doc/libsolv.txt

   1 LIBSOLV(3)
   2 ==========
   3 :man manual: LIBSOLV
   4 :man source: libsolv
   5
   6 NAME
   7 ----
   8 libsolv - package dependency solver library using a satisfiability algorithm
   9
  10 HISTORY
  11 -------
  12 This project was started in May 2007 when the zypp folks decided to switch
  13 to a database to speed up installation. As I am not a big fan of databases,
  14 I (mls) wondered if there would be really some merit of using one for solving,
  15 as package dependencies of all packages have to be read in anyway.
  16
  17 Back in 2002, I researched that using a dictionary approach for storing
  18 dependencies can reduce the packages file to 1/3 of its size. Extending
  19 this idea a bit more, I decided to store all strings and relations
  20 as unique 32-bit numbers. This has three big advantages:
  21
  22 - because of the unification, testing whether two strings are equal is the
  23   same as testing the equality of two numbers, thus very fast
  24 - much space is saved, as numbers do not take up as much space as strings
  25   the internal memory representation does not take more space on a
  26   64-bit system where a pointer is twice the size of a 32-bit number
  27
  28 Thus, the solv format was created, which stores a repository as a string
  29 dictionary, a relation dictionary and then all packages dependencies.
  30 Tests showed that reading and merging multiple solv repositories takes
  31 just some milliseconds.
  32
  33 === Early solver experiments ===
  34 Having a new repository format was one big step, but the other area
  35 where libzypp needed improvement was the solver. Libzypp's solver was
  36 a port from the Red Carpet solver, which was written to update packages
  37 in an already installed system. Using it for the complete installation
  38 progress brought it to its limits. Also, the added extensions like
  39 support for weak dependencies and patches made it fragile and
  40 unpredictable.
  41
  42 As I was not very pleased with the way the solver worked, I looked at
  43 other solver algorithms. I checked smart, yum and apt, but could not
  44 find a convincing algorithm. My own experiments also were not very
  45 convincing, they worked fine for some problems but failed miserably
  46 for other corner cases.
  47
  48 === Using SAT for solving ===
  49 SUSE's hack week at the end of June 2007 turned out to be a turning point
  50 for the solver. Googling for solver algorithms, I stumbled over some note
  51 saying that some people are trying to use SAT algorithms to improve
  52 solving on Debian. Looking at the SAT entry in Wikipedia, it was easy
  53 to see that this indeed was the missing piece: SAT algorithms are well
  54 researched and there are quite some open source implementations.
  55 I decided to look at the minisat code, as it is one of the fastest
  56 solvers while consisting of too many lines of code.
  57
  58 Of course, directly using minisat would not work, as a package solver
  59 does not need to find just one correct solution, but it also has to
  60 optimize some metrics, i.e. keep as many packages installed as possible.
  61 Thus, I needed to write my own solver incorporation the ideas and
  62 algorithms used in minisat. This wasn't very hard, and at the end of
  63 the hack week the solver calculated the first right solutions.
  64
  65 === Selling it to libzypp ===
  66 With those encouraging results, I went to Klaus Kaempf, the system
  67 management architect at SUSE. We spoke about how to convince the
  68 team to make libzypp switch to the new solver. Fortunately, libzypp comes
  69 with a plethora of solver test cases, so we decided to make the solver pass
  70 most of the test cases first. Klaus wrote a "deptestomatic" implementation
  71 to check the test cases. Together with Stephan Kulow, who is responsible for the
  72 openSUSE distribution, we tweaked and extended the solver until most of
  73 the test cases looked good.
  74
  75 Duncan Mac-Vicar Prett, the team lead of the YaST team, also joined
  76 development by creating Ruby bindings for the solver. Later, Klaus
  77 improved the bindings and ported them to some other languages.
  78
  79 === The attribute store ===
  80 The progress with the repository format and the solver attracted another
  81 hacker to the project: Michael Matz from the compiler team. He started
  82 with improving the repository parsers so that patches and content files
  83 also generate solvables. After that, he concentrated on storing all
  84 of the other metadata of the repositories that are not used for solving,
  85 like the package summaries and descriptions. At the end of October, a first
  86 version of this "attribute store" was checked in. Its design goals were:
  87
  88 - space efficient storage of attributes
  89 - paging/on demand loading of data
  90 - page compression
  91
  92 The first version of the attribute store used a different format for
  93 storing information, we later merged this format with the solv file
  94 format.
  95
  96 === libzypp integration ===
  97 Integration of the sat-solver into libzypp also started in October 2007 by
  98 Stefan Schubert and Michael Andres from the YaST team. The first
  99 versions supported both the old solver and the new one by using the
 100 old repository read functions and converting the old package data
 101 in-memory into a sat solver pool. Solvers could be switched with
 102 the environment variable ZYPP_SAT_SOLVER. The final decision to
 103 move to the new solver was made in January of 2008, first just by
 104 making the new solver the default one, later by completely throwing out
 105 the old solver code. This had the advantage that the internal solvable
 106 storage could also be done by using the solver pool, something Michael
 107 Matz already played with in a proof of concept implementation showing
 108 some drastic speed gains. The last traces of the old database code
 109 were removed in February.
 110
 111 AUTHOR
 112 ------
 113 Michael Schroeder <mls@suse.de>