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?
 
 
73
# TODO: Something like pread() would make this slightly simpler and
 
 
74
# perhaps more efficient.
 
 
76
# TODO: Could also try to mmap things...  Might be faster for the
 
 
77
# index in particular?
 
 
79
# TODO: Some kind of faster lookup of SHAs?  The bad thing is that probably means
 
 
80
# rewriting existing records, which is not so nice.
 
 
82
# TODO: Something to check that regions identified in the index file
 
 
83
# completely butt up and do not overlap.  Strictly it's not a problem
 
 
84
# if there are gaps and that can happen if we're interrupted while
 
 
85
# writing to the datafile.  Overlapping would be very bad though.
 
 
89
import sys, zlib, struct, mdiff, stat, os, sha
 
 
90
from binascii import hexlify, unhexlify
 
 
96
_HEADER = "bzr revfile v1\n"
 
 
97
_HEADER = _HEADER + ('\xff' * (_RECORDSIZE - len(_HEADER)))
 
 
98
_NO_RECORD = 0xFFFFFFFFL
 
 
100
# fields in the index record
 
 
109
# maximum number of patches in a row before recording a whole text.
 
 
113
class RevfileError(Exception):
 
 
116
class LimitHitException(Exception):
 
 
120
    def __init__(self, basename):
 
 
121
        # TODO: Option to open readonly
 
 
123
        # TODO: Lock file  while open
 
 
125
        # TODO: advise of random access
 
 
127
        self.basename = basename
 
 
129
        idxname = basename + '.irev'
 
 
130
        dataname = basename + '.drev'
 
 
132
        idx_exists = os.path.exists(idxname)
 
 
133
        data_exists = os.path.exists(dataname)
 
 
135
        if idx_exists != data_exists:
 
 
136
            raise RevfileError("half-assed revfile")
 
 
139
            self.idxfile = open(idxname, 'w+b')
 
 
140
            self.datafile = open(dataname, 'w+b')
 
 
142
            print 'init empty file'
 
 
143
            self.idxfile.write(_HEADER)
 
 
146
            self.idxfile = open(idxname, 'r+b')
 
 
147
            self.datafile = open(dataname, 'r+b')
 
 
149
            h = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
151
                raise RevfileError("bad header %r in index of %r"
 
 
152
                                   % (h, self.basename))
 
 
155
    def _check_index(self, idx):
 
 
156
        if idx < 0 or idx > len(self):
 
 
157
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
160
    def find_sha(self, s):
 
 
161
        assert isinstance(s, str)
 
 
164
        for idx, idxrec in enumerate(self):
 
 
165
            if idxrec[I_SHA] == s:
 
 
172
    def _add_compressed(self, text_sha, data, base, compress):
 
 
173
        # well, maybe compress
 
 
178
                # don't do compression if it's too small; it's unlikely to win
 
 
179
                # enough to be worthwhile
 
 
180
                compr_data = zlib.compress(data)
 
 
181
                compr_len = len(compr_data)
 
 
182
                if compr_len < data_len:
 
 
185
                    ##print '- compressed %d -> %d, %.1f%%' \
 
 
186
                    ##      % (data_len, compr_len, float(compr_len)/float(data_len) * 100.0)
 
 
187
        return self._add_raw(text_sha, data, base, flags)
 
 
191
    def _add_raw(self, text_sha, data, base, flags):
 
 
192
        """Add pre-processed data, can be either full text or delta.
 
 
194
        This does the compression if that makes sense."""
 
 
196
        self.datafile.seek(0, 2)        # to end
 
 
197
        self.idxfile.seek(0, 2)
 
 
198
        assert self.idxfile.tell() == _RECORDSIZE * (idx + 1)
 
 
199
        data_offset = self.datafile.tell()
 
 
201
        assert isinstance(data, str) # not unicode or anything wierd
 
 
203
        self.datafile.write(data)
 
 
204
        self.datafile.flush()
 
 
206
        assert isinstance(text_sha, str)
 
 
208
        entry += struct.pack(">IIII12x", base, flags, data_offset, len(data))
 
 
209
        assert len(entry) == _RECORDSIZE
 
 
211
        self.idxfile.write(entry)
 
 
218
    def _add_full_text(self, text, text_sha, compress):
 
 
219
        """Add a full text to the file.
 
 
221
        This is not compressed against any reference version.
 
 
223
        Returns the index for that text."""
 
 
224
        return self._add_compressed(text_sha, text, _NO_RECORD, compress)
 
 
227
    def _add_delta(self, text, text_sha, base, compress):
 
 
228
        """Add a text stored relative to a previous text."""
 
 
229
        self._check_index(base)
 
 
232
            base_text = self.get(base, recursion_limit=CHAIN_LIMIT)
 
 
233
        except LimitHitException:
 
 
234
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
236
        data = mdiff.bdiff(base_text, text)
 
 
238
        # If the delta is larger than the text, we might as well just
 
 
239
        # store the text.  (OK, the delta might be more compressible,
 
 
240
        # but the overhead of applying it probably still makes it
 
 
241
        # bad, and I don't want to compress both of them to find out.)
 
 
242
        if len(data) >= len(text):
 
 
243
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
245
            return self._add_compressed(text_sha, data, base, compress)
 
 
248
    def add(self, text, base=_NO_RECORD, compress=True):
 
 
249
        """Add a new text to the revfile.
 
 
251
        If the text is already present them its existing id is
 
 
252
        returned and the file is not changed.
 
 
254
        If compress is true then gzip compression will be used if it
 
 
257
        If a base index is specified, that text *may* be used for
 
 
258
        delta compression of the new text.  Delta compression will
 
 
259
        only be used if it would be a size win and if the existing
 
 
260
        base is not at too long of a delta chain already.
 
 
262
        text_sha = sha.new(text).digest()
 
 
264
        idx = self.find_sha(text_sha)
 
 
265
        if idx != _NO_RECORD:
 
 
266
            # TODO: Optional paranoid mode where we read out that record and make sure
 
 
267
            # it's the same, in case someone ever breaks SHA-1.
 
 
268
            return idx                  # already present
 
 
270
        if base == _NO_RECORD:
 
 
271
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
273
            return self._add_delta(text, text_sha, base, compress)
 
 
277
    def get(self, idx, recursion_limit=None):
 
 
278
        """Retrieve text of a previous revision.
 
 
280
        If recursion_limit is an integer then walk back at most that
 
 
281
        many revisions and then raise LimitHitException, indicating
 
 
282
        that we ought to record a new file text instead of another
 
 
283
        delta.  Don't use this when trying to get out an existing
 
 
287
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
288
        if base == _NO_RECORD:
 
 
289
            text = self._get_full_text(idx, idxrec)
 
 
291
            text = self._get_patched(idx, idxrec, recursion_limit)
 
 
293
        if sha.new(text).digest() != idxrec[I_SHA]:
 
 
294
            raise RevfileError("corrupt SHA-1 digest on record %d"
 
 
301
    def _get_raw(self, idx, idxrec):
 
 
302
        flags = idxrec[I_FLAGS]
 
 
304
            raise RevfileError("unsupported index flags %#x on index %d"
 
 
311
        self.datafile.seek(idxrec[I_OFFSET])
 
 
313
        data = self.datafile.read(l)
 
 
315
            raise RevfileError("short read %d of %d "
 
 
316
                               "getting text for record %d in %r"
 
 
317
                               % (len(data), l, idx, self.basename))
 
 
320
            data = zlib.decompress(data)
 
 
325
    def _get_full_text(self, idx, idxrec):
 
 
326
        assert idxrec[I_BASE] == _NO_RECORD
 
 
328
        text = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
333
    def _get_patched(self, idx, idxrec, recursion_limit):
 
 
334
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
336
        assert base < idx    # no loops!
 
 
338
        if recursion_limit == None:
 
 
341
            sub_limit = recursion_limit - 1
 
 
343
                raise LimitHitException()
 
 
345
        base_text = self.get(base, sub_limit)
 
 
346
        patch = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
348
        text = mdiff.bpatch(base_text, patch)
 
 
355
        """Return number of revisions."""
 
 
356
        l = os.fstat(self.idxfile.fileno())[stat.ST_SIZE]
 
 
358
            raise RevfileError("bad length %d on index of %r" % (l, self.basename))
 
 
360
            raise RevfileError("no header present in index of %r" % (self.basename))
 
 
361
        return int(l / _RECORDSIZE) - 1
 
 
364
    def __getitem__(self, idx):
 
 
365
        """Index by sequence id returns the index field"""
 
 
366
        ## TODO: Can avoid seek if we just moved there...
 
 
367
        self._seek_index(idx)
 
 
368
        return self._read_next_index()
 
 
371
    def _seek_index(self, idx):
 
 
373
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
374
        self.idxfile.seek((idx + 1) * _RECORDSIZE)
 
 
377
    def _read_next_index(self):
 
 
378
        rec = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
380
            raise IndexError("end of index file")
 
 
381
        elif len(rec) != _RECORDSIZE:
 
 
382
            raise RevfileError("short read of %d bytes getting index %d from %r"
 
 
383
                               % (len(rec), idx, self.basename))
 
 
385
        return struct.unpack(">20sIIII12x", rec)
 
 
388
    def dump(self, f=sys.stdout):
 
 
389
        f.write('%-8s %-40s %-8s %-8s %-8s %-8s\n' 
 
 
390
                % tuple('idx sha1 base flags offset len'.split()))
 
 
391
        f.write('-------- ---------------------------------------- ')
 
 
392
        f.write('-------- -------- -------- --------\n')
 
 
394
        for i, rec in enumerate(self):
 
 
395
            f.write("#%-7d %40s " % (i, hexlify(rec[0])))
 
 
396
            if rec[1] == _NO_RECORD:
 
 
399
                f.write("#%-7d " % rec[1])
 
 
401
            f.write("%8x %8d %8d\n" % (rec[2], rec[3], rec[4]))
 
 
404
    def total_text_size(self):
 
 
405
        """Return the sum of sizes of all file texts.
 
 
407
        This is how much space they would occupy if they were stored without
 
 
408
        delta and gzip compression.
 
 
410
        As a side effect this completely validates the Revfile, checking that all
 
 
411
        texts can be reproduced with the correct SHA-1."""
 
 
413
        for idx in range(len(self)):
 
 
414
            t += len(self.get(idx))
 
 
420
    r = Revfile("testrev")
 
 
425
        sys.stderr.write("usage: revfile dump\n"
 
 
427
                         "       revfile add-delta BASE\n"
 
 
429
                         "       revfile find-sha HEX\n"
 
 
430
                         "       revfile total-text-size\n"
 
 
435
        new_idx = r.add(sys.stdin.read())
 
 
437
    elif cmd == 'add-delta':
 
 
438
        new_idx = r.add(sys.stdin.read(), int(argv[2]))
 
 
446
            sys.stderr.write("usage: revfile get IDX\n")
 
 
449
        if idx < 0 or idx >= len(r):
 
 
450
            sys.stderr.write("invalid index %r\n" % idx)
 
 
453
        sys.stdout.write(r.get(idx))
 
 
454
    elif cmd == 'find-sha':
 
 
456
            s = unhexlify(argv[2])
 
 
458
            sys.stderr.write("usage: revfile find-sha HEX\n")
 
 
462
        if idx == _NO_RECORD:
 
 
463
            sys.stderr.write("no such record\n")
 
 
467
    elif cmd == 'total-text-size':
 
 
468
        print r.total_text_size()
 
 
472
        sys.stderr.write("unknown command %r\n" % cmd)
 
 
476
if __name__ == '__main__':
 
 
478
    sys.exit(main(sys.argv) or 0)