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.
 
 
94
import sys, zlib, struct, mdiff, stat, os, sha
 
 
95
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):
 
 
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
            print 'init empty file'
 
 
153
            self.idxfile.write(_HEADER)
 
 
161
            self.idxfile = open(idxname, diskmode)
 
 
162
            self.datafile = open(dataname, diskmode)
 
 
164
            h = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
166
                raise RevfileError("bad header %r in index of %r"
 
 
167
                                   % (h, self.basename))
 
 
170
    def _check_index(self, idx):
 
 
171
        if idx < 0 or idx > len(self):
 
 
172
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
174
    def _check_write(self):
 
 
176
            raise RevfileError("%r is open readonly" % self.basename)
 
 
179
    def find_sha(self, s):
 
 
180
        assert isinstance(s, str)
 
 
183
        for idx, idxrec in enumerate(self):
 
 
184
            if idxrec[I_SHA] == s:
 
 
191
    def _add_compressed(self, text_sha, data, base, compress):
 
 
192
        # well, maybe compress
 
 
197
                # don't do compression if it's too small; it's unlikely to win
 
 
198
                # enough to be worthwhile
 
 
199
                compr_data = zlib.compress(data)
 
 
200
                compr_len = len(compr_data)
 
 
201
                if compr_len < data_len:
 
 
204
                    ##print '- compressed %d -> %d, %.1f%%' \
 
 
205
                    ##      % (data_len, compr_len, float(compr_len)/float(data_len) * 100.0)
 
 
206
        return self._add_raw(text_sha, data, base, flags)
 
 
210
    def _add_raw(self, text_sha, data, base, flags):
 
 
211
        """Add pre-processed data, can be either full text or delta.
 
 
213
        This does the compression if that makes sense."""
 
 
215
        self.datafile.seek(0, 2)        # to end
 
 
216
        self.idxfile.seek(0, 2)
 
 
217
        assert self.idxfile.tell() == _RECORDSIZE * (idx + 1)
 
 
218
        data_offset = self.datafile.tell()
 
 
220
        assert isinstance(data, str) # not unicode or anything wierd
 
 
222
        self.datafile.write(data)
 
 
223
        self.datafile.flush()
 
 
225
        assert isinstance(text_sha, str)
 
 
227
        entry += struct.pack(">IIII12x", base, flags, data_offset, len(data))
 
 
228
        assert len(entry) == _RECORDSIZE
 
 
230
        self.idxfile.write(entry)
 
 
237
    def _add_full_text(self, text, text_sha, compress):
 
 
238
        """Add a full text to the file.
 
 
240
        This is not compressed against any reference version.
 
 
242
        Returns the index for that text."""
 
 
243
        return self._add_compressed(text_sha, text, _NO_RECORD, compress)
 
 
246
    def _add_delta(self, text, text_sha, base, compress):
 
 
247
        """Add a text stored relative to a previous text."""
 
 
248
        self._check_index(base)
 
 
251
            base_text = self.get(base, recursion_limit=CHAIN_LIMIT)
 
 
252
        except LimitHitException:
 
 
253
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
255
        data = mdiff.bdiff(base_text, text)
 
 
257
        # If the delta is larger than the text, we might as well just
 
 
258
        # store the text.  (OK, the delta might be more compressible,
 
 
259
        # but the overhead of applying it probably still makes it
 
 
260
        # bad, and I don't want to compress both of them to find out.)
 
 
261
        if len(data) >= len(text):
 
 
262
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
264
            return self._add_compressed(text_sha, data, base, compress)
 
 
267
    def add(self, text, base=_NO_RECORD, compress=True):
 
 
268
        """Add a new text to the revfile.
 
 
270
        If the text is already present them its existing id is
 
 
271
        returned and the file is not changed.
 
 
273
        If compress is true then gzip compression will be used if it
 
 
276
        If a base index is specified, that text *may* be used for
 
 
277
        delta compression of the new text.  Delta compression will
 
 
278
        only be used if it would be a size win and if the existing
 
 
279
        base is not at too long of a delta chain already.
 
 
283
        text_sha = sha.new(text).digest()
 
 
285
        idx = self.find_sha(text_sha)
 
 
286
        if idx != _NO_RECORD:
 
 
287
            # TODO: Optional paranoid mode where we read out that record and make sure
 
 
288
            # it's the same, in case someone ever breaks SHA-1.
 
 
289
            return idx                  # already present
 
 
291
        if base == _NO_RECORD:
 
 
292
            return self._add_full_text(text, text_sha, compress)
 
 
294
            return self._add_delta(text, text_sha, base, compress)
 
 
298
    def get(self, idx, recursion_limit=None):
 
 
299
        """Retrieve text of a previous revision.
 
 
301
        If recursion_limit is an integer then walk back at most that
 
 
302
        many revisions and then raise LimitHitException, indicating
 
 
303
        that we ought to record a new file text instead of another
 
 
304
        delta.  Don't use this when trying to get out an existing
 
 
308
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
309
        if base == _NO_RECORD:
 
 
310
            text = self._get_full_text(idx, idxrec)
 
 
312
            text = self._get_patched(idx, idxrec, recursion_limit)
 
 
314
        if sha.new(text).digest() != idxrec[I_SHA]:
 
 
315
            raise RevfileError("corrupt SHA-1 digest on record %d"
 
 
322
    def _get_raw(self, idx, idxrec):
 
 
323
        flags = idxrec[I_FLAGS]
 
 
325
            raise RevfileError("unsupported index flags %#x on index %d"
 
 
332
        self.datafile.seek(idxrec[I_OFFSET])
 
 
334
        data = self.datafile.read(l)
 
 
336
            raise RevfileError("short read %d of %d "
 
 
337
                               "getting text for record %d in %r"
 
 
338
                               % (len(data), l, idx, self.basename))
 
 
341
            data = zlib.decompress(data)
 
 
346
    def _get_full_text(self, idx, idxrec):
 
 
347
        assert idxrec[I_BASE] == _NO_RECORD
 
 
349
        text = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
354
    def _get_patched(self, idx, idxrec, recursion_limit):
 
 
355
        base = idxrec[I_BASE]
 
 
357
        assert base < idx    # no loops!
 
 
359
        if recursion_limit == None:
 
 
362
            sub_limit = recursion_limit - 1
 
 
364
                raise LimitHitException()
 
 
366
        base_text = self.get(base, sub_limit)
 
 
367
        patch = self._get_raw(idx, idxrec)
 
 
369
        text = mdiff.bpatch(base_text, patch)
 
 
376
        """Return number of revisions."""
 
 
377
        l = os.fstat(self.idxfile.fileno())[stat.ST_SIZE]
 
 
379
            raise RevfileError("bad length %d on index of %r" % (l, self.basename))
 
 
381
            raise RevfileError("no header present in index of %r" % (self.basename))
 
 
382
        return int(l / _RECORDSIZE) - 1
 
 
385
    def __getitem__(self, idx):
 
 
386
        """Index by sequence id returns the index field"""
 
 
387
        ## TODO: Can avoid seek if we just moved there...
 
 
388
        self._seek_index(idx)
 
 
389
        idxrec = self._read_next_index()
 
 
396
    def _seek_index(self, idx):
 
 
398
            raise RevfileError("invalid index %r" % idx)
 
 
399
        self.idxfile.seek((idx + 1) * _RECORDSIZE)
 
 
404
        """Read back all index records.
 
 
406
        Do not seek the index file while this is underway!"""
 
 
407
        sys.stderr.write(" ** iter called ** \n")
 
 
410
            idxrec = self._read_next_index()
 
 
416
    def _read_next_index(self):
 
 
417
        rec = self.idxfile.read(_RECORDSIZE)
 
 
420
        elif len(rec) != _RECORDSIZE:
 
 
421
            raise RevfileError("short read of %d bytes getting index %d from %r"
 
 
422
                               % (len(rec), idx, self.basename))
 
 
424
        return struct.unpack(">20sIIII12x", rec)
 
 
427
    def dump(self, f=sys.stdout):
 
 
428
        f.write('%-8s %-40s %-8s %-8s %-8s %-8s\n' 
 
 
429
                % tuple('idx sha1 base flags offset len'.split()))
 
 
430
        f.write('-------- ---------------------------------------- ')
 
 
431
        f.write('-------- -------- -------- --------\n')
 
 
433
        for i, rec in enumerate(self):
 
 
434
            f.write("#%-7d %40s " % (i, hexlify(rec[0])))
 
 
435
            if rec[1] == _NO_RECORD:
 
 
438
                f.write("#%-7d " % rec[1])
 
 
440
            f.write("%8x %8d %8d\n" % (rec[2], rec[3], rec[4]))
 
 
443
    def total_text_size(self):
 
 
444
        """Return the sum of sizes of all file texts.
 
 
446
        This is how much space they would occupy if they were stored without
 
 
447
        delta and gzip compression.
 
 
449
        As a side effect this completely validates the Revfile, checking that all
 
 
450
        texts can be reproduced with the correct SHA-1."""
 
 
452
        for idx in range(len(self)):
 
 
453
            t += len(self.get(idx))
 
 
462
        sys.stderr.write("usage: revfile dump\n"
 
 
464
                         "       revfile add-delta BASE\n"
 
 
466
                         "       revfile find-sha HEX\n"
 
 
467
                         "       revfile total-text-size\n"
 
 
472
        return Revfile('testrev', 'w')
 
 
475
        return Revfile('testrev', 'r')
 
 
478
        print rw().add(sys.stdin.read())
 
 
479
    elif cmd == 'add-delta':
 
 
480
        print rw().add(sys.stdin.read(), int(argv[2]))
 
 
487
            sys.stderr.write("usage: revfile get IDX\n")
 
 
490
        if idx < 0 or idx >= len(r):
 
 
491
            sys.stderr.write("invalid index %r\n" % idx)
 
 
494
        sys.stdout.write(ro().get(idx))
 
 
495
    elif cmd == 'find-sha':
 
 
497
            s = unhexlify(argv[2])
 
 
499
            sys.stderr.write("usage: revfile find-sha HEX\n")
 
 
502
        idx = ro().find_sha(s)
 
 
503
        if idx == _NO_RECORD:
 
 
504
            sys.stderr.write("no such record\n")
 
 
508
    elif cmd == 'total-text-size':
 
 
509
        print ro().total_text_size()
 
 
513
        sys.stderr.write("unknown command %r\n" % cmd)
 
 
517
if __name__ == '__main__':
 
 
519
    sys.exit(main(sys.argv) or 0)