSamplerData *) node->tsm_state;
 double  percent = DatumGetFloat4(params[0]);
 double  dcutoff;

 if (percent < 0 || percent > 100 || isnan(percent))
  ereport(ERROR,
    (errcode(ERRCODE_INVALID_TABLESAMPLE_ARGUMENT),
     errmsg("sample percentage must be between 0 and 100")));

 /*
  * The cutoff is sample probability times (PG_UINT32_MAX + 1); we have to
  * store that as a uint64, of course.  Note that this gives strictly
  * correct behavior at the limits of zero or one probability.
 */
 dcutoff = rint(((double) PG_UINT32_MAX + 1) * percent / 100);
 sampler->cutoff = (uint64) dcutoff;
 sampler->seed = seed;
 sampler->nextblock = 0;
 sampler->lt = InvalidOffsetNumber;

 /*
  * Bulkread buffer access strategy probably makes sense unless we're
  * scanning a very small fraction of the table.  The 1% cutoff here is a
  * guess.  We should use pagemode visibility checking, since we scan all
  * tuples on each selected page.
 */
 node->use_bulkread = (percent >= 1);
 node->use_pagemode = true;
}

/*
 * Select next block to sample.
 */
static BlockNumber
system_nextsampleblock(SampleScanState *node, BlockNumber nblocks)
{
 SystemSamplerData *sampler = (SystemSamplerData *) node->tsm_state;
 BlockNumber nextblock = sampler->nextblock;
 uint32  hashinput[2];

 /*
  * We compute the hash by applying hash_any to an array of 2 uint32's
  * containing the block number and seed.  This is efficient to set up, and
  * with the current implementation of hash_any, it gives
  * machine-independent results, which is a nice property for regression
  * testing.
  *
  * These words in the hash input are the same throughout the block:
 */
 hashinput[1] = sampler->seed;

 /*
  * Loop over block numbers until finding suitable block or reaching end of
  * relation.
 */
 for (; nextblock < nblocks; nextblock++)
 {
  uint32  hash;

  hashinput[0] = nextblock;

  hash = DatumGetUInt32(hash_any((const unsigned char *) hashinput,
            (int) sizeof(hashinput)));
  if (hash < sampler->cutoff)
   break;
 }

 if (nextblock < nblocks)
 {
  /* Found a suitable block; remember where we should start next time */
  sampler->nextblock = nextblock + 1;
  return nextblock;
 }

 /* Done, but let's reset nextblock to 0 for safety. */
 sampler->nextblock = 0;
 return InvalidBlockNumber;
}

/*
 * Select next sampled tuple in current block.
 *
 * In block sampling, we just want to sample all the tuples in each selected
 * block.
 *
 * It is OK here to return an offset without knowing if the tuple is visible
 * (or even exists); nodeSamplescan.c will deal with that.
 *
 * When we reach end of the block, return InvalidOffsetNumber which tells
 * SampleScan to go to next block.
 */
static OffsetNumber
system_nextsampletuple(SampleScanState *node,
        BlockNumber blockno,
        OffsetNumber maxoffset)
{
 SystemSamplerData *sampler = (SystemSamplerData *) node->tsm_state;
 OffsetNumber tupoffset = sampler->lt;

 /* Advance to next possible offset on page */
 if (tupoffset == InvalidOffsetNumber)
  tupoffset = FirstOffsetNumber;
 else
  tupoffset++;

 /* Done? */
 if (tupoffset > maxoffset)
  tupoffset = InvalidOffsetNumber;

 sampler->lt = tupoffset;

 return tupoffset;
}