3
# (C) 2005 Canonical Ltd
 
 
5
# based on an idea by Matt Mackall
 
 
6
# modified to squish into bzr by Martin Pool
 
 
8
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
 
9
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
 
10
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
 
11
# (at your option) any later version.
 
 
13
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
 
14
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
 
15
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
 
16
# GNU General Public License for more details.
 
 
18
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
 
19
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
 
20
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
 
23
"""Packed file revision storage.
 
 
25
A Revfile holds the text history of a particular source file, such
 
 
26
as Makefile.  It can represent a tree of text versions for that
 
 
27
file, allowing for microbranches within a single repository.
 
 
29
This is stored on disk as two files: an index file, and a data file.
 
 
30
The index file is short and always read completely into memory; the
 
 
31
data file is much longer and only the relevant bits of it,
 
 
32
identified by the index file, need to be read.
 
 
34
Each text version is identified by the SHA-1 of the full text of
 
 
35
that version.  It also has a sequence number within the file.
 
 
37
The index file has a short header and then a sequence of fixed-length
 
 
40
* byte[20]    SHA-1 of text (as binary, not hex)
 
 
41
* uint32      sequence number this is based on, or -1 for full text
 
 
42
* uint32      flags: 1=zlib compressed
 
 
43
* uint32      offset in text file of start
 
 
44
* uint32      length of compressed delta in text file
 
 
49
The header is also 48 bytes for tidyness and easy calculation.
 
 
51
Both the index and the text are only ever appended to; a consequence
 
 
52
is that sequence numbers are stable references.  But not every
 
 
53
repository in the world will assign the same sequence numbers,
 
 
54
therefore the SHA-1 is the only universally unique reference.
 
 
56
This is meant to scale to hold 100,000 revisions of a single file, by
 
 
57
which time the index file will be ~4.8MB and a bit big to read
 
 
60
Some of the reserved fields could be used to implement a (semi?)
 
 
61
balanced tree indexed by SHA1 so we can much more efficiently find the
 
 
62
index associated with a particular hash.  For 100,000 revs we would be
 
 
63
able to find it in about 17 random reads, which is not too bad.
 
 
65
This performs pretty well except when trying to calculate deltas of
 
 
66
really large files.  For that the main thing would be to plug in
 
 
67
something faster than difflib, which is after all pure Python.
 
 
68
Another approach is to just store the gzipped full text of big files,
 
 
69
though perhaps that's too perverse?
 
 
71
The iter method here will generally read through the whole index file
 
 
72
in one go.  With readahead in the kernel and python/libc (typically
 
 
73
128kB) this means that there should be no seeks and often only one
 
 
74
read() call to get everything into memory.
 
 
78
# TODO: Something like pread() would make this slightly simpler and
 
 
79
# perhaps more efficient.
 
 
81
# TODO: Could also try to mmap things...  Might be faster for the
 
 
82
# index in particular?
 
 
84
# TODO: Some kind of faster lookup of SHAs?  The bad thing is that probably means
 
 
85
# rewriting existing records, which is not so nice.
 
 
87
# TODO: Something to check that regions identified in the index file
 
 
88
# completely butt up and do not overlap.  Strictly it's not a problem
 
 
89
# if there are gaps and that can happen if we're interrupted while
 
 
90
# writing to the datafile.  Overlapping would be very bad though.
 
 
92
# TODO: Shouldn't need to lock if we always write in append mode and
 
 
93
# then ftell after writing to see where it went.  In any case we
 
 
94
# assume the whole branch is protected by a lock.
 
 
96
import sys, zlib, struct, mdiff, stat, os, sha
 
 
97
from binascii import hexlify, unhexlify
 
 
101
_HEADER = "bzr revfile v1\n"
 
 
102
_HEADER = _HEADER + ('\xff' * (_RECORDSIZE - len(_HEADER)))
 
 
103
_NO_RECORD = 0xFFFFFFFFL
 
 
105
# fields in the index record
 
 
114
# maximum number of patches in a row before recording a whole text.
 
 
118
class RevfileError(Exception):
 
 
121
class LimitHitException(Exception):
 
 
124
class Revfile(object):
 
 
125
    def __init__(self, basename, mode):
 
 
126
        # TODO: Lock file  while open
 
 
128
        # TODO: advise of random access
 
 
130
        self.basename = basename
 
 
132
        if mode not in ['r', 'w']:
 
 
133
            raise RevfileError("invalid open mode %r" % mode)
 
 
136
        idxname = basename + '.irev'
 
 
137
        dataname = basename + '.drev'
 
 
139
        idx_exists = os.path.exists(idxname)
 
 
140
        data_exists = os.path.exists(dataname)
 
 
142
        if idx_exists != data_exists:
 
 
143
            raise RevfileError("half-assed revfile")
 
 
147
                raise RevfileError("Revfile %r does not exist" % basename)
 
 
149
            self.idxfile = open(idxname, 'w+b')
 
 
150
            self.datafile = open(dataname, 'w+b')
 
 
152
            self.idxfile.write(_HEADER)
 
 
160
            self.idxfile = open(idxname, diskmode)
 
 
161
            self.datafile = open(dataname, diskmode)
 
 
163
            h = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
165
                raise RevfileError("bad header %r in index of %r"
 
 
166
                                   % (h, self.basename))
 
 
169
    def _check_index(self, idx):
 
 
170
        if idx < 0 or idx > len(self):
 
 
171
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
173
    def _check_write(self):
 
 
175
            raise RevfileError("%r is open readonly" % self.basename)
 
 
178
    def find_sha(self, s):
 
 
179
        assert isinstance(s, str)
 
 
182
        for idx, idxrec in enumerate(self):
 
 
183
            if idxrec[I_SHA] == s:
 
 
190
    def _add_compressed(self, text_sha, data, base, compress):
 
 
191
        # well, maybe compress
 
 
196
                # don't do compression if it's too small; it's unlikely to win
 
 
197
                # enough to be worthwhile
 
 
198
                compr_data = zlib.compress(data)
 
 
199
                compr_len = len(compr_data)
 
 
200
                if compr_len < data_len:
 
 
203
                    ##print '- compressed %d -> %d, %.1f%%' \
 
 
204
                    ##      % (data_len, compr_len, float(compr_len)/float(data_len) * 100.0)
 
 
205
        return self._add_raw(text_sha, data, base, flags)
 
 
209
    def _add_raw(self, text_sha, data, base, flags):
 
 
210
        """Add pre-processed data, can be either full text or delta.
 
 
212
        This does the compression if that makes sense."""
 
 
214
        self.datafile.seek(0, 2)        # to end
 
 
215
        self.idxfile.seek(0, 2)
 
 
216
        assert self.idxfile.tell() == _RECORDSIZE * (idx + 1)
 
 
217
        data_offset = self.datafile.tell()
 
 
219
        assert isinstance(data, str) # not unicode or anything weird
 
 
221
        self.datafile.write(data)
 
 
222
        self.datafile.flush()
 
 
224
        assert isinstance(text_sha, str)
 
 
226
        entry += struct.pack(">IIII12x", base, flags, data_offset, len(data))
 
 
227
        assert len(entry) == _RECORDSIZE
 
 
229
        self.idxfile.write(entry)
 
 
236
    def _add_full_text(self, text, text_sha, compress):
 
 
237
        """Add a full text to the file.
 
 
239
        This is not compressed against any reference version.
 
 
241
        Returns the index for that text."""
 
 
242
        return self._add_compressed(text_sha, text, _NO_RECORD, compress)
 
 
246
    def _choose_base(self, seed, base):
 
 
248
            if base == _NO_RECORD:
 
 
251
            if idxrec[I_BASE] == _NO_RECORD:
 
 
254
            base = idxrec[I_BASE]
 
 
257
        return base        # relative to this full text
 
 
261
    def _add_delta(self, text, text_sha, base, compress):
 
 
262
        """Add a text stored relative to a previous text."""
 
 
263
        self._check_index(base)
 
 
266
            base_text = self.get(base, CHAIN_LIMIT)
 
 
267
        except LimitHitException:
 
 
268
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
270
        data = mdiff.bdiff(base_text, text)
 
 
273
        if True: # paranoid early check for bad diff
 
 
274
            result = mdiff.bpatch(base_text, data)
 
 
275
            assert result == text
 
 
278
        # If the delta is larger than the text, we might as well just
 
 
279
        # store the text.  (OK, the delta might be more compressible,
 
 
280
        # but the overhead of applying it probably still makes it
 
 
281
        # bad, and I don't want to compress both of them to find out.)
 
 
282
        if len(data) >= len(text):
 
 
283
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
285
            return self._add_compressed(text_sha, data, base, compress)
 
 
288
    def add(self, text, base=None, compress=True):
 
 
289
        """Add a new text to the revfile.
 
 
291
        If the text is already present them its existing id is
 
 
292
        returned and the file is not changed.
 
 
294
        If compress is true then gzip compression will be used if it
 
 
297
        If a base index is specified, that text *may* be used for
 
 
298
        delta compression of the new text.  Delta compression will
 
 
299
        only be used if it would be a size win and if the existing
 
 
300
        base is not at too long of a delta chain already.
 
 
307
        text_sha = sha.new(text).digest()
 
 
309
        idx = self.find_sha(text_sha)
 
 
310
        if idx != _NO_RECORD:
 
 
311
            # TODO: Optional paranoid mode where we read out that record and make sure
 
 
312
            # it's the same, in case someone ever breaks SHA-1.
 
 
313
            return idx                  # already present
 
 
315
        # base = self._choose_base(ord(text_sha[0]), base)
 
 
317
        if base == _NO_RECORD:
 
 
318
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
320
            return self._add_delta(text, text_sha, base, compress)
 
 
324
    def get(self, idx, recursion_limit=None):
 
 
325
        """Retrieve text of a previous revision.
 
 
327
        If recursion_limit is an integer then walk back at most that
 
 
328
        many revisions and then raise LimitHitException, indicating
 
 
329
        that we ought to record a new file text instead of another
 
 
330
        delta.  Don't use this when trying to get out an existing
 
 
334
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
335
        if base == _NO_RECORD:
 
 
336
            text = self._get_full_text(idx, idxrec)
 
 
338
            text = self._get_patched(idx, idxrec, recursion_limit)
 
 
340
        if sha.new(text).digest() != idxrec[I_SHA]:
 
 
341
            raise RevfileError("corrupt SHA-1 digest on record %d in %s"
 
 
342
                               % (idx, self.basename))
 
 
348
    def _get_raw(self, idx, idxrec):
 
 
349
        flags = idxrec[I_FLAGS]
 
 
351
            raise RevfileError("unsupported index flags %#x on index %d"
 
 
358
        self.datafile.seek(idxrec[I_OFFSET])
 
 
360
        data = self.datafile.read(l)
 
 
362
            raise RevfileError("short read %d of %d "
 
 
363
                               "getting text for record %d in %r"
 
 
364
                               % (len(data), l, idx, self.basename))
 
 
367
            data = zlib.decompress(data)
 
 
372
    def _get_full_text(self, idx, idxrec):
 
 
373
        assert idxrec[I_BASE] == _NO_RECORD
 
 
375
        text = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
380
    def _get_patched(self, idx, idxrec, recursion_limit):
 
 
381
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
383
        assert base < idx    # no loops!
 
 
385
        if recursion_limit == None:
 
 
388
            sub_limit = recursion_limit - 1
 
 
390
                raise LimitHitException()
 
 
392
        base_text = self.get(base, sub_limit)
 
 
393
        patch = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
395
        text = mdiff.bpatch(base_text, patch)
 
 
402
        """Return number of revisions."""
 
 
403
        l = os.fstat(self.idxfile.fileno())[stat.ST_SIZE]
 
 
405
            raise RevfileError("bad length %d on index of %r" % (l, self.basename))
 
 
407
            raise RevfileError("no header present in index of %r" % (self.basename))
 
 
408
        return int(l / _RECORDSIZE) - 1
 
 
411
    def __getitem__(self, idx):
 
 
412
        """Index by sequence id returns the index field"""
 
 
413
        ## TODO: Can avoid seek if we just moved there...
 
 
414
        self._seek_index(idx)
 
 
415
        idxrec = self._read_next_index()
 
 
417
            raise IndexError("no index %d" % idx)
 
 
422
    def _seek_index(self, idx):
 
 
424
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
425
        self.idxfile.seek((idx + 1) * _RECORDSIZE)
 
 
430
        """Read back all index records.
 
 
432
        Do not seek the index file while this is underway!"""
 
 
433
        ## sys.stderr.write(" ** iter called ** \n")
 
 
436
            idxrec = self._read_next_index()
 
 
442
    def _read_next_index(self):
 
 
443
        rec = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
446
        elif len(rec) != _RECORDSIZE:
 
 
447
            raise RevfileError("short read of %d bytes getting index %d from %r"
 
 
448
                               % (len(rec), idx, self.basename))
 
 
450
        return struct.unpack(">20sIIII12x", rec)
 
 
453
    def dump(self, f=sys.stdout):
 
 
454
        f.write('%-8s %-40s %-8s %-8s %-8s %-8s\n' 
 
 
455
                % tuple('idx sha1 base flags offset len'.split()))
 
 
456
        f.write('-------- ---------------------------------------- ')
 
 
457
        f.write('-------- -------- -------- --------\n')
 
 
459
        for i, rec in enumerate(self):
 
 
460
            f.write("#%-7d %40s " % (i, hexlify(rec[0])))
 
 
461
            if rec[1] == _NO_RECORD:
 
 
464
                f.write("#%-7d " % rec[1])
 
 
466
            f.write("%8x %8d %8d\n" % (rec[2], rec[3], rec[4]))
 
 
469
    def total_text_size(self):
 
 
470
        """Return the sum of sizes of all file texts.
 
 
472
        This is how much space they would occupy if they were stored without
 
 
473
        delta and gzip compression.
 
 
475
        As a side effect this completely validates the Revfile, checking that all
 
 
476
        texts can be reproduced with the correct SHA-1."""
 
 
478
        for idx in range(len(self)):
 
 
479
            t += len(self.get(idx))
 
 
483
    def check(self, pb=None):
 
 
484
        """Extract every version and check its hash."""
 
 
486
        for i in range(total):
 
 
488
                pb.update("check revision", i, total)
 
 
489
            # the get method implicitly checks the SHA-1
 
 
501
        sys.stderr.write("usage: revfile dump REVFILE\n"
 
 
502
                         "       revfile add REVFILE < INPUT\n"
 
 
503
                         "       revfile add-delta REVFILE BASE < INPUT\n"
 
 
504
                         "       revfile add-series REVFILE BASE FILE...\n"
 
 
505
                         "       revfile get REVFILE IDX\n"
 
 
506
                         "       revfile find-sha REVFILE HEX\n"
 
 
507
                         "       revfile total-text-size REVFILE\n"
 
 
508
                         "       revfile last REVFILE\n")
 
 
511
    if filename.endswith('.drev') or filename.endswith('.irev'):
 
 
512
        filename = filename[:-5]
 
 
515
        return Revfile(filename, 'w')
 
 
518
        return Revfile(filename, 'r')
 
 
521
        print rw().add(sys.stdin.read())
 
 
522
    elif cmd == 'add-delta':
 
 
523
        print rw().add(sys.stdin.read(), int(argv[3]))
 
 
524
    elif cmd == 'add-series':
 
 
529
            rev = r.add(file(fn).read(), rev)
 
 
536
            sys.stderr.write("usage: revfile get FILE IDX\n")
 
 
541
        if idx < 0 or idx >= len(r):
 
 
542
            sys.stderr.write("invalid index %r\n" % idx)
 
 
545
        sys.stdout.write(r.get(idx))
 
 
546
    elif cmd == 'find-sha':
 
 
548
            s = unhexlify(argv[3])
 
 
550
            sys.stderr.write("usage: revfile find-sha FILE HEX\n")
 
 
553
        idx = ro().find_sha(s)
 
 
554
        if idx == _NO_RECORD:
 
 
555
            sys.stderr.write("no such record\n")
 
 
559
    elif cmd == 'total-text-size':
 
 
560
        print ro().total_text_size()
 
 
564
        import bzrlib.progress
 
 
565
        pb = bzrlib.progress.ProgressBar()
 
 
568
        sys.stderr.write("unknown command %r\n" % cmd)
 
 
572
if __name__ == '__main__':
 
 
574
    sys.exit(main(sys.argv) or 0)