/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: Canonical.com Patch Queue Manager
  • Date: 2009-10-19 10:59:16 UTC
  • mfrom: (4585.1.10 foreign-tests)
  • Revision ID: pqm@pqm.ubuntu.com-20091019105916-6z2jo34eqr6s0008
(Jelmer) Add infrastructure for testing foreign branch
        implementations.

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 cStringIO
 
21
from bisect import bisect_right
 
22
import math
 
23
import tempfile
 
24
import zlib
 
25
 
 
26
from bzrlib import (
 
27
    chunk_writer,
 
28
    debug,
 
29
    errors,
 
30
    fifo_cache,
 
31
    index,
 
32
    lru_cache,
 
33
    osutils,
 
34
    trace,
 
35
    )
 
36
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
37
from bzrlib.transport import get_transport
 
38
 
 
39
 
 
40
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
41
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
42
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
43
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
44
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
45
 
 
46
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
47
_PAGE_SIZE = 4096
 
48
 
 
49
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
50
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
51
 
 
52
 
 
53
class _BuilderRow(object):
 
54
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
55
 
 
56
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
57
        in the tree.
 
58
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
59
    """
 
60
 
 
61
    def __init__(self):
 
62
        """Create a _BuilderRow."""
 
63
        self.nodes = 0
 
64
        self.spool = None# tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
65
        self.writer = None
 
66
 
 
67
    def finish_node(self, pad=True):
 
68
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
69
        if self.nodes == 0:
 
70
            self.spool = cStringIO.StringIO()
 
71
            # padded note:
 
72
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
73
        elif self.nodes == 1:
 
74
            # We got bigger than 1 node, switch to a temp file
 
75
            spool = tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
76
            spool.write(self.spool.getvalue())
 
77
            self.spool = spool
 
78
        skipped_bytes = 0
 
79
        if not pad and padding:
 
80
            del byte_lines[-1]
 
81
            skipped_bytes = padding
 
82
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
83
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
84
        if remainder != 0:
 
85
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
86
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
87
        self.nodes += 1
 
88
        self.writer = None
 
89
 
 
90
 
 
91
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
92
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
93
 
 
94
    def finish_node(self, pad=True):
 
95
        if not pad:
 
96
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
97
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
98
 
 
99
 
 
100
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
101
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
102
 
 
103
 
 
104
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
105
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
106
 
 
107
    The resulting graph has the structure:
 
108
 
 
109
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
110
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
111
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
112
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
113
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
114
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
115
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
116
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
117
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
118
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
119
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
120
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
121
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
122
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
123
    ROWS           := ROW*
 
124
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
125
    ABSENT         := 'a'
 
126
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
127
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
128
    REFERENCE      := KEY
 
129
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
130
    """
 
131
 
 
132
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
133
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
134
 
 
135
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
136
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
137
        """
 
138
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
139
            key_elements=key_elements)
 
140
        self._spill_at = spill_at
 
141
        self._backing_indices = []
 
142
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
143
        self._nodes = {}
 
144
        # Indicate it hasn't been built yet
 
145
        self._nodes_by_key = None
 
146
        self._optimize_for_size = False
 
147
 
 
148
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
149
        """Add a node to the index.
 
150
 
 
151
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
152
        disk spilling will be triggered.
 
153
 
 
154
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
155
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
156
            defined for this index.
 
157
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
158
            reference to another key.
 
159
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
160
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
161
        """
 
162
        # we don't care about absent_references
 
163
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
164
        if key in self._nodes:
 
165
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
166
        # TODO: StaticTuple
 
167
        self._nodes[key] = (node_refs, value)
 
168
        self._keys.add(key)
 
169
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
170
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
171
        if len(self._keys) < self._spill_at:
 
172
            return
 
173
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
174
 
 
175
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
176
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
177
 
 
178
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
179
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
180
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
181
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
182
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
183
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
184
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
185
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
186
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
187
        """
 
188
        if self._combine_backing_indices:
 
189
            (new_backing_file, size,
 
190
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
 
191
        else:
 
192
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
 
193
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
194
        #       direct access to the new_backing._file object
 
195
        new_backing = BTreeGraphIndex(get_transport('.'), '<temp>', size)
 
196
        # GC will clean up the file
 
197
        new_backing._file = new_backing_file
 
198
        if self._combine_backing_indices:
 
199
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
200
                self._backing_indices.append(None)
 
201
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
202
            for backing_pos in range(backing_pos):
 
203
                self._backing_indices[backing_pos] = None
 
204
        else:
 
205
            self._backing_indices.append(new_backing)
 
206
        self._keys = set()
 
207
        self._nodes = {}
 
208
        self._nodes_by_key = None
 
209
 
 
210
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
 
211
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
 
212
 
 
213
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
 
214
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
215
        pos = -1
 
216
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
217
            if backing is None:
 
218
                pos -= 1
 
219
                break
 
220
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
221
        backing_pos = pos + 1
 
222
        new_backing_file, size = \
 
223
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
224
                              allow_optimize=False)
 
225
        return new_backing_file, size, backing_pos
 
226
 
 
227
    def add_nodes(self, nodes):
 
228
        """Add nodes to the index.
 
229
 
 
230
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
231
        """
 
232
        if self.reference_lists:
 
233
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
234
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
235
        else:
 
236
            for (key, value) in nodes:
 
237
                self.add_node(key, value)
 
238
 
 
239
    def _iter_mem_nodes(self):
 
240
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
241
        nodes = self._nodes
 
242
        if self.reference_lists:
 
243
            for key in sorted(nodes):
 
244
                references, value = nodes[key]
 
245
                yield self, key, value, references
 
246
        else:
 
247
            for key in sorted(nodes):
 
248
                references, value = nodes[key]
 
249
                yield self, key, value
 
250
 
 
251
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
252
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
253
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
254
                yield value
 
255
            return
 
256
        current_values = []
 
257
        for iterator in iterators_to_combine:
 
258
            try:
 
259
                current_values.append(iterator.next())
 
260
            except StopIteration:
 
261
                current_values.append(None)
 
262
        last = None
 
263
        while True:
 
264
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
265
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
266
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
267
            if not len(candidates):
 
268
                return
 
269
            selected = min(candidates)
 
270
            # undecorate back to (pos, node)
 
271
            selected = selected[1]
 
272
            if last == selected[1][1]:
 
273
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
274
            last = selected[1][1]
 
275
            # Yield, with self as the index
 
276
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
277
            pos = selected[0]
 
278
            try:
 
279
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
280
            except StopIteration:
 
281
                current_values[pos] = None
 
282
 
 
283
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
284
        """Add a key to the current chunk.
 
285
 
 
286
        :param string_key: The key to add.
 
287
        :param line: The fully serialised key and value.
 
288
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
289
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
290
            functionality.
 
291
        """
 
292
        if rows[-1].writer is None:
 
293
            # opening a new leaf chunk;
 
294
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
295
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
296
                # preserve the height of the tree
 
297
                if internal_row.writer is None:
 
298
                    length = _PAGE_SIZE
 
299
                    if internal_row.nodes == 0:
 
300
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
301
                    if allow_optimize:
 
302
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
303
                    else:
 
304
                        optimize_for_size = False
 
305
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
306
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
307
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
308
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
309
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
310
            # add a new leaf
 
311
            length = _PAGE_SIZE
 
312
            if rows[-1].nodes == 0:
 
313
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
314
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
315
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
316
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
317
        if rows[-1].writer.write(line):
 
318
            # this key did not fit in the node:
 
319
            rows[-1].finish_node()
 
320
            key_line = string_key + "\n"
 
321
            new_row = True
 
322
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
323
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
324
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
325
                # it does fit into.
 
326
                if row.writer.write(key_line):
 
327
                    row.finish_node()
 
328
                else:
 
329
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
330
                    new_row = False
 
331
                    break
 
332
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
333
            # division point, then we need a new root:
 
334
            if new_row:
 
335
                # We need a new row
 
336
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
337
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
338
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
339
                reserved_bytes = 0
 
340
                rows.insert(0, new_row)
 
341
                # This will be padded, hence the -100
 
342
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
343
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
344
                    reserved_bytes,
 
345
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
346
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
347
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
348
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
349
                new_row.writer.write(key_line)
 
350
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
351
 
 
352
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
353
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
354
 
 
355
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
356
            match the output given by iter_all_entries.
 
357
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
358
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
359
            functionality.
 
360
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
361
            the nodes.
 
362
        """
 
363
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
364
        # etc.
 
365
        rows = []
 
366
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
367
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
368
        # direct lookup
 
369
        key_count = 0
 
370
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
371
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
372
        self.row_lengths = []
 
373
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
374
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
375
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
376
        # row above, transitively.
 
377
        for node in node_iterator:
 
378
            if key_count == 0:
 
379
                # First key triggers the first row
 
380
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
381
            key_count += 1
 
382
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
383
                                    self.reference_lists)
 
384
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
385
        for row in reversed(rows):
 
386
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
387
            row.finish_node(pad=pad)
 
388
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
389
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
390
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
391
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
392
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
393
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
394
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
395
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
396
        else:
 
397
            result = cStringIO.StringIO()
 
398
        result.writelines(lines)
 
399
        position = sum(map(len, lines))
 
400
        root_row = True
 
401
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
402
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
403
                                 " reserved space: %d > %d"
 
404
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
405
        # write the rows out:
 
406
        for row in rows:
 
407
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
408
            row.spool.flush()
 
409
            row.spool.seek(0)
 
410
            # copy nodes to the finalised file.
 
411
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
412
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
413
            result.write(node[reserved:])
 
414
            result.write("\x00" * (reserved - position))
 
415
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
416
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
417
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
418
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
419
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
420
                        " expected: %d, got: %d"
 
421
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
422
                           copied_len))
 
423
        result.flush()
 
424
        size = result.tell()
 
425
        result.seek(0)
 
426
        return result, size
 
427
 
 
428
    def finish(self):
 
429
        """Finalise the index.
 
430
 
 
431
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
432
            to the index.
 
433
        """
 
434
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
435
 
 
436
    def iter_all_entries(self):
 
437
        """Iterate over all keys within the index
 
438
 
 
439
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
440
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
441
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
442
        """
 
443
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
444
            trace.mutter_callsite(3,
 
445
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
446
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
447
        # be getting called routinely anyway.
 
448
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
449
        for backing in self._backing_indices:
 
450
            if backing is not None:
 
451
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
452
        if len(iterators) == 1:
 
453
            return iterators[0]
 
454
        return self._iter_smallest(iterators)
 
455
 
 
456
    def iter_entries(self, keys):
 
457
        """Iterate over keys within the index.
 
458
 
 
459
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
460
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
461
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
462
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
463
        """
 
464
        keys = set(keys)
 
465
        local_keys = keys.intersection(self._keys)
 
466
        if self.reference_lists:
 
467
            for key in local_keys:
 
468
                node = self._nodes[key]
 
469
                yield self, key, node[1], node[0]
 
470
        else:
 
471
            for key in local_keys:
 
472
                node = self._nodes[key]
 
473
                yield self, key, node[1]
 
474
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
475
        # yet.
 
476
        if not self._backing_indices:
 
477
            return # We won't find anything there either
 
478
        # Remove all of the keys that we found locally
 
479
        keys.difference_update(local_keys)
 
480
        for backing in self._backing_indices:
 
481
            if backing is None:
 
482
                continue
 
483
            if not keys:
 
484
                return
 
485
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
486
                keys.remove(node[1])
 
487
                yield (self,) + node[1:]
 
488
 
 
489
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
490
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
491
 
 
492
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
493
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
494
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
495
        only the former key is returned.
 
496
 
 
497
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
498
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
499
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
500
            The first element cannot be 'None'.
 
501
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
502
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
503
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
504
            returned.
 
505
        """
 
506
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
507
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
508
        keys = set(keys)
 
509
        if not keys:
 
510
            return
 
511
        for backing in self._backing_indices:
 
512
            if backing is None:
 
513
                continue
 
514
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
515
                yield (self,) + node[1:]
 
516
        if self._key_length == 1:
 
517
            for key in keys:
 
518
                # sanity check
 
519
                if key[0] is None:
 
520
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
521
                if len(key) != self._key_length:
 
522
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
523
                try:
 
524
                    node = self._nodes[key]
 
525
                except KeyError:
 
526
                    continue
 
527
                if self.reference_lists:
 
528
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
529
                else:
 
530
                    yield self, key, node[1]
 
531
            return
 
532
        for key in keys:
 
533
            # sanity check
 
534
            if key[0] is None:
 
535
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
536
            if len(key) != self._key_length:
 
537
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
538
            # find what it refers to:
 
539
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
540
            elements = list(key)
 
541
            # find the subdict to return
 
542
            try:
 
543
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
544
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
545
                    elements.pop(0)
 
546
            except KeyError:
 
547
                # a non-existant lookup.
 
548
                continue
 
549
            if len(elements):
 
550
                dicts = [key_dict]
 
551
                while dicts:
 
552
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
553
                    # can't be empty or would not exist
 
554
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
555
                    if type(value) == dict:
 
556
                        # push keys
 
557
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
558
                    else:
 
559
                        # yield keys
 
560
                        for value in key_dict.itervalues():
 
561
                            yield (self, ) + value
 
562
            else:
 
563
                yield (self, ) + key_dict
 
564
 
 
565
    def _get_nodes_by_key(self):
 
566
        if self._nodes_by_key is None:
 
567
            nodes_by_key = {}
 
568
            if self.reference_lists:
 
569
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
570
                    key_dict = nodes_by_key
 
571
                    for subkey in key[:-1]:
 
572
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
573
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
574
            else:
 
575
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
576
                    key_dict = nodes_by_key
 
577
                    for subkey in key[:-1]:
 
578
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
579
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
580
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
581
        return self._nodes_by_key
 
582
 
 
583
    def key_count(self):
 
584
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
585
 
 
586
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
587
        """
 
588
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
 
589
            self._backing_indices if backing is not None)
 
590
 
 
591
    def validate(self):
 
592
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
593
 
 
594
 
 
595
class _LeafNode(object):
 
596
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
597
 
 
598
    __slots__ = ('keys', 'min_key', 'max_key')
 
599
 
 
600
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
601
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
602
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
603
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
604
            key_length, ref_list_length)
 
605
        if key_list:
 
606
            self.min_key = key_list[0][0]
 
607
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
608
        else:
 
609
            self.min_key = self.max_key = None
 
610
        self.keys = dict(key_list)
 
611
 
 
612
 
 
613
class _InternalNode(object):
 
614
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
615
 
 
616
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
617
 
 
618
    def __init__(self, bytes):
 
619
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
620
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
621
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
622
 
 
623
    def _parse_lines(self, lines):
 
624
        nodes = []
 
625
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
626
        for line in lines[2:]:
 
627
            if line == '':
 
628
                break
 
629
            # TODO: Switch to StaticTuple here.
 
630
            nodes.append(tuple(map(intern, line.split('\0'))))
 
631
        return nodes
 
632
 
 
633
 
 
634
class BTreeGraphIndex(object):
 
635
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
636
 
 
637
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
638
    memory except when very large walks are done.
 
639
    """
 
640
 
 
641
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False):
 
642
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
643
 
 
644
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
645
        :param name: The file name of the index on transport.
 
646
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
647
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
648
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
649
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
650
            allows single-IO to read the entire index.
 
651
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
652
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
653
            cache all leaf nodes.
 
654
        """
 
655
        self._transport = transport
 
656
        self._name = name
 
657
        self._size = size
 
658
        self._file = None
 
659
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
660
        self._root_node = None
 
661
        # Default max size is 100,000 leave values
 
662
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
663
        if unlimited_cache:
 
664
            self._leaf_node_cache = {}
 
665
            self._internal_node_cache = {}
 
666
        else:
 
667
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
668
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
669
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
670
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
671
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
672
        self._key_count = None
 
673
        self._row_lengths = None
 
674
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
675
 
 
676
    def __eq__(self, other):
 
677
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
678
        return (
 
679
            type(self) == type(other) and
 
680
            self._transport == other._transport and
 
681
            self._name == other._name and
 
682
            self._size == other._size)
 
683
 
 
684
    def __ne__(self, other):
 
685
        return not self.__eq__(other)
 
686
 
 
687
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
688
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
689
 
 
690
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
691
        being inserted it into the _node_cache.
 
692
 
 
693
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
694
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
695
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
696
        cachable.
 
697
 
 
698
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
699
        """
 
700
        found = {}
 
701
        start_of_leaves = None
 
702
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
703
            if node_pos == 0: # Special case
 
704
                self._root_node = node
 
705
            else:
 
706
                if start_of_leaves is None:
 
707
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
708
                if node_pos < start_of_leaves:
 
709
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
710
                else:
 
711
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
712
            found[node_pos] = node
 
713
        return found
 
714
 
 
715
    def _compute_recommended_pages(self):
 
716
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
717
 
 
718
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
719
        pages fit in that length.
 
720
        """
 
721
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
722
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
723
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
724
        return recommended_pages
 
725
 
 
726
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
727
        """How many pages are in the index.
 
728
 
 
729
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
730
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
731
        """
 
732
        if self._size is None:
 
733
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
734
                                 ' called when self._size is None')
 
735
        if self._root_node is not None:
 
736
            # This is the number of pages as defined by the header
 
737
            return self._row_offsets[-1]
 
738
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
739
        # should be indentical.
 
740
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
741
        return total_pages
 
742
 
 
743
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
744
        """Find extra pages to download.
 
745
 
 
746
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
747
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
748
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
749
        out what other pages we might want to read.
 
750
 
 
751
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
752
 
 
753
        :param offsets: The offsets to be read
 
754
        :return: A list of offsets to download
 
755
        """
 
756
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
757
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
758
 
 
759
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
760
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
761
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
762
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
763
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
764
            return offsets
 
765
        if self._size is None:
 
766
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
767
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
768
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
769
            return offsets
 
770
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
771
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
772
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
773
        # do so.
 
774
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
775
            # Read whatever is left
 
776
            if cached_offsets:
 
777
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
778
                               if x not in cached_offsets]
 
779
            else:
 
780
                expanded = range(total_pages)
 
781
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
782
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
783
            return expanded
 
784
 
 
785
        if self._root_node is None:
 
786
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
787
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
788
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
789
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
790
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
791
            # layer index is small
 
792
            final_offsets = offsets
 
793
        else:
 
794
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
795
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
796
                # We haven't read enough to justify expansion
 
797
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
798
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
799
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
800
                # start expanding our requests.
 
801
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
802
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
803
                return offsets
 
804
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
805
                                                      total_pages)
 
806
 
 
807
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
808
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
809
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
810
        return final_offsets
 
811
 
 
812
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
813
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
814
 
 
815
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
816
        want to expand.
 
817
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
818
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
819
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
820
        oddly.
 
821
 
 
822
        :param offsets: requested offsets
 
823
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
824
        :return: A set() of offsets after expansion
 
825
        """
 
826
        final_offsets = set(offsets)
 
827
        first = end = None
 
828
        new_tips = set(final_offsets)
 
829
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
830
            next_tips = set()
 
831
            for pos in new_tips:
 
832
                if first is None:
 
833
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
834
                previous = pos - 1
 
835
                if (previous > 0
 
836
                    and previous not in cached_offsets
 
837
                    and previous not in final_offsets
 
838
                    and previous >= first):
 
839
                    next_tips.add(previous)
 
840
                after = pos + 1
 
841
                if (after < total_pages
 
842
                    and after not in cached_offsets
 
843
                    and after not in final_offsets
 
844
                    and after < end):
 
845
                    next_tips.add(after)
 
846
                # This would keep us from going bigger than
 
847
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
848
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
849
                # reasonable to expand all points equally.
 
850
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
851
                #     break
 
852
            final_offsets.update(next_tips)
 
853
            new_tips = next_tips
 
854
        return final_offsets
 
855
 
 
856
    def external_references(self, ref_list_num):
 
857
        if self._root_node is None:
 
858
            self._get_root_node()
 
859
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
860
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
861
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
862
        keys = set()
 
863
        refs = set()
 
864
        for node in self.iter_all_entries():
 
865
            keys.add(node[1])
 
866
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
867
        return refs - keys
 
868
 
 
869
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
870
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
871
 
 
872
        :return: (first, end)
 
873
            first is the first node in this layer
 
874
            end is the first node of the next layer
 
875
        """
 
876
        first = end = 0
 
877
        for roffset in self._row_offsets:
 
878
            first = end
 
879
            end = roffset
 
880
            if offset < roffset:
 
881
                break
 
882
        return first, end
 
883
 
 
884
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
885
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
886
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
887
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
888
        if self._root_node is not None:
 
889
            cached_offsets.add(0)
 
890
        return cached_offsets
 
891
 
 
892
    def _get_root_node(self):
 
893
        if self._root_node is None:
 
894
            # We may not have a root node yet
 
895
            self._get_internal_nodes([0])
 
896
        return self._root_node
 
897
 
 
898
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
899
        found = {}
 
900
        needed = []
 
901
        for idx in node_indexes:
 
902
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
903
                found[0] = self._root_node
 
904
                continue
 
905
            try:
 
906
                found[idx] = cache[idx]
 
907
            except KeyError:
 
908
                needed.append(idx)
 
909
        if not needed:
 
910
            return found
 
911
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
912
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
913
        return found
 
914
 
 
915
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
916
        """Get a node, from cache or disk.
 
917
 
 
918
        After getting it, the node will be cached.
 
919
        """
 
920
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
921
 
 
922
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
923
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
924
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
925
            for node in nodes.itervalues():
 
926
                for key, value in node.keys.iteritems():
 
927
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
928
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
929
                        # before.
 
930
                        break
 
931
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
932
 
 
933
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
934
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
935
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
936
        self._cache_leaf_values(found)
 
937
        return found
 
938
 
 
939
    def iter_all_entries(self):
 
940
        """Iterate over all keys within the index.
 
941
 
 
942
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
943
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
944
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
945
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
946
            the most efficient order for the index.
 
947
        """
 
948
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
949
            trace.mutter_callsite(3,
 
950
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
951
        if not self.key_count():
 
952
            return
 
953
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
954
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
955
            if self.node_ref_lists:
 
956
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
957
                    yield (self, key, value, refs)
 
958
            else:
 
959
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
960
                    yield (self, key, value)
 
961
            return
 
962
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
963
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
964
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
965
        if needed_offsets == [0]:
 
966
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
967
            # read everything
 
968
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
969
        else:
 
970
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
971
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
972
        # for spilling index builds to disk.
 
973
        if self.node_ref_lists:
 
974
            for _, node in nodes:
 
975
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
976
                    yield (self, key, value, refs)
 
977
        else:
 
978
            for _, node in nodes:
 
979
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
980
                    yield (self, key, value)
 
981
 
 
982
    @staticmethod
 
983
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
984
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
985
 
 
986
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
987
        fixed_keys
 
988
 
 
989
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
990
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
991
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
992
        """
 
993
        if not in_keys:
 
994
            return []
 
995
        if not fixed_keys:
 
996
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
997
            # fall to the left.
 
998
            return [(0, in_keys)]
 
999
 
 
1000
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1001
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1002
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1003
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1004
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1005
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1006
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1007
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1008
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
1009
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1010
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1011
        #     offsets = {}
 
1012
        #     for key in in_keys:
 
1013
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1014
        #                            []).append(key)
 
1015
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1016
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1017
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1018
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1019
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1020
 
 
1021
        class InputDone(Exception): pass
 
1022
        class FixedDone(Exception): pass
 
1023
 
 
1024
        output = []
 
1025
        cur_out = []
 
1026
 
 
1027
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1028
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1029
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1030
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1031
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1032
        try:
 
1033
            while True:
 
1034
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1035
                    cur_keys = []
 
1036
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1037
                    output.append(cur_out)
 
1038
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1039
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1040
                        try:
 
1041
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1042
                        except StopIteration:
 
1043
                            raise InputDone
 
1044
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1045
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1046
                # the end
 
1047
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1048
                    try:
 
1049
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1050
                    except StopIteration:
 
1051
                        raise FixedDone
 
1052
        except InputDone:
 
1053
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1054
            pass
 
1055
        except FixedDone:
 
1056
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1057
            # have to add one more for the tail
 
1058
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1059
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1060
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1061
            output.append(cur_out)
 
1062
        return output
 
1063
 
 
1064
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1065
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1066
 
 
1067
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1068
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1069
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1070
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1071
        """
 
1072
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1073
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1074
        # large queries are being made.
 
1075
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1076
 
 
1077
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1078
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1079
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1080
 
 
1081
            next_nodes_and_keys = []
 
1082
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1083
                node = nodes[node_index]
 
1084
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1085
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1086
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1087
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1088
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1089
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1090
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1091
 
 
1092
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1093
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1094
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1095
        return nodes, keys_at_index
 
1096
 
 
1097
    def iter_entries(self, keys):
 
1098
        """Iterate over keys within the index.
 
1099
 
 
1100
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1101
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1102
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1103
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1104
        """
 
1105
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1106
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1107
        # large queries are being made.
 
1108
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1109
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1110
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1111
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1112
        # which it then bisects for, etc.)
 
1113
        keys = frozenset(keys)
 
1114
        if not keys:
 
1115
            return
 
1116
 
 
1117
        if not self.key_count():
 
1118
            return
 
1119
 
 
1120
        needed_keys = []
 
1121
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1122
            needed_keys = keys
 
1123
        else:
 
1124
            for key in keys:
 
1125
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1126
                if value is not None:
 
1127
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1128
                    value, refs = value
 
1129
                    if self.node_ref_lists:
 
1130
                        yield (self, key, value, refs)
 
1131
                    else:
 
1132
                        yield (self, key, value)
 
1133
                else:
 
1134
                    needed_keys.append(key)
 
1135
 
 
1136
        last_key = None
 
1137
        needed_keys = keys
 
1138
        if not needed_keys:
 
1139
            return
 
1140
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1141
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1142
            if not sub_keys:
 
1143
                continue
 
1144
            node = nodes[node_index]
 
1145
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1146
                if next_sub_key in node.keys:
 
1147
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
 
1148
                    if self.node_ref_lists:
 
1149
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1150
                    else:
 
1151
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1152
 
 
1153
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1154
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1155
 
 
1156
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1157
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1158
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1159
 
 
1160
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1161
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1162
 
 
1163
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1164
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1165
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1166
            care about.
 
1167
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1168
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1169
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1170
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1171
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1172
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1173
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1174
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1175
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1176
        """
 
1177
        if not self.key_count():
 
1178
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1179
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1180
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1181
            missing_keys.update(keys)
 
1182
            return set()
 
1183
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1184
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1185
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1186
 
 
1187
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1188
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1189
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1190
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1191
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1192
 
 
1193
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1194
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1195
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1196
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1197
        # TODO:
 
1198
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1199
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1200
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1201
        #   see if they are present.
 
1202
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1203
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1204
        #   out.
 
1205
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1206
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1207
        #   re-entrant for that.
 
1208
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1209
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1210
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1211
        #   page that we read.
 
1212
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1213
        parents_not_on_page = set()
 
1214
 
 
1215
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1216
            if not sub_keys:
 
1217
                continue
 
1218
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1219
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1220
            node = nodes[node_index]
 
1221
            node_keys = node.keys
 
1222
            parents_to_check = set()
 
1223
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1224
                if next_sub_key not in node_keys:
 
1225
                    # This one is just not present in the index at all
 
1226
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1227
                else:
 
1228
                    value, refs = node_keys[next_sub_key]
 
1229
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1230
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1231
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1232
            # Don't look for things we've already found
 
1233
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1234
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1235
            # inlined.
 
1236
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1237
            # continue
 
1238
            while parents_to_check:
 
1239
                next_parents_to_check = set()
 
1240
                for key in parents_to_check:
 
1241
                    if key in node_keys:
 
1242
                        value, refs = node_keys[key]
 
1243
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1244
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1245
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1246
                    else:
 
1247
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1248
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1249
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1250
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1251
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1252
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1253
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1254
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1255
                        # again' for everything that is in another index
 
1256
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1257
                        # Missing for some reason
 
1258
                        if key < node.min_key:
 
1259
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1260
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1261
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1262
                        elif key > node.max_key:
 
1263
                            # This parent key would be present on a different
 
1264
                            # LeafNode
 
1265
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1266
                        else:
 
1267
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
 
1268
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1269
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1270
                            missing_keys.add(key)
 
1271
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1272
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1273
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1274
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1275
        # found.
 
1276
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1277
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1278
        return search_keys
 
1279
 
 
1280
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1281
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1282
 
 
1283
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1284
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1285
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1286
        only the former key is returned.
 
1287
 
 
1288
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1289
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1290
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1291
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1292
 
 
1293
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1294
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1295
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1296
            The first element cannot be 'None'.
 
1297
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1298
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1299
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1300
            returned.
 
1301
        """
 
1302
        keys = sorted(set(keys))
 
1303
        if not keys:
 
1304
            return
 
1305
        # Load if needed to check key lengths
 
1306
        if self._key_count is None:
 
1307
            self._get_root_node()
 
1308
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1309
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1310
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1311
        nodes = {}
 
1312
        if self.node_ref_lists:
 
1313
            if self._key_length == 1:
 
1314
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1315
                    nodes[key] = value, refs
 
1316
            else:
 
1317
                nodes_by_key = {}
 
1318
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1319
                    key_value = key, value, refs
 
1320
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1321
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1322
                    key_dict = nodes_by_key
 
1323
                    for subkey in key[:-1]:
 
1324
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1325
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1326
        else:
 
1327
            if self._key_length == 1:
 
1328
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1329
                    nodes[key] = value
 
1330
            else:
 
1331
                nodes_by_key = {}
 
1332
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1333
                    key_value = key, value
 
1334
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1335
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1336
                    key_dict = nodes_by_key
 
1337
                    for subkey in key[:-1]:
 
1338
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1339
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1340
        if self._key_length == 1:
 
1341
            for key in keys:
 
1342
                # sanity check
 
1343
                if key[0] is None:
 
1344
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1345
                if len(key) != self._key_length:
 
1346
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1347
                try:
 
1348
                    if self.node_ref_lists:
 
1349
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1350
                        yield self, key, value, node_refs
 
1351
                    else:
 
1352
                        yield self, key, nodes[key]
 
1353
                except KeyError:
 
1354
                    pass
 
1355
            return
 
1356
        for key in keys:
 
1357
            # sanity check
 
1358
            if key[0] is None:
 
1359
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1360
            if len(key) != self._key_length:
 
1361
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1362
            # find what it refers to:
 
1363
            key_dict = nodes_by_key
 
1364
            elements = list(key)
 
1365
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1366
            try:
 
1367
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1368
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1369
                    elements.pop(0)
 
1370
            except KeyError:
 
1371
                # a non-existant lookup.
 
1372
                continue
 
1373
            if len(elements):
 
1374
                dicts = [key_dict]
 
1375
                while dicts:
 
1376
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1377
                    # can't be empty or would not exist
 
1378
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1379
                    if type(value) == dict:
 
1380
                        # push keys
 
1381
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1382
                    else:
 
1383
                        # yield keys
 
1384
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1385
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1386
                            # ready to yield.
 
1387
                            yield (self, ) + value
 
1388
            else:
 
1389
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1390
                yield (self, ) + key_dict
 
1391
 
 
1392
    def key_count(self):
 
1393
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1394
 
 
1395
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1396
        header.
 
1397
        """
 
1398
        if self._key_count is None:
 
1399
            self._get_root_node()
 
1400
        return self._key_count
 
1401
 
 
1402
    def _compute_row_offsets(self):
 
1403
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1404
        offsets = []
 
1405
        row_offset = 0
 
1406
        for row in self._row_lengths:
 
1407
            offsets.append(row_offset)
 
1408
            row_offset += row
 
1409
        offsets.append(row_offset)
 
1410
        self._row_offsets = offsets
 
1411
 
 
1412
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1413
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1414
 
 
1415
        :param bytes: The data to parse.
 
1416
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1417
            data. (which may be of length 0).
 
1418
        """
 
1419
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1420
        if not signature == self._signature():
 
1421
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1422
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1423
        options_line = lines[0]
 
1424
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1425
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1426
        try:
 
1427
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1428
        except ValueError:
 
1429
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1430
        options_line = lines[1]
 
1431
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1432
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1433
        try:
 
1434
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1435
        except ValueError:
 
1436
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1437
        options_line = lines[2]
 
1438
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1439
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1440
        try:
 
1441
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1442
        except ValueError:
 
1443
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1444
        options_line = lines[3]
 
1445
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1446
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1447
        try:
 
1448
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1449
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1450
                if len(length)])
 
1451
        except ValueError:
 
1452
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1453
        self._compute_row_offsets()
 
1454
 
 
1455
        # calculate the bytes we have processed
 
1456
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1457
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1458
 
 
1459
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1460
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1461
 
 
1462
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1463
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1464
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1465
        a read may improve performance.
 
1466
 
 
1467
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1468
        :return: None
 
1469
        """
 
1470
        # may be the byte string of the whole file
 
1471
        bytes = None
 
1472
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1473
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1474
        ranges = []
 
1475
        for index in nodes:
 
1476
            offset = index * _PAGE_SIZE
 
1477
            size = _PAGE_SIZE
 
1478
            if index == 0:
 
1479
                # Root node - special case
 
1480
                if self._size:
 
1481
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1482
                else:
 
1483
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1484
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1485
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1486
                    self._size = len(bytes)
 
1487
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1488
                    ranges.append((0, len(bytes)))
 
1489
                    break
 
1490
            else:
 
1491
                if offset > self._size:
 
1492
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1493
                                         ' of the file %s > %s'
 
1494
                                         % (offset, self._size))
 
1495
                size = min(size, self._size - offset)
 
1496
            ranges.append((offset, size))
 
1497
        if not ranges:
 
1498
            return
 
1499
        elif bytes is not None:
 
1500
            # already have the whole file
 
1501
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+_PAGE_SIZE])
 
1502
                           for start in xrange(0, len(bytes), _PAGE_SIZE)]
 
1503
        elif self._file is None:
 
1504
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1505
        else:
 
1506
            data_ranges = []
 
1507
            for offset, size in ranges:
 
1508
                self._file.seek(offset)
 
1509
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1510
        for offset, data in data_ranges:
 
1511
            if offset == 0:
 
1512
                # extract the header
 
1513
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1514
                if len(data) == 0:
 
1515
                    continue
 
1516
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1517
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1518
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
 
1519
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1520
                node = _InternalNode(bytes)
 
1521
            else:
 
1522
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1523
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1524
 
 
1525
    def _signature(self):
 
1526
        """The file signature for this index type."""
 
1527
        return _BTSIGNATURE
 
1528
 
 
1529
    def validate(self):
 
1530
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1531
        # just read and parse every node.
 
1532
        self._get_root_node()
 
1533
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1534
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1535
        else:
 
1536
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1537
            start_node = 1
 
1538
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1539
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1540
            pass
 
1541
 
 
1542
 
 
1543
try:
 
1544
    from bzrlib import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1545
except ImportError, e:
 
1546
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1547
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer