/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: Sabin Iacob
  • Date: 2009-03-23 14:59:43 UTC
  • mto: (4189.1.1 integration)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 4193.
  • Revision ID: iacobs@m0n5t3r.info-20090323145943-3s3p1px5q1rkh2e5
update FSF mailing address

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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 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 struct
 
26
import tempfile
 
27
import zlib
 
28
 
 
29
from bzrlib import (
 
30
    chunk_writer,
 
31
    debug,
 
32
    errors,
 
33
    index,
 
34
    lru_cache,
 
35
    osutils,
 
36
    trace,
 
37
    )
 
38
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
39
from bzrlib.transport import get_transport
 
40
 
 
41
 
 
42
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
43
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
44
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
45
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
46
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
47
 
 
48
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
49
_PAGE_SIZE = 4096
 
50
 
 
51
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
52
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
53
 
 
54
 
 
55
class _BuilderRow(object):
 
56
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
57
 
 
58
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
59
        in the tree.
 
60
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
61
    """
 
62
 
 
63
    def __init__(self):
 
64
        """Create a _BuilderRow."""
 
65
        self.nodes = 0
 
66
        self.spool = tempfile.TemporaryFile()
 
67
        self.writer = None
 
68
 
 
69
    def finish_node(self, pad=True):
 
70
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
71
        if self.nodes == 0:
 
72
            # padded note:
 
73
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
74
        skipped_bytes = 0
 
75
        if not pad and padding:
 
76
            del byte_lines[-1]
 
77
            skipped_bytes = padding
 
78
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
79
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
80
        if remainder != 0:
 
81
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
82
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
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
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
139
        self._nodes = {}
 
140
        # Indicate it hasn't been built yet
 
141
        self._nodes_by_key = None
 
142
        self._optimize_for_size = False
 
143
 
 
144
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
145
        """Add a node to the index.
 
146
 
 
147
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
148
        disk spilling will be triggered.
 
149
 
 
150
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
151
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
152
            defined for this index.
 
153
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
154
            reference to another key.
 
155
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
156
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
157
        """
 
158
        # we don't care about absent_references
 
159
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
160
        if key in self._nodes:
 
161
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
162
        self._nodes[key] = (node_refs, value)
 
163
        self._keys.add(key)
 
164
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
165
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
166
        if len(self._keys) < self._spill_at:
 
167
            return
 
168
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
169
 
 
170
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
171
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
172
 
 
173
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
174
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
175
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
176
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
177
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
178
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
179
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
180
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
181
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
182
        """
 
183
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
184
        pos = -1
 
185
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
186
            if backing is None:
 
187
                pos -= 1
 
188
                break
 
189
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
190
        backing_pos = pos + 1
 
191
        new_backing_file, size = \
 
192
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
193
                              allow_optimize=False)
 
194
        dir_path, base_name = osutils.split(new_backing_file.name)
 
195
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
196
        #       direct access to the new_backing._file object
 
197
        new_backing = BTreeGraphIndex(get_transport(dir_path),
 
198
                                      base_name, size)
 
199
        # GC will clean up the file
 
200
        new_backing._file = new_backing_file
 
201
        if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
202
            self._backing_indices.append(None)
 
203
        self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
204
        for pos in range(backing_pos):
 
205
            self._backing_indices[pos] = None
 
206
        self._keys = set()
 
207
        self._nodes = {}
 
208
        self._nodes_by_key = None
 
209
 
 
210
    def add_nodes(self, nodes):
 
211
        """Add nodes to the index.
 
212
 
 
213
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
214
        """
 
215
        if self.reference_lists:
 
216
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
217
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
218
        else:
 
219
            for (key, value) in nodes:
 
220
                self.add_node(key, value)
 
221
 
 
222
    def _iter_mem_nodes(self):
 
223
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
224
        nodes = self._nodes
 
225
        if self.reference_lists:
 
226
            for key in sorted(nodes):
 
227
                references, value = nodes[key]
 
228
                yield self, key, value, references
 
229
        else:
 
230
            for key in sorted(nodes):
 
231
                references, value = nodes[key]
 
232
                yield self, key, value
 
233
 
 
234
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
235
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
236
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
237
                yield value
 
238
            return
 
239
        current_values = []
 
240
        for iterator in iterators_to_combine:
 
241
            try:
 
242
                current_values.append(iterator.next())
 
243
            except StopIteration:
 
244
                current_values.append(None)
 
245
        last = None
 
246
        while True:
 
247
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
248
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
249
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
250
            if not len(candidates):
 
251
                return
 
252
            selected = min(candidates)
 
253
            # undecorate back to (pos, node)
 
254
            selected = selected[1]
 
255
            if last == selected[1][1]:
 
256
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
257
            last = selected[1][1]
 
258
            # Yield, with self as the index
 
259
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
260
            pos = selected[0]
 
261
            try:
 
262
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
263
            except StopIteration:
 
264
                current_values[pos] = None
 
265
 
 
266
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
267
        """Add a key to the current chunk.
 
268
 
 
269
        :param string_key: The key to add.
 
270
        :param line: The fully serialised key and value.
 
271
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
272
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
273
            functionality.
 
274
        """
 
275
        if rows[-1].writer is None:
 
276
            # opening a new leaf chunk;
 
277
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
278
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
279
                # preserve the height of the tree
 
280
                if internal_row.writer is None:
 
281
                    length = _PAGE_SIZE
 
282
                    if internal_row.nodes == 0:
 
283
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
284
                    if allow_optimize:
 
285
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
286
                    else:
 
287
                        optimize_for_size = False
 
288
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
289
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
290
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
291
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
292
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
293
            # add a new leaf
 
294
            length = _PAGE_SIZE
 
295
            if rows[-1].nodes == 0:
 
296
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
297
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
298
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
299
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
300
        if rows[-1].writer.write(line):
 
301
            # this key did not fit in the node:
 
302
            rows[-1].finish_node()
 
303
            key_line = string_key + "\n"
 
304
            new_row = True
 
305
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
306
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
307
                # doesn't fit then propogate upwards until we find one that
 
308
                # it does fit into.
 
309
                if row.writer.write(key_line):
 
310
                    row.finish_node()
 
311
                else:
 
312
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
313
                    new_row = False
 
314
                    break
 
315
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
316
            # division point, then we need a new root:
 
317
            if new_row:
 
318
                # We need a new row
 
319
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
320
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
321
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
322
                reserved_bytes = 0
 
323
                rows.insert(0, new_row)
 
324
                # This will be padded, hence the -100
 
325
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
326
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
327
                    reserved_bytes,
 
328
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
329
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
330
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
331
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
332
                new_row.writer.write(key_line)
 
333
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
334
 
 
335
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
336
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
337
 
 
338
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
339
            match the output given by iter_all_entries.
 
340
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
341
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
342
            functionality.
 
343
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
344
            the nodes.
 
345
        """
 
346
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
347
        # etc.
 
348
        rows = []
 
349
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
350
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
351
        # direct lookup
 
352
        key_count = 0
 
353
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
354
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
355
        self.row_lengths = []
 
356
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
357
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
358
        # propogate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
359
        # row above, transitively.
 
360
        for node in node_iterator:
 
361
            if key_count == 0:
 
362
                # First key triggers the first row
 
363
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
364
            key_count += 1
 
365
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
366
                                    self.reference_lists)
 
367
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
368
        for row in reversed(rows):
 
369
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
370
            row.finish_node(pad=pad)
 
371
        result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
372
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
373
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
374
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
375
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
376
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
377
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
378
        result.writelines(lines)
 
379
        position = sum(map(len, lines))
 
380
        root_row = True
 
381
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
382
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
383
                                 " reserved space: %d > %d"
 
384
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
385
        # write the rows out:
 
386
        for row in rows:
 
387
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
388
            row.spool.flush()
 
389
            row.spool.seek(0)
 
390
            # copy nodes to the finalised file.
 
391
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
392
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
393
            result.write(node[reserved:])
 
394
            result.write("\x00" * (reserved - position))
 
395
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
396
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
397
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
398
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
399
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
400
                        " expected: %d, got: %d"
 
401
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
402
                           copied_len))
 
403
        result.flush()
 
404
        size = result.tell()
 
405
        result.seek(0)
 
406
        return result, size
 
407
 
 
408
    def finish(self):
 
409
        """Finalise the index.
 
410
 
 
411
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
412
            to the index.
 
413
        """
 
414
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
415
 
 
416
    def iter_all_entries(self):
 
417
        """Iterate over all keys within the index
 
418
 
 
419
        :return: An iterable of (index, key, reference_lists, value). There is no
 
420
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
421
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
422
        """
 
423
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
424
            trace.mutter_callsite(3,
 
425
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
426
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
427
        # be getting called routinely anyway.
 
428
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
429
        for backing in self._backing_indices:
 
430
            if backing is not None:
 
431
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
432
        if len(iterators) == 1:
 
433
            return iterators[0]
 
434
        return self._iter_smallest(iterators)
 
435
 
 
436
    def iter_entries(self, keys):
 
437
        """Iterate over keys within the index.
 
438
 
 
439
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
440
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
441
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
442
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
443
        """
 
444
        keys = set(keys)
 
445
        local_keys = keys.intersection(self._keys)
 
446
        if self.reference_lists:
 
447
            for key in local_keys:
 
448
                node = self._nodes[key]
 
449
                yield self, key, node[1], node[0]
 
450
        else:
 
451
            for key in local_keys:
 
452
                node = self._nodes[key]
 
453
                yield self, key, node[1]
 
454
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
455
        # yet.
 
456
        if not self._backing_indices:
 
457
            return # We won't find anything there either
 
458
        # Remove all of the keys that we found locally
 
459
        keys.difference_update(local_keys)
 
460
        for backing in self._backing_indices:
 
461
            if backing is None:
 
462
                continue
 
463
            if not keys:
 
464
                return
 
465
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
466
                keys.remove(node[1])
 
467
                yield (self,) + node[1:]
 
468
 
 
469
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
470
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
471
 
 
472
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
473
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
474
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
475
        only the former key is returned.
 
476
 
 
477
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
478
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
479
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
480
            The first element cannot be 'None'.
 
481
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
482
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
483
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
484
            returned.
 
485
        """
 
486
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
487
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
488
        keys = set(keys)
 
489
        if not keys:
 
490
            return
 
491
        for backing in self._backing_indices:
 
492
            if backing is None:
 
493
                continue
 
494
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
495
                yield (self,) + node[1:]
 
496
        if self._key_length == 1:
 
497
            for key in keys:
 
498
                # sanity check
 
499
                if key[0] is None:
 
500
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
501
                if len(key) != self._key_length:
 
502
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
503
                try:
 
504
                    node = self._nodes[key]
 
505
                except KeyError:
 
506
                    continue
 
507
                if self.reference_lists:
 
508
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
509
                else:
 
510
                    yield self, key, node[1]
 
511
            return
 
512
        for key in keys:
 
513
            # sanity check
 
514
            if key[0] is None:
 
515
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
516
            if len(key) != self._key_length:
 
517
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
518
            # find what it refers to:
 
519
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
520
            elements = list(key)
 
521
            # find the subdict to return
 
522
            try:
 
523
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
524
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
525
                    elements.pop(0)
 
526
            except KeyError:
 
527
                # a non-existant lookup.
 
528
                continue
 
529
            if len(elements):
 
530
                dicts = [key_dict]
 
531
                while dicts:
 
532
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
533
                    # can't be empty or would not exist
 
534
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
535
                    if type(value) == dict:
 
536
                        # push keys
 
537
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
538
                    else:
 
539
                        # yield keys
 
540
                        for value in key_dict.itervalues():
 
541
                            yield (self, ) + value
 
542
            else:
 
543
                yield (self, ) + key_dict
 
544
 
 
545
    def _get_nodes_by_key(self):
 
546
        if self._nodes_by_key is None:
 
547
            nodes_by_key = {}
 
548
            if self.reference_lists:
 
549
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
550
                    key_dict = nodes_by_key
 
551
                    for subkey in key[:-1]:
 
552
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
553
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
554
            else:
 
555
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
556
                    key_dict = nodes_by_key
 
557
                    for subkey in key[:-1]:
 
558
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
559
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
560
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
561
        return self._nodes_by_key
 
562
 
 
563
    def key_count(self):
 
564
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
565
 
 
566
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
567
        """
 
568
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
 
569
            self._backing_indices if backing is not None)
 
570
 
 
571
    def validate(self):
 
572
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
573
 
 
574
 
 
575
class _LeafNode(object):
 
576
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
577
 
 
578
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
579
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
580
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
581
        self.keys = dict(_btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
582
            key_length, ref_list_length))
 
583
 
 
584
 
 
585
class _InternalNode(object):
 
586
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
587
 
 
588
    def __init__(self, bytes):
 
589
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
590
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
591
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
592
 
 
593
    def _parse_lines(self, lines):
 
594
        nodes = []
 
595
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
596
        for line in lines[2:]:
 
597
            if line == '':
 
598
                break
 
599
            nodes.append(tuple(line.split('\0')))
 
600
        return nodes
 
601
 
 
602
 
 
603
class BTreeGraphIndex(object):
 
604
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
605
 
 
606
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
607
    memory except when very large walks are done.
 
608
    """
 
609
 
 
610
    def __init__(self, transport, name, size):
 
611
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
612
 
 
613
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
614
        :param name: The file name of the index on transport.
 
615
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
616
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
617
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
618
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
619
            allows single-IO to read the entire index.
 
620
        """
 
621
        self._transport = transport
 
622
        self._name = name
 
623
        self._size = size
 
624
        self._file = None
 
625
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
626
        self._root_node = None
 
627
        # Default max size is 100,000 leave values
 
628
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
629
        self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
630
        self._internal_node_cache = lru_cache.LRUCache()
 
631
        self._key_count = None
 
632
        self._row_lengths = None
 
633
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
634
 
 
635
    def __eq__(self, other):
 
636
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
637
        return (
 
638
            type(self) == type(other) and
 
639
            self._transport == other._transport and
 
640
            self._name == other._name and
 
641
            self._size == other._size)
 
642
 
 
643
    def __ne__(self, other):
 
644
        return not self.__eq__(other)
 
645
 
 
646
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
647
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
648
 
 
649
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
650
        being inserted it into the _node_cache.
 
651
 
 
652
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
653
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
654
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
655
        cachable.
 
656
 
 
657
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
658
        """
 
659
        found = {}
 
660
        start_of_leaves = None
 
661
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
662
            if node_pos == 0: # Special case
 
663
                self._root_node = node
 
664
            else:
 
665
                if start_of_leaves is None:
 
666
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
667
                if node_pos < start_of_leaves:
 
668
                    self._internal_node_cache.add(node_pos, node)
 
669
                else:
 
670
                    self._leaf_node_cache.add(node_pos, node)
 
671
            found[node_pos] = node
 
672
        return found
 
673
 
 
674
    def _compute_recommended_pages(self):
 
675
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
676
 
 
677
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
678
        pages fit in that length.
 
679
        """
 
680
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
681
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
682
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
683
        return recommended_pages
 
684
 
 
685
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
686
        """How many pages are in the index.
 
687
 
 
688
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
689
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
690
        """
 
691
        if self._size is None:
 
692
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
693
                                 ' called when self._size is None')
 
694
        if self._root_node is not None:
 
695
            # This is the number of pages as defined by the header
 
696
            return self._row_offsets[-1]
 
697
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
698
        # should be indentical.
 
699
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
700
        return total_pages
 
701
 
 
702
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
703
        """Find extra pages to download.
 
704
 
 
705
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
706
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
707
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
708
        out what other pages we might want to read.
 
709
 
 
710
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
711
 
 
712
        :param offsets: The offsets to be read
 
713
        :return: A list of offsets to download
 
714
        """
 
715
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
716
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
717
 
 
718
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
719
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
720
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
721
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
722
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
723
            return offsets
 
724
        if self._size is None:
 
725
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
726
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
727
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
728
            return offsets
 
729
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
730
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
731
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
732
        # do so.
 
733
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
734
            # Read whatever is left
 
735
            if cached_offsets:
 
736
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
737
                               if x not in cached_offsets]
 
738
            else:
 
739
                expanded = range(total_pages)
 
740
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
741
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
742
            return expanded
 
743
 
 
744
        if self._root_node is None:
 
745
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
746
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
747
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
748
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
749
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
750
            # layer index is small
 
751
            final_offsets = offsets
 
752
        else:
 
753
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
754
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
755
                # We haven't read enough to justify expansion
 
756
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
757
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
758
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
759
                # start expanding our requests.
 
760
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
761
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
762
                return offsets
 
763
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
764
                                                      total_pages)
 
765
 
 
766
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
767
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
768
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
769
        return final_offsets
 
770
 
 
771
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
772
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
773
 
 
774
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
775
        want to expand.
 
776
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
777
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
778
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
779
        oddly.
 
780
 
 
781
        :param offsets: requested offsets
 
782
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
783
        :return: A set() of offsets after expansion
 
784
        """
 
785
        final_offsets = set(offsets)
 
786
        first = end = None
 
787
        new_tips = set(final_offsets)
 
788
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
789
            next_tips = set()
 
790
            for pos in new_tips:
 
791
                if first is None:
 
792
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
793
                previous = pos - 1
 
794
                if (previous > 0
 
795
                    and previous not in cached_offsets
 
796
                    and previous not in final_offsets
 
797
                    and previous >= first):
 
798
                    next_tips.add(previous)
 
799
                after = pos + 1
 
800
                if (after < total_pages
 
801
                    and after not in cached_offsets
 
802
                    and after not in final_offsets
 
803
                    and after < end):
 
804
                    next_tips.add(after)
 
805
                # This would keep us from going bigger than
 
806
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
807
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
808
                # reasonable to expand all points equally.
 
809
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
810
                #     break
 
811
            final_offsets.update(next_tips)
 
812
            new_tips = next_tips
 
813
        return final_offsets
 
814
 
 
815
    def external_references(self, ref_list_num):
 
816
        if self._root_node is None:
 
817
            self._get_root_node()
 
818
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
819
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
820
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
821
        keys = set()
 
822
        refs = set()
 
823
        for node in self.iter_all_entries():
 
824
            keys.add(node[1])
 
825
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
826
        return refs - keys
 
827
 
 
828
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
829
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
830
 
 
831
        :return: (first, end)
 
832
            first is the first node in this layer
 
833
            end is the first node of the next layer
 
834
        """
 
835
        first = end = 0
 
836
        for roffset in self._row_offsets:
 
837
            first = end
 
838
            end = roffset
 
839
            if offset < roffset:
 
840
                break
 
841
        return first, end
 
842
 
 
843
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
844
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
845
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
846
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
847
        if self._root_node is not None:
 
848
            cached_offsets.add(0)
 
849
        return cached_offsets
 
850
 
 
851
    def _get_root_node(self):
 
852
        if self._root_node is None:
 
853
            # We may not have a root node yet
 
854
            self._get_internal_nodes([0])
 
855
        return self._root_node
 
856
 
 
857
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
858
        found = {}
 
859
        needed = []
 
860
        for idx in node_indexes:
 
861
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
862
                found[0] = self._root_node
 
863
                continue
 
864
            try:
 
865
                found[idx] = cache[idx]
 
866
            except KeyError:
 
867
                needed.append(idx)
 
868
        if not needed:
 
869
            return found
 
870
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
871
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
872
        return found
 
873
 
 
874
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
875
        """Get a node, from cache or disk.
 
876
 
 
877
        After getting it, the node will be cached.
 
878
        """
 
879
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
880
 
 
881
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
882
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
883
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
884
            for node in nodes.itervalues():
 
885
                for key, value in node.keys.iteritems():
 
886
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
887
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
888
                        # before.
 
889
                        break
 
890
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
891
 
 
892
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
893
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
894
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
895
        self._cache_leaf_values(found)
 
896
        return found
 
897
 
 
898
    def iter_all_entries(self):
 
899
        """Iterate over all keys within the index.
 
900
 
 
901
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
902
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
903
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
904
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
905
            the most efficient order for the index.
 
906
        """
 
907
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
908
            trace.mutter_callsite(3,
 
909
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
910
        if not self.key_count():
 
911
            return
 
912
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
913
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
914
            if self.node_ref_lists:
 
915
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
916
                    yield (self, key, value, refs)
 
917
            else:
 
918
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
919
                    yield (self, key, value)
 
920
            return
 
921
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
922
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
923
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
924
        if needed_offsets == [0]:
 
925
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
926
            # read everything
 
927
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
928
        else:
 
929
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
930
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
931
        # for spilling index builds to disk.
 
932
        if self.node_ref_lists:
 
933
            for _, node in nodes:
 
934
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
935
                    yield (self, key, value, refs)
 
936
        else:
 
937
            for _, node in nodes:
 
938
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
939
                    yield (self, key, value)
 
940
 
 
941
    @staticmethod
 
942
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
943
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
944
 
 
945
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
946
        fixed_keys
 
947
 
 
948
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
949
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
950
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
951
        """
 
952
        if not in_keys:
 
953
            return []
 
954
        if not fixed_keys:
 
955
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
956
            # fall to the left.
 
957
            return [(0, in_keys)]
 
958
 
 
959
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
960
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
961
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
962
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
963
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
964
        #       function, so there is even more to be gained.
 
965
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
966
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
967
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
968
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
969
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
970
        #     offsets = {}
 
971
        #     for key in in_keys:
 
972
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
973
        #                            []).append(key)
 
974
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
975
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
976
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
977
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
978
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
979
 
 
980
        class InputDone(Exception): pass
 
981
        class FixedDone(Exception): pass
 
982
 
 
983
        output = []
 
984
        cur_out = []
 
985
 
 
986
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
987
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
988
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
989
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
990
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
991
        try:
 
992
            while True:
 
993
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
994
                    cur_keys = []
 
995
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
996
                    output.append(cur_out)
 
997
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
998
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
999
                        try:
 
1000
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1001
                        except StopIteration:
 
1002
                            raise InputDone
 
1003
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1004
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1005
                # the end
 
1006
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1007
                    try:
 
1008
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1009
                    except StopIteration:
 
1010
                        raise FixedDone
 
1011
        except InputDone:
 
1012
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1013
            pass
 
1014
        except FixedDone:
 
1015
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1016
            # have to add one more for the tail
 
1017
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1018
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1019
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1020
            output.append(cur_out)
 
1021
        return output
 
1022
 
 
1023
    def iter_entries(self, keys):
 
1024
        """Iterate over keys within the index.
 
1025
 
 
1026
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1027
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1028
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1029
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1030
        """
 
1031
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1032
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1033
        # large queries are being made.
 
1034
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1035
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1036
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1037
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1038
        # which it then bisects for, etc.)
 
1039
        keys = frozenset(keys)
 
1040
        if not keys:
 
1041
            return
 
1042
 
 
1043
        if not self.key_count():
 
1044
            return
 
1045
 
 
1046
        needed_keys = []
 
1047
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1048
            needed_keys = keys
 
1049
        else:
 
1050
            for key in keys:
 
1051
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1052
                if value is not None:
 
1053
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1054
                    value, refs = value
 
1055
                    if self.node_ref_lists:
 
1056
                        yield (self, key, value, refs)
 
1057
                    else:
 
1058
                        yield (self, key, value)
 
1059
                else:
 
1060
                    needed_keys.append(key)
 
1061
 
 
1062
        last_key = None
 
1063
        needed_keys = keys
 
1064
        if not needed_keys:
 
1065
            return
 
1066
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1067
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1068
        # large queries are being made.
 
1069
        needed_keys = sorted(needed_keys)
 
1070
 
 
1071
        nodes_and_keys = [(0, needed_keys)]
 
1072
 
 
1073
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1074
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
1075
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1076
 
 
1077
            next_nodes_and_keys = []
 
1078
            for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1079
                node = nodes[node_index]
 
1080
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1081
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1082
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1083
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1084
            nodes_and_keys = next_nodes_and_keys
 
1085
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1086
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
1087
 
 
1088
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1089
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1090
 
 
1091
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1092
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1093
            if not sub_keys:
 
1094
                continue
 
1095
            node = nodes[node_index]
 
1096
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1097
                if next_sub_key in node.keys:
 
1098
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
 
1099
                    if self.node_ref_lists:
 
1100
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1101
                    else:
 
1102
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1103
 
 
1104
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1105
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1106
 
 
1107
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1108
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1109
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1110
        only the former key is returned.
 
1111
 
 
1112
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1113
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1114
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1115
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1116
 
 
1117
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1118
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1119
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1120
            The first element cannot be 'None'.
 
1121
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1122
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1123
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1124
            returned.
 
1125
        """
 
1126
        keys = sorted(set(keys))
 
1127
        if not keys:
 
1128
            return
 
1129
        # Load if needed to check key lengths
 
1130
        if self._key_count is None:
 
1131
            self._get_root_node()
 
1132
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1133
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1134
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1135
        nodes = {}
 
1136
        if self.node_ref_lists:
 
1137
            if self._key_length == 1:
 
1138
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1139
                    nodes[key] = value, refs
 
1140
            else:
 
1141
                nodes_by_key = {}
 
1142
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1143
                    key_value = key, value, refs
 
1144
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1145
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1146
                    key_dict = nodes_by_key
 
1147
                    for subkey in key[:-1]:
 
1148
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1149
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1150
        else:
 
1151
            if self._key_length == 1:
 
1152
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1153
                    nodes[key] = value
 
1154
            else:
 
1155
                nodes_by_key = {}
 
1156
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1157
                    key_value = key, value
 
1158
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1159
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1160
                    key_dict = nodes_by_key
 
1161
                    for subkey in key[:-1]:
 
1162
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1163
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1164
        if self._key_length == 1:
 
1165
            for key in keys:
 
1166
                # sanity check
 
1167
                if key[0] is None:
 
1168
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1169
                if len(key) != self._key_length:
 
1170
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1171
                try:
 
1172
                    if self.node_ref_lists:
 
1173
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1174
                        yield self, key, value, node_refs
 
1175
                    else:
 
1176
                        yield self, key, nodes[key]
 
1177
                except KeyError:
 
1178
                    pass
 
1179
            return
 
1180
        for key in keys:
 
1181
            # sanity check
 
1182
            if key[0] is None:
 
1183
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1184
            if len(key) != self._key_length:
 
1185
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1186
            # find what it refers to:
 
1187
            key_dict = nodes_by_key
 
1188
            elements = list(key)
 
1189
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1190
            try:
 
1191
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1192
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1193
                    elements.pop(0)
 
1194
            except KeyError:
 
1195
                # a non-existant lookup.
 
1196
                continue
 
1197
            if len(elements):
 
1198
                dicts = [key_dict]
 
1199
                while dicts:
 
1200
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1201
                    # can't be empty or would not exist
 
1202
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1203
                    if type(value) == dict:
 
1204
                        # push keys
 
1205
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1206
                    else:
 
1207
                        # yield keys
 
1208
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1209
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1210
                            # ready to yield.
 
1211
                            yield (self, ) + value
 
1212
            else:
 
1213
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1214
                yield (self, ) + key_dict
 
1215
 
 
1216
    def key_count(self):
 
1217
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1218
 
 
1219
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1220
        header.
 
1221
        """
 
1222
        if self._key_count is None:
 
1223
            self._get_root_node()
 
1224
        return self._key_count
 
1225
 
 
1226
    def _compute_row_offsets(self):
 
1227
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1228
        offsets = []
 
1229
        row_offset = 0
 
1230
        for row in self._row_lengths:
 
1231
            offsets.append(row_offset)
 
1232
            row_offset += row
 
1233
        offsets.append(row_offset)
 
1234
        self._row_offsets = offsets
 
1235
 
 
1236
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1237
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1238
 
 
1239
        :param bytes: The data to parse.
 
1240
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1241
            data. (which may be of length 0).
 
1242
        """
 
1243
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1244
        if not signature == self._signature():
 
1245
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1246
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1247
        options_line = lines[0]
 
1248
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1249
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1250
        try:
 
1251
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1252
        except ValueError:
 
1253
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1254
        options_line = lines[1]
 
1255
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1256
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1257
        try:
 
1258
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1259
        except ValueError:
 
1260
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1261
        options_line = lines[2]
 
1262
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1263
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1264
        try:
 
1265
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1266
        except ValueError:
 
1267
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1268
        options_line = lines[3]
 
1269
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1270
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1271
        try:
 
1272
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1273
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1274
                if len(length)])
 
1275
        except ValueError:
 
1276
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1277
        self._compute_row_offsets()
 
1278
 
 
1279
        # calculate the bytes we have processed
 
1280
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1281
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1282
 
 
1283
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1284
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1285
 
 
1286
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1287
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1288
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1289
        a read may improve performance.
 
1290
 
 
1291
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1292
        :return: None
 
1293
        """
 
1294
        # may be the byte string of the whole file
 
1295
        bytes = None
 
1296
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1297
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1298
        ranges = []
 
1299
        for index in nodes:
 
1300
            offset = index * _PAGE_SIZE
 
1301
            size = _PAGE_SIZE
 
1302
            if index == 0:
 
1303
                # Root node - special case
 
1304
                if self._size:
 
1305
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1306
                else:
 
1307
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1308
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1309
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1310
                    self._size = len(bytes)
 
1311
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1312
                    ranges.append((0, len(bytes)))
 
1313
                    break
 
1314
            else:
 
1315
                if offset > self._size:
 
1316
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1317
                                         ' of the file %s > %s'
 
1318
                                         % (offset, self._size))
 
1319
                size = min(size, self._size - offset)
 
1320
            ranges.append((offset, size))
 
1321
        if not ranges:
 
1322
            return
 
1323
        elif bytes is not None:
 
1324
            # already have the whole file
 
1325
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+_PAGE_SIZE])
 
1326
                           for start in xrange(0, len(bytes), _PAGE_SIZE)]
 
1327
        elif self._file is None:
 
1328
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1329
        else:
 
1330
            data_ranges = []
 
1331
            for offset, size in ranges:
 
1332
                self._file.seek(offset)
 
1333
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1334
        for offset, data in data_ranges:
 
1335
            if offset == 0:
 
1336
                # extract the header
 
1337
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1338
                if len(data) == 0:
 
1339
                    continue
 
1340
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1341
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1342
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
 
1343
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1344
                node = _InternalNode(bytes)
 
1345
            else:
 
1346
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1347
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1348
 
 
1349
    def _signature(self):
 
1350
        """The file signature for this index type."""
 
1351
        return _BTSIGNATURE
 
1352
 
 
1353
    def validate(self):
 
1354
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1355
        # just read and parse every node.
 
1356
        self._get_root_node()
 
1357
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1358
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1359
        else:
 
1360
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1361
            start_node = 1
 
1362
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1363
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1364
            pass
 
1365
 
 
1366
 
 
1367
try:
 
1368
    from bzrlib import _btree_serializer_c as _btree_serializer
 
1369
except ImportError:
 
1370
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer