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Compressão de arquivos acelerada por GPU usando Vulkan Compute Shaders

✨ Características

🚀 Aceleração GPU via Vulkan Compute Shaders
🖥️ Cross-platform - Windows e Linux
🎮 Multi-GPU - NVIDIA, AMD, Intel (qualquer GPU Vulkan)
🔄 CPU Fallback - Funciona mesmo sem GPU compatível
📊 Benchmark - Compare GPU vs CPU no seu hardware
🔒 CRC32 - Verificação de integridade dos dados
📦 Formato .vkz - Formato próprio otimizado para compressão paralela

📋 Requisitos

Linux

# Ubuntu/Debian
sudo apt install cmake build-essential vulkan-tools libvulkan-dev glslang-tools

# Arch Linux
sudo pacman -S cmake vulkan-tools vulkan-headers vulkan-icd-loader glslang

# Fedora
sudo dnf install cmake gcc vulkan-tools vulkan-loader-devel glslang

Windows

Instale o Vulkan SDK
Instale o CMake
Instale o Visual Studio Build Tools (ou MinGW)

🔨 Compilação

# Clonar e entrar no diretório
cd winrarcomgpu

# Criar diretório de build
mkdir build && cd build

# Configurar
cmake ..

# Compilar
cmake --build . --config Release

# (Opcional) Instalar
sudo cmake --install .

Windows (MSVC)

mkdir build && cd build
cmake .. -G "Visual Studio 17 2022"
cmake --build . --config Release

🚀 Uso

Compactar arquivo

vkzip compress arquivo.dat                    # → arquivo.dat.vkz
vkzip compress arquivo.dat saida.vkz          # Nome personalizado
vkzip compress arquivo.dat --block-size 128   # Blocos de 128KB
vkzip c arquivo.dat                           # Atalho

Descompactar arquivo

vkzip decompress arquivo.vkz                  # → restaura nome original
vkzip decompress arquivo.vkz saida.dat        # Nome personalizado
vkzip d arquivo.vkz                           # Atalho
vkzip x arquivo.vkz                           # Atalho alternativo

Informações do arquivo

vkzip info arquivo.vkz                        # Detalhes do arquivo
vkzip i arquivo.vkz                           # Atalho

Benchmark GPU vs CPU

vkzip benchmark arquivo_grande.dat            # Compara GPU vs CPU
vkzip bench arquivo_grande.dat                # Atalho

Informações da GPU

vkzip --gpu-info                              # Mostra info da GPU

Opções

--cpu-only      Forçar modo CPU (sem GPU)
--block-size N  Tamanho do bloco em KB (padrão: 64, min: 4, max: 1024)

⚙️ Como Funciona

Algoritmo de Compressão

Divisão em Blocos: O arquivo é dividido em blocos independentes (64KB por padrão)
Upload GPU: Todos os blocos são enviados para memória da GPU
Compressão Paralela: Cada bloco é comprimido em paralelo por um workgroup do GPU
- Usa LZ77 (match-finding com hash table)
- Cada match é codificado como (distância, comprimento)
- Bytes sem match são armazenados como literais
Download: Dados comprimidos são lidos de volta da GPU
Empacotamento: Blocos comprimidos + header = arquivo .vkz

Formato .vkz

┌──────────────────────────────────┐
│ Header (28 bytes)                │
│   Magic: "VKZ\0"                │
│   Version, Size, Block info     │
├──────────────────────────────────┤
│ Block Table                      │
│   Offset, Size, CRC per block   │
├──────────────────────────────────┤
│ Original Filename                │
├──────────────────────────────────┤
│ Compressed Block 0               │
│ Compressed Block 1               │
│ ...                              │
│ Compressed Block N               │
└──────────────────────────────────┘

📊 Performance

A vantagem da GPU aparece principalmente em:

Arquivos grandes (>10MB) com muitos blocos paralelos
GPUs potentes com muitos compute units
Dados com boa compressibilidade (texto, logs, dados estruturados)

Para arquivos pequenos, o overhead de transferência CPU↔GPU pode tornar o CPU mais rápido.

🏗️ Estrutura do Projeto

winrarcomgpu/
├── CMakeLists.txt          # Build system
├── README.md               # Este arquivo
├── src/
│   ├── main.c              # CLI entry point
│   ├── utils.h             # Utilitários e constantes
│   ├── vkz_format.h/c      # Formato do arquivo .vkz
│   ├── gpu_context.h/c     # Inicialização Vulkan
│   ├── gpu_compress.h/c    # Pipeline de compressão GPU
│   ├── gpu_decompress.h/c  # Pipeline de descompressão GPU
│   └── cpu_fallback.h/c    # Fallback CPU
└── shaders/
    ├── compress.comp        # Compute shader de compressão
    ├── decompress.comp      # Compute shader de descompressão
    └── compile_shaders.sh   # Script de compilação

📄 Licença

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