/brz/remove-bazaar

To get this branch, use:
bzr branch http://gegoxaren.bato24.eu/bzr/brz/remove-bazaar

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: John Arbash Meinel
  • Date: 2008-09-02 18:51:03 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 3680.
  • Revision ID: john@arbash-meinel.com-20080902185103-camvrjyw7a9efpno
Change from using AssertionError to using DirstateCorrupt in a few places

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2008 Canonical Ltd
 
2
#
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
#
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
#
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
16
#
 
17
 
 
18
"""B+Tree indices"""
 
19
 
 
20
import array
 
21
import bisect
 
22
from bisect import bisect_right
 
23
from copy import deepcopy
 
24
import math
 
25
import sha
 
26
import struct
 
27
import tempfile
 
28
import zlib
 
29
 
 
30
from bzrlib import (
 
31
    chunk_writer,
 
32
    debug,
 
33
    errors,
 
34
    index,
 
35
    lru_cache,
 
36
    osutils,
 
37
    trace,
 
38
    )
 
39
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
40
from bzrlib.osutils import basename, dirname
 
41
from bzrlib.transport import get_transport
 
42
 
 
43
 
 
44
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
45
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
46
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
47
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
48
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
49
 
 
50
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
51
_PAGE_SIZE = 4096
 
52
 
 
53
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
54
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
55
 
 
56
 
 
57
class _BuilderRow(object):
 
58
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
59
 
 
60
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
61
        in the tree.
 
62
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
63
    """
 
64
 
 
65
    def __init__(self):
 
66
        """Create a _BuilderRow."""
 
67
        self.nodes = 0
 
68
        self.spool = tempfile.TemporaryFile()
 
69
        self.writer = None
 
70
 
 
71
    def finish_node(self, pad=True):
 
72
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
73
        if self.nodes == 0:
 
74
            # padded note:
 
75
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
76
        skipped_bytes = 0
 
77
        if not pad and padding:
 
78
            del byte_lines[-1]
 
79
            skipped_bytes = padding
 
80
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
81
        if (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE != 0:
 
82
            raise AssertionError("incorrect node length")
 
83
        self.nodes += 1
 
84
        self.writer = None
 
85
 
 
86
 
 
87
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
88
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
89
 
 
90
    def finish_node(self, pad=True):
 
91
        if not pad:
 
92
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
93
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
94
 
 
95
 
 
96
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
97
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
98
 
 
99
 
 
100
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
101
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
102
 
 
103
    The resulting graph has the structure:
 
104
 
 
105
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
106
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
107
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
108
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
109
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
110
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
111
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
112
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
113
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
114
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
115
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
116
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
117
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
118
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
119
    ROWS           := ROW*
 
120
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
121
    ABSENT         := 'a'
 
122
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
123
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
124
    REFERENCE      := KEY
 
125
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
126
    """
 
127
 
 
128
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
129
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
130
 
 
131
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
132
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
133
        """
 
134
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
135
            key_elements=key_elements)
 
136
        self._spill_at = spill_at
 
137
        self._backing_indices = []
 
138
 
 
139
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
140
        """Add a node to the index.
 
141
 
 
142
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
143
        disk spilling will be triggered.
 
144
 
 
145
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
146
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
147
            defined for this index.
 
148
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
149
            reference to another key.
 
150
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
151
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
152
        """
 
153
        index.GraphIndexBuilder.add_node(self, key, value, references=references)
 
154
        if len(self._keys) < self._spill_at:
 
155
            return
 
156
        iterators_to_combine = [iter(sorted(self._iter_mem_nodes()))]
 
157
        pos = -1
 
158
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
159
            if backing is None:
 
160
                pos -= 1
 
161
                break
 
162
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
163
        backing_pos = pos + 1
 
164
        new_backing_file, size = \
 
165
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine))
 
166
        new_backing = BTreeGraphIndex(
 
167
            get_transport(dirname(new_backing_file.name)),
 
168
            basename(new_backing_file.name), size)
 
169
        # GC will clean up the file
 
170
        new_backing._file = new_backing_file
 
171
        if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
172
            self._backing_indices.append(None)
 
173
        self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
174
        for pos in range(backing_pos):
 
175
            self._backing_indices[pos] = None
 
176
        self._keys = set()
 
177
        self._nodes = {}
 
178
        self._nodes_by_key = {}
 
179
 
 
180
    def add_nodes(self, nodes):
 
181
        """Add nodes to the index.
 
182
 
 
183
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
184
        """
 
185
        if self.reference_lists:
 
186
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
187
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
188
        else:
 
189
            for (key, value) in nodes:
 
190
                self.add_node(key, value)
 
191
 
 
192
    def _iter_mem_nodes(self):
 
193
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
194
        if self.reference_lists:
 
195
            for key, (absent, references, value) in self._nodes.iteritems():
 
196
                if not absent:
 
197
                    yield self, key, value, references
 
198
        else:
 
199
            for key, (absent, references, value) in self._nodes.iteritems():
 
200
                if not absent:
 
201
                    yield self, key, value
 
202
 
 
203
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
204
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
205
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
206
                yield value
 
207
            return
 
208
        current_values = []
 
209
        for iterator in iterators_to_combine:
 
210
            try:
 
211
                current_values.append(iterator.next())
 
212
            except StopIteration:
 
213
                current_values.append(None)
 
214
        last = None
 
215
        while True:
 
216
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
217
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
218
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
219
            if not len(candidates):
 
220
                return
 
221
            selected = min(candidates)
 
222
            # undecorate back to (pos, node)
 
223
            selected = selected[1]
 
224
            if last == selected[1][1]:
 
225
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
226
            last = selected[1][1]
 
227
            # Yield, with self as the index
 
228
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
229
            pos = selected[0]
 
230
            try:
 
231
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
232
            except StopIteration:
 
233
                current_values[pos] = None
 
234
 
 
235
    def _add_key(self, string_key, line, rows):
 
236
        """Add a key to the current chunk.
 
237
 
 
238
        :param string_key: The key to add.
 
239
        :param line: The fully serialised key and value.
 
240
        """
 
241
        if rows[-1].writer is None:
 
242
            # opening a new leaf chunk;
 
243
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
244
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
245
                # preserve the height of the tree
 
246
                if internal_row.writer is None:
 
247
                    length = _PAGE_SIZE
 
248
                    if internal_row.nodes == 0:
 
249
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
250
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0)
 
251
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
252
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
253
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
254
            # add a new leaf
 
255
            length = _PAGE_SIZE
 
256
            if rows[-1].nodes == 0:
 
257
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
258
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length)
 
259
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
260
        if rows[-1].writer.write(line):
 
261
            # this key did not fit in the node:
 
262
            rows[-1].finish_node()
 
263
            key_line = string_key + "\n"
 
264
            new_row = True
 
265
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
266
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
267
                # doesn't fit then propogate upwards until we find one that
 
268
                # it does fit into.
 
269
                if row.writer.write(key_line):
 
270
                    row.finish_node()
 
271
                else:
 
272
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
273
                    new_row = False
 
274
                    break
 
275
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
276
            # division point, then we need a new root:
 
277
            if new_row:
 
278
                # We need a new row
 
279
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
280
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
281
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
282
                reserved_bytes = 0
 
283
                rows.insert(0, new_row)
 
284
                # This will be padded, hence the -100
 
285
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
286
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
287
                    reserved_bytes)
 
288
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
289
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
290
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
291
                new_row.writer.write(key_line)
 
292
            self._add_key(string_key, line, rows)
 
293
 
 
294
    def _write_nodes(self, node_iterator):
 
295
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
296
 
 
297
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
298
            match the output given by iter_all_entries.
 
299
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
300
            the nodes.
 
301
        """
 
302
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
303
        # etc.
 
304
        rows = []
 
305
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
306
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
307
        # direct lookup
 
308
        key_count = 0
 
309
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
310
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
311
        self.row_lengths = []
 
312
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
313
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
314
        # propogate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
315
        # row above, transitively.
 
316
        for node in node_iterator:
 
317
            if key_count == 0:
 
318
                # First key triggers the first row
 
319
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
320
            key_count += 1
 
321
            # TODO: Flattening the node into a string key and a line should
 
322
            #       probably be put into a pyrex function. We can do a quick
 
323
            #       iter over all the entries to determine the final length,
 
324
            #       and then do a single malloc() rather than lots of
 
325
            #       intermediate mallocs as we build everything up.
 
326
            #       ATM 3 / 13s are spent flattening nodes (10s is compressing)
 
327
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
328
                                    self.reference_lists)
 
329
            self._add_key(string_key, line, rows)
 
330
        for row in reversed(rows):
 
331
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
332
            row.finish_node(pad=pad)
 
333
        result = tempfile.NamedTemporaryFile()
 
334
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
335
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
336
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
337
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
338
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
339
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
340
        result.writelines(lines)
 
341
        position = sum(map(len, lines))
 
342
        root_row = True
 
343
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
344
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
345
                                 " reserved space: %d > %d"
 
346
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
347
        # write the rows out:
 
348
        for row in rows:
 
349
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
350
            row.spool.flush()
 
351
            row.spool.seek(0)
 
352
            # copy nodes to the finalised file.
 
353
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
354
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
355
            result.write(node[reserved:])
 
356
            result.write("\x00" * (reserved - position))
 
357
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
358
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
359
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
360
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
361
                    raise AssertionError("Not enough data copied")
 
362
        result.flush()
 
363
        size = result.tell()
 
364
        result.seek(0)
 
365
        return result, size
 
366
 
 
367
    def finish(self):
 
368
        """Finalise the index.
 
369
 
 
370
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
371
            to the index.
 
372
        """
 
373
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
374
 
 
375
    def iter_all_entries(self):
 
376
        """Iterate over all keys within the index
 
377
 
 
378
        :return: An iterable of (index, key, reference_lists, value). There is no
 
379
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
380
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
381
        """
 
382
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
383
            trace.mutter_callsite(3,
 
384
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
385
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
386
        # be getting called routinely anyway.
 
387
        iterators = [iter(sorted(self._iter_mem_nodes()))]
 
388
        for backing in self._backing_indices:
 
389
            if backing is not None:
 
390
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
391
        if len(iterators) == 1:
 
392
            return iterators[0]
 
393
        return self._iter_smallest(iterators)
 
394
 
 
395
    def iter_entries(self, keys):
 
396
        """Iterate over keys within the index.
 
397
 
 
398
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
399
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
400
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
401
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
402
        """
 
403
        keys = set(keys)
 
404
        if self.reference_lists:
 
405
            for key in keys.intersection(self._keys):
 
406
                node = self._nodes[key]
 
407
                if not node[0]:
 
408
                    yield self, key, node[2], node[1]
 
409
        else:
 
410
            for key in keys.intersection(self._keys):
 
411
                node = self._nodes[key]
 
412
                if not node[0]:
 
413
                    yield self, key, node[2]
 
414
        keys.difference_update(self._keys)
 
415
        for backing in self._backing_indices:
 
416
            if backing is None:
 
417
                continue
 
418
            if not keys:
 
419
                return
 
420
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
421
                keys.remove(node[1])
 
422
                yield (self,) + node[1:]
 
423
 
 
424
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
425
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
426
 
 
427
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
428
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
429
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
430
        only the former key is returned.
 
431
 
 
432
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
433
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
434
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
435
            The first element cannot be 'None'.
 
436
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
437
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
438
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
439
            returned.
 
440
        """
 
441
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
442
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
443
        keys = set(keys)
 
444
        if not keys:
 
445
            return
 
446
        for backing in self._backing_indices:
 
447
            if backing is None:
 
448
                continue
 
449
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
450
                yield (self,) + node[1:]
 
451
        if self._key_length == 1:
 
452
            for key in keys:
 
453
                # sanity check
 
454
                if key[0] is None:
 
455
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
456
                if len(key) != self._key_length:
 
457
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
458
                try:
 
459
                    node = self._nodes[key]
 
460
                except KeyError:
 
461
                    continue
 
462
                if node[0]:
 
463
                    continue
 
464
                if self.reference_lists:
 
465
                    yield self, key, node[2], node[1]
 
466
                else:
 
467
                    yield self, key, node[2]
 
468
            return
 
469
        for key in keys:
 
470
            # sanity check
 
471
            if key[0] is None:
 
472
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
473
            if len(key) != self._key_length:
 
474
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
475
            # find what it refers to:
 
476
            key_dict = self._nodes_by_key
 
477
            elements = list(key)
 
478
            # find the subdict to return
 
479
            try:
 
480
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
481
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
482
                    elements.pop(0)
 
483
            except KeyError:
 
484
                # a non-existant lookup.
 
485
                continue
 
486
            if len(elements):
 
487
                dicts = [key_dict]
 
488
                while dicts:
 
489
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
490
                    # can't be empty or would not exist
 
491
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
492
                    if type(value) == dict:
 
493
                        # push keys
 
494
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
495
                    else:
 
496
                        # yield keys
 
497
                        for value in key_dict.itervalues():
 
498
                            yield (self, ) + value
 
499
            else:
 
500
                yield (self, ) + key_dict
 
501
 
 
502
    def key_count(self):
 
503
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
504
 
 
505
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
506
        """
 
507
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
 
508
            self._backing_indices if backing is not None)
 
509
 
 
510
    def validate(self):
 
511
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
512
 
 
513
 
 
514
class _LeafNode(object):
 
515
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
516
 
 
517
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
518
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
519
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
520
        self.keys = dict(_btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
521
            key_length, ref_list_length))
 
522
 
 
523
 
 
524
class _InternalNode(object):
 
525
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
526
 
 
527
    def __init__(self, bytes):
 
528
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
529
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
530
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
531
 
 
532
    def _parse_lines(self, lines):
 
533
        nodes = []
 
534
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
535
        for line in lines[2:]:
 
536
            if line == '':
 
537
                break
 
538
            nodes.append(tuple(line.split('\0')))
 
539
        return nodes
 
540
 
 
541
 
 
542
class BTreeGraphIndex(object):
 
543
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
544
 
 
545
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
546
    memory except when very large walks are done.
 
547
    """
 
548
 
 
549
    def __init__(self, transport, name, size):
 
550
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
551
 
 
552
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
553
        :param name: The file name of the index on transport.
 
554
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
555
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
556
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
557
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
558
            allows single-IO to read the entire index.
 
559
        """
 
560
        self._transport = transport
 
561
        self._name = name
 
562
        self._size = size
 
563
        self._file = None
 
564
        self._page_size = transport.recommended_page_size()
 
565
        self._root_node = None
 
566
        # Default max size is 100,000 leave values
 
567
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
568
        self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
569
        self._internal_node_cache = lru_cache.LRUCache()
 
570
        self._key_count = None
 
571
        self._row_lengths = None
 
572
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
573
 
 
574
    def __eq__(self, other):
 
575
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
576
        return (
 
577
            type(self) == type(other) and
 
578
            self._transport == other._transport and
 
579
            self._name == other._name and
 
580
            self._size == other._size)
 
581
 
 
582
    def __ne__(self, other):
 
583
        return not self.__eq__(other)
 
584
 
 
585
    def _get_root_node(self):
 
586
        if self._root_node is None:
 
587
            # We may not have a root node yet
 
588
            nodes = list(self._read_nodes([0]))
 
589
            if len(nodes):
 
590
                self._root_node = nodes[0][1]
 
591
        return self._root_node
 
592
 
 
593
    def _cache_nodes(self, nodes, cache):
 
594
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
595
 
 
596
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
597
        being inserted it into the _node_cache.
 
598
 
 
599
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
600
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
601
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
602
        cachable.
 
603
 
 
604
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
605
        """
 
606
        if len(nodes) > cache._max_cache:
 
607
            trace.mutter('Requesting %s > %s nodes, not all will be cached',
 
608
                         len(nodes), cache._max_cache)
 
609
        found = {}
 
610
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
611
            if node_pos == 0: # Special case
 
612
                self._root_node = node
 
613
            else:
 
614
                cache.add(node_pos, node)
 
615
            found[node_pos] = node
 
616
        return found
 
617
 
 
618
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
619
        found = {}
 
620
        needed = []
 
621
        for idx in node_indexes:
 
622
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
623
                found[0] = self._root_node
 
624
                continue
 
625
            try:
 
626
                found[idx] = cache[idx]
 
627
            except KeyError:
 
628
                needed.append(idx)
 
629
        found.update(self._cache_nodes(needed, cache))
 
630
        return found
 
631
 
 
632
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
633
        """Get a node, from cache or disk.
 
634
 
 
635
        After getting it, the node will be cached.
 
636
        """
 
637
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
638
 
 
639
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
640
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
641
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
642
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
643
            for node in found.itervalues():
 
644
                for key, value in node.keys.iteritems():
 
645
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
646
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
647
                        # before.
 
648
                        break
 
649
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
650
        return found
 
651
 
 
652
    def iter_all_entries(self):
 
653
        """Iterate over all keys within the index.
 
654
 
 
655
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
656
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
657
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
658
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
659
            the most efficient order for the index.
 
660
        """
 
661
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
662
            trace.mutter_callsite(3,
 
663
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
664
        if not self.key_count():
 
665
            return
 
666
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
667
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
668
        needed_nodes = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
669
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
670
        # for spilling index builds to disk.
 
671
        if self.node_ref_lists:
 
672
            for _, node in self._read_nodes(needed_nodes):
 
673
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
674
                    yield (self, key, value, refs)
 
675
        else:
 
676
            for _, node in self._read_nodes(needed_nodes):
 
677
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
678
                    yield (self, key, value)
 
679
 
 
680
    @staticmethod
 
681
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
682
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
683
 
 
684
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
685
        fixed_keys
 
686
 
 
687
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
688
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
689
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
690
        """
 
691
        if not in_keys:
 
692
            return []
 
693
        if not fixed_keys:
 
694
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
695
            # fall to the left.
 
696
            return [(0, in_keys)]
 
697
 
 
698
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
699
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
700
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
701
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
702
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
703
        #       function, so there is even more to be gained.
 
704
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
705
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
706
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
707
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
708
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
709
        #     offsets = {}
 
710
        #     for key in in_keys:
 
711
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
712
        #                            []).append(key)
 
713
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
714
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
715
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
716
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
717
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
718
 
 
719
        class InputDone(Exception): pass
 
720
        class FixedDone(Exception): pass
 
721
 
 
722
        output = []
 
723
        cur_out = []
 
724
 
 
725
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
726
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
727
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
728
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
729
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
730
        try:
 
731
            while True:
 
732
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
733
                    cur_keys = []
 
734
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
735
                    output.append(cur_out)
 
736
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
737
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
738
                        try:
 
739
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
740
                        except StopIteration:
 
741
                            raise InputDone
 
742
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
743
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
744
                # the end
 
745
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
746
                    try:
 
747
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
748
                    except StopIteration:
 
749
                        raise FixedDone
 
750
        except InputDone:
 
751
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
752
            pass
 
753
        except FixedDone:
 
754
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
755
            # have to add one more for the tail
 
756
            cur_keys = [cur_in_key]
 
757
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
758
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
759
            output.append(cur_out)
 
760
        return output
 
761
 
 
762
    def iter_entries(self, keys):
 
763
        """Iterate over keys within the index.
 
764
 
 
765
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
766
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
767
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
768
            key supplied that is in the index will be returned.
 
769
        """
 
770
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
771
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
772
        # large queries are being made.
 
773
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
774
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
775
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
776
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
777
        # which it then bisects for, etc.)
 
778
        keys = frozenset(keys)
 
779
        if not keys:
 
780
            return
 
781
 
 
782
        if not self.key_count():
 
783
            return
 
784
 
 
785
        needed_keys = []
 
786
        if self._leaf_value_cache is None:
 
787
            needed_keys = keys
 
788
        else:
 
789
            for key in keys:
 
790
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
791
                if value is not None:
 
792
                    # This key is known not to be here, skip it
 
793
                    value, refs = value
 
794
                    if self.node_ref_lists:
 
795
                        yield (self, key, value, refs)
 
796
                    else:
 
797
                        yield (self, key, value)
 
798
                else:
 
799
                    needed_keys.append(key)
 
800
 
 
801
        last_key = None
 
802
        needed_keys = keys
 
803
        if not needed_keys:
 
804
            return
 
805
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
806
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
807
        # large queries are being made.
 
808
        needed_keys = sorted(needed_keys)
 
809
 
 
810
        nodes_and_keys = [(0, needed_keys)]
 
811
 
 
812
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
813
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
814
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
815
 
 
816
            next_nodes_and_keys = []
 
817
            for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
818
                node = nodes[node_index]
 
819
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
820
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
821
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
822
                                           for pos, s_keys in positions])
 
823
            nodes_and_keys = next_nodes_and_keys
 
824
        # We should now be at the _LeafNodes
 
825
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
826
 
 
827
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
828
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
829
 
 
830
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
831
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
832
            if not sub_keys:
 
833
                continue
 
834
            node = nodes[node_index]
 
835
            for next_sub_key in sub_keys:
 
836
                if next_sub_key in node.keys:
 
837
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
 
838
                    if self.node_ref_lists:
 
839
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
840
                    else:
 
841
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
842
 
 
843
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
844
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
845
 
 
846
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
847
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
848
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
849
        only the former key is returned.
 
850
 
 
851
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
852
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
853
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
854
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
855
 
 
856
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
857
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
858
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
859
            The first element cannot be 'None'.
 
860
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
861
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
862
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
863
            returned.
 
864
        """
 
865
        keys = sorted(set(keys))
 
866
        if not keys:
 
867
            return
 
868
        # Load if needed to check key lengths
 
869
        if self._key_count is None:
 
870
            self._get_root_node()
 
871
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
872
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
873
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
874
        nodes = {}
 
875
        if self.node_ref_lists:
 
876
            if self._key_length == 1:
 
877
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
878
                    nodes[key] = value, refs
 
879
            else:
 
880
                nodes_by_key = {}
 
881
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
882
                    key_value = key, value, refs
 
883
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
884
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
885
                    key_dict = nodes_by_key
 
886
                    for subkey in key[:-1]:
 
887
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
888
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
889
        else:
 
890
            if self._key_length == 1:
 
891
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
892
                    nodes[key] = value
 
893
            else:
 
894
                nodes_by_key = {}
 
895
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
896
                    key_value = key, value
 
897
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
898
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
899
                    key_dict = nodes_by_key
 
900
                    for subkey in key[:-1]:
 
901
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
902
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
903
        if self._key_length == 1:
 
904
            for key in keys:
 
905
                # sanity check
 
906
                if key[0] is None:
 
907
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
908
                if len(key) != self._key_length:
 
909
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
910
                try:
 
911
                    if self.node_ref_lists:
 
912
                        value, node_refs = nodes[key]
 
913
                        yield self, key, value, node_refs
 
914
                    else:
 
915
                        yield self, key, nodes[key]
 
916
                except KeyError:
 
917
                    pass
 
918
            return
 
919
        for key in keys:
 
920
            # sanity check
 
921
            if key[0] is None:
 
922
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
923
            if len(key) != self._key_length:
 
924
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
925
            # find what it refers to:
 
926
            key_dict = nodes_by_key
 
927
            elements = list(key)
 
928
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
929
            try:
 
930
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
931
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
932
                    elements.pop(0)
 
933
            except KeyError:
 
934
                # a non-existant lookup.
 
935
                continue
 
936
            if len(elements):
 
937
                dicts = [key_dict]
 
938
                while dicts:
 
939
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
940
                    # can't be empty or would not exist
 
941
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
942
                    if type(value) == dict:
 
943
                        # push keys
 
944
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
945
                    else:
 
946
                        # yield keys
 
947
                        for value in key_dict.itervalues():
 
948
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
949
                            # ready to yield.
 
950
                            yield (self, ) + value
 
951
            else:
 
952
                # the last thing looked up was a terminal element
 
953
                yield (self, ) + key_dict
 
954
 
 
955
    def key_count(self):
 
956
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
957
 
 
958
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
959
        header.
 
960
        """
 
961
        if self._key_count is None:
 
962
            self._get_root_node()
 
963
        return self._key_count
 
964
 
 
965
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
966
        """Parse the header from a region of bytes.
 
967
 
 
968
        :param bytes: The data to parse.
 
969
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
970
            data. (which may be of length 0).
 
971
        """
 
972
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
973
        if not signature == self._signature():
 
974
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
975
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
976
        options_line = lines[0]
 
977
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
978
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
979
        try:
 
980
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
981
        except ValueError:
 
982
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
983
        options_line = lines[1]
 
984
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
985
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
986
        try:
 
987
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
988
        except ValueError:
 
989
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
990
        options_line = lines[2]
 
991
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
992
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
993
        try:
 
994
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
995
        except ValueError:
 
996
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
997
        options_line = lines[3]
 
998
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
999
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1000
        try:
 
1001
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1002
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1003
                if len(length)])
 
1004
        except ValueError:
 
1005
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1006
        offsets = []
 
1007
        row_offset = 0
 
1008
        for row in self._row_lengths:
 
1009
            offsets.append(row_offset)
 
1010
            row_offset += row
 
1011
        offsets.append(row_offset)
 
1012
        self._row_offsets = offsets
 
1013
 
 
1014
        # calculate the bytes we have processed
 
1015
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1016
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1017
 
 
1018
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1019
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1020
 
 
1021
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1022
        node, the yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1023
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1024
        a read may improve performance.
 
1025
 
 
1026
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1027
        :return: None
 
1028
        """
 
1029
        ranges = []
 
1030
        for index in nodes:
 
1031
            offset = index * _PAGE_SIZE
 
1032
            size = _PAGE_SIZE
 
1033
            if index == 0:
 
1034
                # Root node - special case
 
1035
                if self._size:
 
1036
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1037
                else:
 
1038
                    stream = self._transport.get(self._name)
 
1039
                    start = stream.read(_PAGE_SIZE)
 
1040
                    # Avoid doing this again
 
1041
                    self._size = len(start)
 
1042
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1043
            else:
 
1044
                size = min(size, self._size - offset)
 
1045
            ranges.append((offset, size))
 
1046
        if not ranges:
 
1047
            return
 
1048
        if self._file is None:
 
1049
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1050
        else:
 
1051
            data_ranges = []
 
1052
            for offset, size in ranges:
 
1053
                self._file.seek(offset)
 
1054
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1055
        for offset, data in data_ranges:
 
1056
            if offset == 0:
 
1057
                # extract the header
 
1058
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1059
                if len(data) == 0:
 
1060
                    continue
 
1061
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1062
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1063
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
 
1064
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1065
                node = _InternalNode(bytes)
 
1066
            else:
 
1067
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1068
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1069
 
 
1070
    def _signature(self):
 
1071
        """The file signature for this index type."""
 
1072
        return _BTSIGNATURE
 
1073
 
 
1074
    def validate(self):
 
1075
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1076
        # just read and parse every node.
 
1077
        self._get_root_node()
 
1078
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1079
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1080
        else:
 
1081
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1082
            start_node = 1
 
1083
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1084
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1085
            pass
 
1086
 
 
1087
 
 
1088
try:
 
1089
    from bzrlib import _btree_serializer_c as _btree_serializer
 
1090
except ImportError:
 
1091
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer