Files
HomeAgent/csrc/test/test_ha_codec.c
JianFeeeee 7799ca4559 perf(c-core): 完全 C 化 + 消灭初版的 malloc/拷贝开销(C 从「更慢」变「明显更快」)
上一提交的基准结论是错的:"C 比 Go 慢" 不成立 —— 那是我把自己的
malloc/拷贝开销误当成了 cgo 的固有成本。本提交先拆解成本、再逐项消灭。

## 成本拆解(同机、百万次 benchtime)

| 场景 | ns/op |
|---|---:|
| cgo 边界(零拷贝传指针 + 空函数体)| 31.9  ← cgo 真实固有成本 |
| + 一次 C.CString + C 侧 strlen | 105-111(多出 ~75ns)|
| 初版 ModelContextWindow(另加 lower_dup malloc + 16×strstr)| 175 |

即 82% 开销是自找的。而初版还违反了自己写在设计文档 §四 的原则第 1 条
「C 接口只吃 const char* + 长度」——它没传长度,让 C 侧 strlen 再扫一遍。

## 逐项修复

1. C.CString(malloc+整串拷贝)→ unsafe.StringData 传指针+长度,零拷贝
2. C 侧 strlen 再扫一遍 → 长度由调用方传入,不扫
3. truncate 的 malloc 输出缓冲 + GoStringN 拷回 → C 只返回**字节数**
   (结果必然是输入前缀),Go 侧 s[:n] 完成切片,全程零分配
4. lower_dup 每次 malloc 模型名 → 栈缓冲折叠,超长走零分配回退
5. 逐字节 utf8_next 函数调用 → 字级(8 字节)ASCII 检测
6. truncate 扫完整串才判断 → 数满 keep 个 rune 立即返回(提前短路)
7. 纯 Go 侧 len([]rune(s))/[]rune(s)(1KB 分配 4KB)→
   utf8.RuneCountInString / DecodeRuneInString 游走,零分配

## 结果

| 基准 | 初版 C | 优化后 C | 纯 Go | 提升 |
|---|---:|---:|---:|---:|
| ModelContextWindow | 175 | 76.5 | 46.8 | 2.3× |
| EstimateTokens / 1KB ASCII | 2318 | 80.8 | 326 | 28.7× |
| TruncateByTokens / 1KB ASCII | 2594 | 71.7 | 411 | 36× |
| TruncateByTokens / 1KB 中文 | 3923 | 70.1 | 3097 | 56× |

## 完全 C 化(jianf 裁定)

撤掉我一度加的「短串 <32B 走回 Go」按长度分派:那会同时存在两份语义
可能分叉的实现。C 是唯一实现。

代价如实记录:EstimateTokens("qq") 这类极短串上 C 约 47ns(几乎全是
31ns 边界成本)vs 纯 Go 约 3ns,慢约一个数量级;绝对值纳秒级
(0.000047ms),单次请求尺度可忽略。若某循环对极短串高频调用,
正确应对是**把该循环 C 化(批量传一次)**,而不是按长度分派回 Go。

## 顺带补的正确性缺口(初版是真错的)

初版 C 的 UTF-8 解码只按首字节推断长度、**不校验后续字节**,
因此对畸形序列会与 Go 分叉:例 "\xE4\x41\x41",Go 判 3 rune,
初版判 1 rune ⇒ rune 计数偏差 ⇒ token 预算与截断点偏移。
这类偏差**只影响计数、不会崩**,不测发现不了。

现在 C 侧做与 utf8.DecodeRuneInString 等价的完整校验(含过长编码、
代理对、超 U+10FFFF、截断序列),语义边界逐条注释。
代价:中文密集输入比初版慢(1467 vs 840)—— 这是刻意的正确性代价,
且仍比纯 Go 快 2×。

新增测试:
- TestGolden_InvalidUTF8:3000 组**任意字节**(含畸形序列)对拍,
  覆盖初版会分叉的输入类别
- TestGolden_TruncateAlwaysPrefix:截断结果必为原串前缀且不超长
- C 契约测试从 21 项扩到 40 项(含非 NUL 结尾、超长名、畸形 UTF-8)

## 包现在要求 cgo 才能编译

删除 codec_nocgo.go:CGO_ENABLED=0 下整包构建失败(错误直指缺失符号)。
不保留回退的理由:只验证过一条路,就不该存在第二条。
实测这不影响任何构建 —— go list -deps 证明只有 cmd/homed 依赖本包,
而 waiter/initconfig/memgc/mock-server 均不依赖(逐个验过),
且 homed 本就强制 cgo(sqlite3 + gojieba)。仓库无 CI。

Makefile 把「不许有第二条路」变成可执行断言:check-codec-cgo-only
(断言 cgo 下全绿 **且** CGO_ENABLED=0 下必须失败)。

## 验证

- C 契约测试 40/40(gcc -Wall -Wextra 零警告)
- 黄金对照 6 个测试全绿(含 2000 组随机 + 3000 组畸形字节对拍)
- 变异测试:改 C 侧返回值后 go test 立即 FAIL(确认真的走 C)
- make check-codec-cgo-only 两项断言通过
- go vet ./... 干净;全量 go test -count=1 ./... → 38 ok / 0 FAIL

## 已知既有 flaky(与本改动无关,单独记录)

internal/plugins 在全量并发下偶发一次 SIGSEGV,栈在
internal/plugin/proc/{unified.go:234,arena.go:197}(arena 的 getU32)。
该两文件最后修改于 09-10,本提交 0 处触及;随后连跑 5 次单包 +
2 次全量均通过。初步判断是 arena/shared-region 的既有竞态,需单独排查。
2026-09-25 15:40:20 +08:00

212 lines
8.6 KiB
C
Raw Blame History

This file contains ambiguous Unicode characters

This file contains Unicode characters that might be confused with other characters. If you think that this is intentional, you can safely ignore this warning. Use the Escape button to reveal them.

/*
* test_ha_codec.c — ha_codec C 侧契约测试
*
* 编译运行(无 cmake 亦可):
* gcc -std=c99 -I../include ../src/ha_codec.c test_ha_codec.c -o test_ha_codec && ./test_ha_codec
*
* 这一层钉死 C 实现的语义;与 Go 的逐值一致由黄金对照测试负责(双保险)。
*
* ★ 注意签名已改为「指针 + 长度」(见 ha_codec.h):不再依赖 NUL 结尾,
* 截断返回字节数而非字符串。测试相应用 LIT()/LEN 辅助宏。
*/
#include "ha_codec.h"
#include <stdio.h>
#include <string.h>
static int g_fail = 0;
static int g_pass = 0;
/* 字面量 → (指针, 长度):避免每处手写 sizeof-1。 */
#define LIT(s) (s), (sizeof(s) - 1)
static void check_int(const char *what, int got, int want) {
if (got != want) {
printf(" [FAIL] %s: got %d, want %d\n", what, got, want);
g_fail++;
} else {
g_pass++;
}
}
/* 断言「截断得到的字节数」确实是原文前缀,且正好是期望的字节长度。 */
static void check_trunc_prefix(const char *what, const char *text, size_t len,
int max_tokens, size_t want_bytes) {
size_t got = ha_codec_truncate_by_tokens(text, len, max_tokens);
if (got != want_bytes) {
printf(" [FAIL] %s: got %zu bytes, want %zu\n", what, got, want_bytes);
g_fail++;
return;
}
if (got > len) {
printf(" [FAIL] %s: 返回值 %zu 超出输入长度 %zu\n", what, got, len);
g_fail++;
return;
}
g_pass++;
}
/* 字节级断言:截断结果的字节内容必须与期望字符串逐字节相等。 */
static void check_trunc_bytes(const char *what, const char *text, size_t len,
int max_tokens, const char *want) {
size_t got = ha_codec_truncate_by_tokens(text, len, max_tokens);
size_t want_len = strlen(want);
if (got != want_len) {
printf(" [FAIL] %s: got %zu bytes, want %zu\n", what, got, want_len);
g_fail++;
return;
}
if (got > 0 && memcmp(text, want, got) != 0) {
printf(" [FAIL] %s: 字节内容不匹配\n", what);
g_fail++;
return;
}
g_pass++;
}
static void test_context_window(void) {
printf("model_context_window:\n");
check_int("deepseek-v4.1-flash",
ha_codec_model_context_window(LIT("deepseek/deepseek-v4.1-flash")), 1048576);
check_int("deepseek-v4-flash",
ha_codec_model_context_window(LIT("deepseek-v4-flash")), 1048576);
check_int("deepseek-chat",
ha_codec_model_context_window(LIT("deepseek-chat")), 65536);
check_int("claude-opus-5",
ha_codec_model_context_window(LIT("claude-opus-5")), 100000);
check_int("gpt-4-turbo",
ha_codec_model_context_window(LIT("gpt-4-turbo")), 128000);
check_int("llama-3-70b",
ha_codec_model_context_window(LIT("llama-3-70b")), 8192);
check_int("AUTO (unknown)",
ha_codec_model_context_window(LIT("AUTO")), HA_CODEC_CONTEXT_WINDOW_UNKNOWN);
check_int("NULL (unknown)",
ha_codec_model_context_window(NULL, 0), HA_CODEC_CONTEXT_WINDOW_UNKNOWN);
check_int("zero len (unknown)",
ha_codec_model_context_window("abc", 0), HA_CODEC_CONTEXT_WINDOW_UNKNOWN);
check_int("case-insensitive",
ha_codec_model_context_window(LIT("QWEN-MAX")), 131072);
check_int("moonshot",
ha_codec_model_context_window(LIT("moonshot-v1-128k")), 131072);
/* 分支顺序:gpt-4-turbo 必须先于裸 gpt-4 命中 */
check_int("gpt-4-mini (branch order)",
ha_codec_model_context_window(LIT("gpt-4-mini")), 128000);
check_int("gpt-4 (bare)",
ha_codec_model_context_window(LIT("gpt-4")), 8192);
/* claude-3 必须先于裸 claude */
check_int("claude-3-opus (branch order)",
ha_codec_model_context_window(LIT("claude-3-opus")), 200000);
/* 中文子串:非 ASCII 字节不受折叠影响 */
check_int("零一万物",
ha_codec_model_context_window(LIT("\xe9\x9b\xb6\xe4\xb8\x80\xe4\xb8\x87\xe7\x89\xa9")), 200000);
/* 非 NUL 结尾:把模型名放在大缓冲中间,只传前 N 字节。
* 这是新签名的关键能力(旧签名会读到后续垃圾)。 */
{
char buf[64];
memset(buf, 'Z', sizeof(buf));
memcpy(buf, "qwen-max", 8);
check_int("no NUL terminator (prefix only)",
ha_codec_model_context_window(buf, 8), 131072);
}
/* 超长模型名(超过栈缓冲)必须仍零分配地正确匹配。 */
{
static char big[512];
memset(big, 'a', sizeof(big));
memcpy(big + 400, "gpt-4-turbo", 11);
check_int("oversize model name (heap-free fallback)",
ha_codec_model_context_window(big, sizeof(big)), 128000);
}
}
static void test_estimate_tokens(void) {
printf("estimate_tokens:\n");
check_int("empty", ha_codec_estimate_tokens(LIT("")), 0);
check_int("NULL", ha_codec_estimate_tokens(NULL, 0), 0);
check_int("zero len", ha_codec_estimate_tokens("abc", 0), 0);
/* "abc" = 3 rune * 2 = 6 */
check_int("ascii abc", ha_codec_estimate_tokens(LIT("abc")), 6);
/* "你好" = 2 rune * 2 = 4(不是字节数 6) */
check_int("chinese 2 chars", ha_codec_estimate_tokens(LIT("你好")), 4);
/* 混合 "a你" = 2 rune * 2 = 4 */
check_int("mixed", ha_codec_estimate_tokens(LIT("a你")), 4);
/* 4 字节 emoji:1 rune * 2 = 2 */
check_int("emoji", ha_codec_estimate_tokens(LIT("\xF0\x9F\x98\x80")), 2);
/* ASCII 快路径跨界:长度正好落在批量块边界附近,计数必须精确。 */
{
static char buf[300];
memset(buf, 'x', sizeof(buf));
check_int("ascii 300 bytes (chunk boundaries)",
ha_codec_estimate_tokens(buf, sizeof(buf)), 600);
}
/* 非 NUL 结尾:只计前 N 字节(后面是垃圾)。 */
{
char buf[16];
memcpy(buf, "abc", 3);
memset(buf + 3, 'x', sizeof(buf) - 3);
check_int("no NUL terminator (prefix only)",
ha_codec_estimate_tokens(buf, 3), 6);
}
/* 截断的多字节序列:Go 对无效序列按每字节 1 rune 计,C 必须一致。 */
check_int("truncated 3-byte seq (invalid)",
ha_codec_estimate_tokens("\xE4\xBD", 2), 4); /* 2 rune → 4 */
}
static void test_truncate(void) {
printf("truncate_by_tokens:\n");
/* max_tokens<=0 → 0 字节 */
check_trunc_prefix("max_tokens=0", LIT("hello"), 0, 0);
/* 未超限 → 全长 */
check_trunc_prefix("no truncation", LIT("abc"), 100, 3);
/* "abcdefghij" = 10 rune → 20 tokens;max=8 → keep=4 → "abcd" */
check_trunc_prefix("keep 4", LIT("abcdefghij"), 8, 4);
/* 中文按 rune 截断,不切碎 UTF-8:"你好世界" 4 rune,max=4 → keep=2 → "你好"(6B) */
check_trunc_prefix("chinese keep 2", LIT("你好世界"), 4, 6);
/* 恰好等于预算:不截断 */
check_trunc_prefix("exact budget", LIT("abc"), 6, 3);
/* 差一:截断。3 rune=6 tokens,max=5 → keep=2 → "ab" */
check_trunc_prefix("just under budget", LIT("abc"), 5, 2);
/* 长 ASCII 跨批量块边界,keep 落在块内(提前短路路径)。 */
{
static char buf[200];
memset(buf, 'k', sizeof(buf));
check_trunc_prefix("long ascii, keep inside chunk", buf, sizeof(buf), 128, 64);
}
/* 非 NUL 结尾:max 足够大 → 返回传入长度(而非 strlen 结果)。 */
{
char buf[16];
memcpy(buf, "abcd", 4);
memset(buf + 4, 'x', sizeof(buf) - 4);
check_trunc_prefix("no NUL terminator, full length", buf, 4, 100, 4);
}
/* 单字节 rune 边界:ASCII 与多字节混合,确保不切在字符中间。
* "a你b好c" = 5 rune = 10 tokens;max=6 → keep=3 → "a你b" = 1+3+1 = 5 字节 */
check_trunc_prefix("mixed keep 3", LIT("a你b好c"), 6, 5);
/* max=4 → keep=2 → "a你" = 1+3 = 4 字节(正好切在字符边界上)*/
check_trunc_prefix("mixed keep 2 (byte boundary)", LIT("a你b好c"), 4, 4);
/* 字节内容级校验:结果必须是原串的**逐字节前缀**,不能切碎 UTF-8。 */
check_trunc_bytes("content zh keep 2", "你好世界", sizeof("你好世界") - 1, 4, "你好");
check_trunc_bytes("content ascii keep 4", "abcdefghij", 10, 8, "abcd");
check_trunc_bytes("content no truncation", "abc", 3, 100, "abc");
}
int main(void) {
printf("=== ha_codec 契约测试 ===\n\n");
test_context_window();
test_estimate_tokens();
test_truncate();
printf("\n=== 结果: %d passed, %d failed ===\n", g_pass, g_fail);
return g_fail == 0 ? 0 : 1;
}