/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 breezy/btree_index.py

  • Committer: Martin
  • Date: 2017-06-10 01:57:00 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 6679.
  • Revision ID: gzlist@googlemail.com-20170610015700-o3xeuyaqry2obiay
Go back to native str for urls and many other py3 changes

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2008-2011 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
from __future__ import absolute_import
 
21
 
 
22
from .lazy_import import lazy_import
 
23
lazy_import(globals(), """
 
24
import bisect
 
25
import math
 
26
import tempfile
 
27
import zlib
 
28
""")
 
29
 
 
30
from . import (
 
31
    chunk_writer,
 
32
    debug,
 
33
    errors,
 
34
    fifo_cache,
 
35
    index,
 
36
    lru_cache,
 
37
    osutils,
 
38
    static_tuple,
 
39
    trace,
 
40
    transport,
 
41
    )
 
42
from .index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
43
from .sixish import (
 
44
    BytesIO,
 
45
    map,
 
46
    range,
 
47
    viewitems,
 
48
    viewkeys,
 
49
    viewvalues,
 
50
    )
 
51
 
 
52
 
 
53
_BTSIGNATURE = b"B+Tree Graph Index 2\n"
 
54
_OPTION_ROW_LENGTHS = b"row_lengths="
 
55
_LEAF_FLAG = b"type=leaf\n"
 
56
_INTERNAL_FLAG = b"type=internal\n"
 
57
_INTERNAL_OFFSET = b"offset="
 
58
 
 
59
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
60
_PAGE_SIZE = 4096
 
61
 
 
62
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
63
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
64
 
 
65
 
 
66
class _BuilderRow(object):
 
67
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
68
 
 
69
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
70
        in the tree.
 
71
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
72
    """
 
73
 
 
74
    def __init__(self):
 
75
        """Create a _BuilderRow."""
 
76
        self.nodes = 0
 
77
        self.spool = None# tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
78
        self.writer = None
 
79
 
 
80
    def finish_node(self, pad=True):
 
81
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
82
        if self.nodes == 0:
 
83
            self.spool = BytesIO()
 
84
            # padded note:
 
85
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
86
        elif self.nodes == 1:
 
87
            # We got bigger than 1 node, switch to a temp file
 
88
            spool = tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
89
            spool.write(self.spool.getvalue())
 
90
            self.spool = spool
 
91
        skipped_bytes = 0
 
92
        if not pad and padding:
 
93
            del byte_lines[-1]
 
94
            skipped_bytes = padding
 
95
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
96
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
97
        if remainder != 0:
 
98
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
99
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
100
        self.nodes += 1
 
101
        self.writer = None
 
102
 
 
103
 
 
104
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
105
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
106
 
 
107
    def finish_node(self, pad=True):
 
108
        if not pad:
 
109
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
110
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
111
 
 
112
 
 
113
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
114
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
115
 
 
116
 
 
117
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
118
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
119
 
 
120
    The resulting graph has the structure:
 
121
 
 
122
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
123
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
124
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
125
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
126
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
127
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
128
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
129
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
130
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
131
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
132
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
133
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
134
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
135
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
136
    ROWS           := ROW*
 
137
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
138
    ABSENT         := 'a'
 
139
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
140
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
141
    REFERENCE      := KEY
 
142
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
143
    """
 
144
 
 
145
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
146
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
147
 
 
148
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
149
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
150
        """
 
151
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
152
            key_elements=key_elements)
 
153
        self._spill_at = spill_at
 
154
        self._backing_indices = []
 
155
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
156
        self._nodes = {}
 
157
        # Indicate it hasn't been built yet
 
158
        self._nodes_by_key = None
 
159
        self._optimize_for_size = False
 
160
 
 
161
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
162
        """Add a node to the index.
 
163
 
 
164
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
165
        disk spilling will be triggered.
 
166
 
 
167
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
168
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
169
            defined for this index.
 
170
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
171
            reference to another key.
 
172
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
173
            bytes as long as it does not contain \\0 or \\n.
 
174
        """
 
175
        # Ensure that 'key' is a StaticTuple
 
176
        key = static_tuple.StaticTuple.from_sequence(key).intern()
 
177
        # we don't care about absent_references
 
178
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
179
        if key in self._nodes:
 
180
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
181
        self._nodes[key] = static_tuple.StaticTuple(node_refs, value)
 
182
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
183
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
184
        if len(self._nodes) < self._spill_at:
 
185
            return
 
186
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
187
 
 
188
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
189
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
190
 
 
191
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
192
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
193
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
194
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
195
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
196
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
197
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
198
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
199
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
200
        """
 
201
        if self._combine_backing_indices:
 
202
            (new_backing_file, size,
 
203
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
 
204
        else:
 
205
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
 
206
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
207
        #       direct access to the new_backing._file object
 
208
        new_backing = BTreeGraphIndex(transport.get_transport_from_path('.'),
 
209
                                      '<temp>', size)
 
210
        # GC will clean up the file
 
211
        new_backing._file = new_backing_file
 
212
        if self._combine_backing_indices:
 
213
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
214
                self._backing_indices.append(None)
 
215
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
216
            for backing_pos in range(backing_pos):
 
217
                self._backing_indices[backing_pos] = None
 
218
        else:
 
219
            self._backing_indices.append(new_backing)
 
220
        self._nodes = {}
 
221
        self._nodes_by_key = None
 
222
 
 
223
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
 
224
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
 
225
 
 
226
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
 
227
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
228
        pos = -1
 
229
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
230
            if backing is None:
 
231
                pos -= 1
 
232
                break
 
233
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
234
        backing_pos = pos + 1
 
235
        new_backing_file, size = \
 
236
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
237
                              allow_optimize=False)
 
238
        return new_backing_file, size, backing_pos
 
239
 
 
240
    def add_nodes(self, nodes):
 
241
        """Add nodes to the index.
 
242
 
 
243
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
244
        """
 
245
        if self.reference_lists:
 
246
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
247
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
248
        else:
 
249
            for (key, value) in nodes:
 
250
                self.add_node(key, value)
 
251
 
 
252
    def _iter_mem_nodes(self):
 
253
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
254
        nodes = self._nodes
 
255
        if self.reference_lists:
 
256
            for key in sorted(nodes):
 
257
                references, value = nodes[key]
 
258
                yield self, key, value, references
 
259
        else:
 
260
            for key in sorted(nodes):
 
261
                references, value = nodes[key]
 
262
                yield self, key, value
 
263
 
 
264
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
265
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
266
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
267
                yield value
 
268
            return
 
269
        current_values = []
 
270
        for iterator in iterators_to_combine:
 
271
            try:
 
272
                current_values.append(next(iterator))
 
273
            except StopIteration:
 
274
                current_values.append(None)
 
275
        last = None
 
276
        while True:
 
277
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
278
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
279
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
280
            if not len(candidates):
 
281
                return
 
282
            selected = min(candidates)
 
283
            # undecorate back to (pos, node)
 
284
            selected = selected[1]
 
285
            if last == selected[1][1]:
 
286
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
287
            last = selected[1][1]
 
288
            # Yield, with self as the index
 
289
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
290
            pos = selected[0]
 
291
            try:
 
292
                current_values[pos] = next(iterators_to_combine[pos])
 
293
            except StopIteration:
 
294
                current_values[pos] = None
 
295
 
 
296
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
297
        """Add a key to the current chunk.
 
298
 
 
299
        :param string_key: The key to add.
 
300
        :param line: The fully serialised key and value.
 
301
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
302
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
303
            functionality.
 
304
        """
 
305
        new_leaf = False
 
306
        if rows[-1].writer is None:
 
307
            # opening a new leaf chunk;
 
308
            new_leaf = True
 
309
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
310
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
311
                # preserve the height of the tree
 
312
                if internal_row.writer is None:
 
313
                    length = _PAGE_SIZE
 
314
                    if internal_row.nodes == 0:
 
315
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
316
                    if allow_optimize:
 
317
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
318
                    else:
 
319
                        optimize_for_size = False
 
320
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
321
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
322
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
323
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
324
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
325
            # add a new leaf
 
326
            length = _PAGE_SIZE
 
327
            if rows[-1].nodes == 0:
 
328
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
329
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
330
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
331
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
332
        if rows[-1].writer.write(line):
 
333
            # if we failed to write, despite having an empty page to write to,
 
334
            # then line is too big. raising the error avoids infinite recursion
 
335
            # searching for a suitably large page that will not be found.
 
336
            if new_leaf:
 
337
                raise errors.BadIndexKey(string_key)
 
338
            # this key did not fit in the node:
 
339
            rows[-1].finish_node()
 
340
            key_line = string_key + "\n"
 
341
            new_row = True
 
342
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
343
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
344
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
345
                # it does fit into.
 
346
                if row.writer.write(key_line):
 
347
                    row.finish_node()
 
348
                else:
 
349
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
350
                    new_row = False
 
351
                    break
 
352
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
353
            # division point, then we need a new root:
 
354
            if new_row:
 
355
                # We need a new row
 
356
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
357
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
358
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
359
                reserved_bytes = 0
 
360
                rows.insert(0, new_row)
 
361
                # This will be padded, hence the -100
 
362
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
363
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
364
                    reserved_bytes,
 
365
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
366
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
367
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
368
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
369
                new_row.writer.write(key_line)
 
370
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
371
 
 
372
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
373
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
374
 
 
375
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
376
            match the output given by iter_all_entries.
 
377
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
378
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
379
            functionality.
 
380
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
381
            the nodes.
 
382
        """
 
383
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
384
        # etc.
 
385
        rows = []
 
386
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
387
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
388
        # direct lookup
 
389
        key_count = 0
 
390
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
391
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
392
        self.row_lengths = []
 
393
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
394
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
395
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
396
        # row above, transitively.
 
397
        for node in node_iterator:
 
398
            if key_count == 0:
 
399
                # First key triggers the first row
 
400
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
401
            key_count += 1
 
402
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
403
                                    self.reference_lists)
 
404
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
405
        for row in reversed(rows):
 
406
            pad = (not isinstance(row, _LeafBuilderRow))
 
407
            row.finish_node(pad=pad)
 
408
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
409
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_NODE_REFS, self.reference_lists))
 
410
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_KEY_ELEMENTS, self._key_length))
 
411
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_LEN, key_count))
 
412
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
413
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + b','.join(
 
414
            map(bytes, row_lengths)) + b'\n')
 
415
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
416
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
417
        else:
 
418
            result = BytesIO()
 
419
        result.writelines(lines)
 
420
        position = sum(map(len, lines))
 
421
        root_row = True
 
422
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
423
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
424
                                 " reserved space: %d > %d"
 
425
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
426
        # write the rows out:
 
427
        for row in rows:
 
428
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
429
            row.spool.flush()
 
430
            row.spool.seek(0)
 
431
            # copy nodes to the finalised file.
 
432
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
433
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
434
            result.write(node[reserved:])
 
435
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
 
436
                result.write("\x00" * (reserved - position))
 
437
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
438
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
439
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
440
                if not isinstance(row, _LeafBuilderRow):
 
441
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
442
                        " expected: %d, got: %d"
 
443
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
444
                           copied_len))
 
445
        result.flush()
 
446
        size = result.tell()
 
447
        result.seek(0)
 
448
        return result, size
 
449
 
 
450
    def finish(self):
 
451
        """Finalise the index.
 
452
 
 
453
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
454
            to the index.
 
455
        """
 
456
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
457
 
 
458
    def iter_all_entries(self):
 
459
        """Iterate over all keys within the index
 
460
 
 
461
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
462
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
463
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
464
        """
 
465
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
466
            trace.mutter_callsite(3,
 
467
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
468
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
469
        # be getting called routinely anyway.
 
470
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
471
        for backing in self._backing_indices:
 
472
            if backing is not None:
 
473
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
474
        if len(iterators) == 1:
 
475
            return iterators[0]
 
476
        return self._iter_smallest(iterators)
 
477
 
 
478
    def iter_entries(self, keys):
 
479
        """Iterate over keys within the index.
 
480
 
 
481
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
482
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
483
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
484
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
485
        """
 
486
        keys = set(keys)
 
487
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
 
488
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
 
489
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
 
490
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
 
491
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
 
492
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
 
493
        #       comprehension
 
494
        nodes = self._nodes
 
495
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
 
496
        if self.reference_lists:
 
497
            for key in local_keys:
 
498
                node = nodes[key]
 
499
                yield self, key, node[1], node[0]
 
500
        else:
 
501
            for key in local_keys:
 
502
                node = nodes[key]
 
503
                yield self, key, node[1]
 
504
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
505
        # yet.
 
506
        if not self._backing_indices:
 
507
            return # We won't find anything there either
 
508
        # Remove all of the keys that we found locally
 
509
        keys.difference_update(local_keys)
 
510
        for backing in self._backing_indices:
 
511
            if backing is None:
 
512
                continue
 
513
            if not keys:
 
514
                return
 
515
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
516
                keys.remove(node[1])
 
517
                yield (self,) + node[1:]
 
518
 
 
519
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
520
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
521
 
 
522
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
523
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
524
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
525
        only the former key is returned.
 
526
 
 
527
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
528
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
529
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
530
            The first element cannot be 'None'.
 
531
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
532
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
533
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
534
            returned.
 
535
        """
 
536
        keys = set(keys)
 
537
        if not keys:
 
538
            return
 
539
        for backing in self._backing_indices:
 
540
            if backing is None:
 
541
                continue
 
542
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
543
                yield (self,) + node[1:]
 
544
        if self._key_length == 1:
 
545
            for key in keys:
 
546
                index._sanity_check_key(self, key)
 
547
                try:
 
548
                    node = self._nodes[key]
 
549
                except KeyError:
 
550
                    continue
 
551
                if self.reference_lists:
 
552
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
553
                else:
 
554
                    yield self, key, node[1]
 
555
            return
 
556
        nodes_by_key = self._get_nodes_by_key()
 
557
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
558
            yield entry
 
559
 
 
560
    def _get_nodes_by_key(self):
 
561
        if self._nodes_by_key is None:
 
562
            nodes_by_key = {}
 
563
            if self.reference_lists:
 
564
                for key, (references, value) in viewitems(self._nodes):
 
565
                    key_dict = nodes_by_key
 
566
                    for subkey in key[:-1]:
 
567
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
568
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
569
            else:
 
570
                for key, (references, value) in viewitems(self._nodes):
 
571
                    key_dict = nodes_by_key
 
572
                    for subkey in key[:-1]:
 
573
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
574
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
575
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
576
        return self._nodes_by_key
 
577
 
 
578
    def key_count(self):
 
579
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
580
 
 
581
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
582
        """
 
583
        return len(self._nodes) + sum(backing.key_count() for backing in
 
584
            self._backing_indices if backing is not None)
 
585
 
 
586
    def validate(self):
 
587
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
588
 
 
589
 
 
590
class _LeafNode(dict):
 
591
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
592
 
 
593
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
 
594
 
 
595
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
596
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
597
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
598
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
599
            key_length, ref_list_length)
 
600
        if key_list:
 
601
            self.min_key = key_list[0][0]
 
602
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
603
        else:
 
604
            self.min_key = self.max_key = None
 
605
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
 
606
        self._keys = dict(self)
 
607
 
 
608
    def all_items(self):
 
609
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
 
610
        items = sorted(self.items())
 
611
        return items
 
612
 
 
613
    def all_keys(self):
 
614
        """Return a sorted list of all keys."""
 
615
        keys = sorted(self.keys())
 
616
        return keys
 
617
 
 
618
 
 
619
class _InternalNode(object):
 
620
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
621
 
 
622
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
623
 
 
624
    def __init__(self, bytes):
 
625
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
626
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
627
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
628
 
 
629
    def _parse_lines(self, lines):
 
630
        nodes = []
 
631
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
632
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
 
633
        for line in lines[2:]:
 
634
            if line == '':
 
635
                break
 
636
            # GZ 2017-05-24: Used to intern() each chunk of line as well, need
 
637
            # to recheck performance and perhaps adapt StaticTuple to adjust.
 
638
            nodes.append(as_st(line.split(b'\0')).intern())
 
639
        return nodes
 
640
 
 
641
 
 
642
class BTreeGraphIndex(object):
 
643
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
644
 
 
645
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
646
    memory except when very large walks are done.
 
647
    """
 
648
 
 
649
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
 
650
                 offset=0):
 
651
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
652
 
 
653
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
654
        :param name: The file name of the index on transport.
 
655
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
656
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
657
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
658
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
659
            allows single-IO to read the entire index.
 
660
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
661
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
662
            cache all leaf nodes.
 
663
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
 
664
            file. Instead it starts at some point later.
 
665
        """
 
666
        self._transport = transport
 
667
        self._name = name
 
668
        self._size = size
 
669
        self._file = None
 
670
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
671
        self._root_node = None
 
672
        self._base_offset = offset
 
673
        self._leaf_factory = _LeafNode
 
674
        # Default max size is 100,000 leave values
 
675
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
676
        if unlimited_cache:
 
677
            self._leaf_node_cache = {}
 
678
            self._internal_node_cache = {}
 
679
        else:
 
680
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
681
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
682
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
683
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
684
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
685
        self._key_count = None
 
686
        self._row_lengths = None
 
687
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
688
 
 
689
    def __eq__(self, other):
 
690
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
691
        return (
 
692
            isinstance(self, type(other)) and
 
693
            self._transport == other._transport and
 
694
            self._name == other._name and
 
695
            self._size == other._size)
 
696
 
 
697
    def __ne__(self, other):
 
698
        return not self.__eq__(other)
 
699
 
 
700
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
701
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
702
 
 
703
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
704
        being inserted it into the _node_cache.
 
705
 
 
706
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
707
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
708
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
709
        cachable.
 
710
 
 
711
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
712
        """
 
713
        found = {}
 
714
        start_of_leaves = None
 
715
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
716
            if node_pos == 0: # Special case
 
717
                self._root_node = node
 
718
            else:
 
719
                if start_of_leaves is None:
 
720
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
721
                if node_pos < start_of_leaves:
 
722
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
723
                else:
 
724
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
725
            found[node_pos] = node
 
726
        return found
 
727
 
 
728
    def _compute_recommended_pages(self):
 
729
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
730
 
 
731
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
732
        pages fit in that length.
 
733
        """
 
734
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
735
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
736
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
737
        return recommended_pages
 
738
 
 
739
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
740
        """How many pages are in the index.
 
741
 
 
742
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
743
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
744
        """
 
745
        if self._size is None:
 
746
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
747
                                 ' called when self._size is None')
 
748
        if self._root_node is not None:
 
749
            # This is the number of pages as defined by the header
 
750
            return self._row_offsets[-1]
 
751
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
752
        # should be indentical.
 
753
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
754
        return total_pages
 
755
 
 
756
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
757
        """Find extra pages to download.
 
758
 
 
759
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
760
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
761
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
762
        out what other pages we might want to read.
 
763
 
 
764
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
765
 
 
766
        :param offsets: The offsets to be read
 
767
        :return: A list of offsets to download
 
768
        """
 
769
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
770
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
771
 
 
772
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
773
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
774
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
775
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
776
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
777
            return offsets
 
778
        if self._size is None:
 
779
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
780
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
781
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
782
            return offsets
 
783
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
784
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
785
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
786
        # do so.
 
787
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
788
            # Read whatever is left
 
789
            if cached_offsets:
 
790
                expanded = [x for x in range(total_pages)
 
791
                               if x not in cached_offsets]
 
792
            else:
 
793
                expanded = list(range(total_pages))
 
794
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
795
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
796
            return expanded
 
797
 
 
798
        if self._root_node is None:
 
799
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
800
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
801
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
802
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
803
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
804
            # layer index is small
 
805
            final_offsets = offsets
 
806
        else:
 
807
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
808
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
809
                # We haven't read enough to justify expansion
 
810
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
811
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
812
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
813
                # start expanding our requests.
 
814
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
815
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
816
                return offsets
 
817
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
818
                                                      total_pages)
 
819
 
 
820
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
821
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
822
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
823
        return final_offsets
 
824
 
 
825
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
826
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
827
 
 
828
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
829
        want to expand.
 
830
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
831
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
832
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
833
        oddly.
 
834
 
 
835
        :param offsets: requested offsets
 
836
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
837
        :return: A set() of offsets after expansion
 
838
        """
 
839
        final_offsets = set(offsets)
 
840
        first = end = None
 
841
        new_tips = set(final_offsets)
 
842
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
843
            next_tips = set()
 
844
            for pos in new_tips:
 
845
                if first is None:
 
846
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
847
                previous = pos - 1
 
848
                if (previous > 0
 
849
                    and previous not in cached_offsets
 
850
                    and previous not in final_offsets
 
851
                    and previous >= first):
 
852
                    next_tips.add(previous)
 
853
                after = pos + 1
 
854
                if (after < total_pages
 
855
                    and after not in cached_offsets
 
856
                    and after not in final_offsets
 
857
                    and after < end):
 
858
                    next_tips.add(after)
 
859
                # This would keep us from going bigger than
 
860
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
861
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
862
                # reasonable to expand all points equally.
 
863
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
864
                #     break
 
865
            final_offsets.update(next_tips)
 
866
            new_tips = next_tips
 
867
        return final_offsets
 
868
 
 
869
    def clear_cache(self):
 
870
        """Clear out any cached/memoized values.
 
871
 
 
872
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
 
873
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
 
874
        from this index.
 
875
        """
 
876
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
 
877
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
 
878
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
 
879
        # memory starts to be an issue.
 
880
        self._leaf_node_cache.clear()
 
881
 
 
882
    def external_references(self, ref_list_num):
 
883
        if self._root_node is None:
 
884
            self._get_root_node()
 
885
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
886
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
887
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
888
        keys = set()
 
889
        refs = set()
 
890
        for node in self.iter_all_entries():
 
891
            keys.add(node[1])
 
892
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
893
        return refs - keys
 
894
 
 
895
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
896
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
897
 
 
898
        :return: (first, end)
 
899
            first is the first node in this layer
 
900
            end is the first node of the next layer
 
901
        """
 
902
        first = end = 0
 
903
        for roffset in self._row_offsets:
 
904
            first = end
 
905
            end = roffset
 
906
            if offset < roffset:
 
907
                break
 
908
        return first, end
 
909
 
 
910
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
911
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
912
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache)
 
913
        # cache may be dict or LRUCache, keys() is the common method
 
914
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
915
        if self._root_node is not None:
 
916
            cached_offsets.add(0)
 
917
        return cached_offsets
 
918
 
 
919
    def _get_root_node(self):
 
920
        if self._root_node is None:
 
921
            # We may not have a root node yet
 
922
            self._get_internal_nodes([0])
 
923
        return self._root_node
 
924
 
 
925
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
926
        found = {}
 
927
        needed = []
 
928
        for idx in node_indexes:
 
929
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
930
                found[0] = self._root_node
 
931
                continue
 
932
            try:
 
933
                found[idx] = cache[idx]
 
934
            except KeyError:
 
935
                needed.append(idx)
 
936
        if not needed:
 
937
            return found
 
938
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
939
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
940
        return found
 
941
 
 
942
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
943
        """Get a node, from cache or disk.
 
944
 
 
945
        After getting it, the node will be cached.
 
946
        """
 
947
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
948
 
 
949
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
950
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
951
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
952
            for node in viewvalues(nodes):
 
953
                for key, value in node.all_items():
 
954
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
955
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
956
                        # before.
 
957
                        break
 
958
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
959
 
 
960
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
961
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
962
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
963
        self._cache_leaf_values(found)
 
964
        return found
 
965
 
 
966
    def iter_all_entries(self):
 
967
        """Iterate over all keys within the index.
 
968
 
 
969
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
970
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
971
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
972
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
973
            the most efficient order for the index.
 
974
        """
 
975
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
976
            trace.mutter_callsite(3,
 
977
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
978
        if not self.key_count():
 
979
            return
 
980
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
981
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
982
            if self.node_ref_lists:
 
983
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
984
                    yield (self, key, value, refs)
 
985
            else:
 
986
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
987
                    yield (self, key, value)
 
988
            return
 
989
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
990
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
991
        needed_offsets = list(range(start_of_leaves, end_of_leaves))
 
992
        if needed_offsets == [0]:
 
993
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
994
            # read everything
 
995
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
996
        else:
 
997
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
998
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
999
        # for spilling index builds to disk.
 
1000
        if self.node_ref_lists:
 
1001
            for _, node in nodes:
 
1002
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1003
                    yield (self, key, value, refs)
 
1004
        else:
 
1005
            for _, node in nodes:
 
1006
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1007
                    yield (self, key, value)
 
1008
 
 
1009
    @staticmethod
 
1010
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
1011
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
1012
 
 
1013
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
1014
        fixed_keys
 
1015
 
 
1016
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
1017
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
1018
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
1019
        """
 
1020
        if not in_keys:
 
1021
            return []
 
1022
        if not fixed_keys:
 
1023
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
1024
            # fall to the left.
 
1025
            return [(0, in_keys)]
 
1026
 
 
1027
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1028
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1029
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1030
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1031
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1032
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1033
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1034
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1035
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
1036
            return [(bisect.bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1037
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1038
        #     offsets = {}
 
1039
        #     for key in in_keys:
 
1040
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1041
        #                            []).append(key)
 
1042
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1043
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1044
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1045
        cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1046
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1047
 
 
1048
        class InputDone(Exception): pass
 
1049
        class FixedDone(Exception): pass
 
1050
 
 
1051
        output = []
 
1052
        cur_out = []
 
1053
 
 
1054
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1055
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1056
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1057
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1058
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1059
        try:
 
1060
            while True:
 
1061
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1062
                    cur_keys = []
 
1063
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1064
                    output.append(cur_out)
 
1065
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1066
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1067
                        try:
 
1068
                            cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1069
                        except StopIteration:
 
1070
                            raise InputDone
 
1071
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1072
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1073
                # the end
 
1074
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1075
                    try:
 
1076
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1077
                    except StopIteration:
 
1078
                        raise FixedDone
 
1079
        except InputDone:
 
1080
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1081
            pass
 
1082
        except FixedDone:
 
1083
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1084
            # have to add one more for the tail
 
1085
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1086
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1087
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1088
            output.append(cur_out)
 
1089
        return output
 
1090
 
 
1091
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1092
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1093
 
 
1094
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1095
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1096
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1097
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1098
        """
 
1099
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1100
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1101
        # large queries are being made.
 
1102
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1103
 
 
1104
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1105
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1106
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1107
 
 
1108
            next_nodes_and_keys = []
 
1109
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1110
                node = nodes[node_index]
 
1111
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1112
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1113
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1114
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1115
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1116
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1117
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1118
 
 
1119
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1120
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1121
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1122
        return nodes, keys_at_index
 
1123
 
 
1124
    def iter_entries(self, keys):
 
1125
        """Iterate over keys within the index.
 
1126
 
 
1127
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1128
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1129
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1130
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1131
        """
 
1132
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1133
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1134
        # large queries are being made.
 
1135
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1136
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1137
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1138
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1139
        # which it then bisects for, etc.)
 
1140
        keys = frozenset(keys)
 
1141
        if not keys:
 
1142
            return
 
1143
 
 
1144
        if not self.key_count():
 
1145
            return
 
1146
 
 
1147
        needed_keys = []
 
1148
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1149
            needed_keys = keys
 
1150
        else:
 
1151
            for key in keys:
 
1152
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1153
                if value is not None:
 
1154
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1155
                    value, refs = value
 
1156
                    if self.node_ref_lists:
 
1157
                        yield (self, key, value, refs)
 
1158
                    else:
 
1159
                        yield (self, key, value)
 
1160
                else:
 
1161
                    needed_keys.append(key)
 
1162
 
 
1163
        last_key = None
 
1164
        needed_keys = keys
 
1165
        if not needed_keys:
 
1166
            return
 
1167
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1168
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1169
            if not sub_keys:
 
1170
                continue
 
1171
            node = nodes[node_index]
 
1172
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1173
                if next_sub_key in node:
 
1174
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1175
                    if self.node_ref_lists:
 
1176
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1177
                    else:
 
1178
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1179
 
 
1180
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1181
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1182
 
 
1183
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1184
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1185
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1186
 
 
1187
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1188
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1189
 
 
1190
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1191
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1192
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1193
            care about.
 
1194
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1195
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1196
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1197
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1198
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1199
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1200
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1201
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1202
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1203
        """
 
1204
        if not self.key_count():
 
1205
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1206
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1207
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1208
            missing_keys.update(keys)
 
1209
            return set()
 
1210
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1211
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1212
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1213
 
 
1214
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1215
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1216
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1217
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1218
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1219
 
 
1220
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1221
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1222
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1223
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1224
        # TODO:
 
1225
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1226
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1227
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1228
        #   see if they are present.
 
1229
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1230
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1231
        #   out.
 
1232
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1233
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1234
        #   re-entrant for that.
 
1235
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1236
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1237
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1238
        #   page that we read.
 
1239
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1240
        parents_not_on_page = set()
 
1241
 
 
1242
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1243
            if not sub_keys:
 
1244
                continue
 
1245
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1246
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1247
            node = nodes[node_index]
 
1248
            parents_to_check = set()
 
1249
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1250
                if next_sub_key not in node:
 
1251
                    # This one is just not present in the index at all
 
1252
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1253
                else:
 
1254
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1255
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1256
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1257
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1258
            # Don't look for things we've already found
 
1259
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1260
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1261
            # inlined.
 
1262
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1263
            # continue
 
1264
            while parents_to_check:
 
1265
                next_parents_to_check = set()
 
1266
                for key in parents_to_check:
 
1267
                    if key in node:
 
1268
                        value, refs = node[key]
 
1269
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1270
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1271
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1272
                    else:
 
1273
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1274
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1275
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1276
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1277
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1278
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1279
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1280
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1281
                        # again' for everything that is in another index
 
1282
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1283
                        # Missing for some reason
 
1284
                        if key < node.min_key:
 
1285
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1286
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1287
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1288
                        elif key > node.max_key:
 
1289
                            # This parent key would be present on a different
 
1290
                            # LeafNode
 
1291
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1292
                        else:
 
1293
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
 
1294
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1295
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1296
                            missing_keys.add(key)
 
1297
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1298
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1299
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1300
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1301
        # found.
 
1302
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1303
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1304
        return search_keys
 
1305
 
 
1306
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1307
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1308
 
 
1309
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1310
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1311
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1312
        only the former key is returned.
 
1313
 
 
1314
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1315
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1316
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1317
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1318
 
 
1319
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1320
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1321
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1322
            The first element cannot be 'None'.
 
1323
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1324
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1325
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1326
            returned.
 
1327
        """
 
1328
        keys = sorted(set(keys))
 
1329
        if not keys:
 
1330
            return
 
1331
        # Load if needed to check key lengths
 
1332
        if self._key_count is None:
 
1333
            self._get_root_node()
 
1334
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1335
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1336
        # current breezy) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1337
        nodes = {}
 
1338
        if self.node_ref_lists:
 
1339
            if self._key_length == 1:
 
1340
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1341
                    nodes[key] = value, refs
 
1342
            else:
 
1343
                nodes_by_key = {}
 
1344
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1345
                    key_value = key, value, refs
 
1346
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1347
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1348
                    key_dict = nodes_by_key
 
1349
                    for subkey in key[:-1]:
 
1350
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1351
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1352
        else:
 
1353
            if self._key_length == 1:
 
1354
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1355
                    nodes[key] = value
 
1356
            else:
 
1357
                nodes_by_key = {}
 
1358
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1359
                    key_value = key, value
 
1360
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1361
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1362
                    key_dict = nodes_by_key
 
1363
                    for subkey in key[:-1]:
 
1364
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1365
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1366
        if self._key_length == 1:
 
1367
            for key in keys:
 
1368
                index._sanity_check_key(self, key)
 
1369
                try:
 
1370
                    if self.node_ref_lists:
 
1371
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1372
                        yield self, key, value, node_refs
 
1373
                    else:
 
1374
                        yield self, key, nodes[key]
 
1375
                except KeyError:
 
1376
                    pass
 
1377
            return
 
1378
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
1379
            yield entry
 
1380
 
 
1381
    def key_count(self):
 
1382
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1383
 
 
1384
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1385
        header.
 
1386
        """
 
1387
        if self._key_count is None:
 
1388
            self._get_root_node()
 
1389
        return self._key_count
 
1390
 
 
1391
    def _compute_row_offsets(self):
 
1392
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1393
        offsets = []
 
1394
        row_offset = 0
 
1395
        for row in self._row_lengths:
 
1396
            offsets.append(row_offset)
 
1397
            row_offset += row
 
1398
        offsets.append(row_offset)
 
1399
        self._row_offsets = offsets
 
1400
 
 
1401
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1402
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1403
 
 
1404
        :param bytes: The data to parse.
 
1405
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1406
            data. (which may be of length 0).
 
1407
        """
 
1408
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1409
        if not signature == self._signature():
 
1410
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1411
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1412
        options_line = lines[0]
 
1413
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1414
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1415
        try:
 
1416
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1417
        except ValueError:
 
1418
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1419
        options_line = lines[1]
 
1420
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1421
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1422
        try:
 
1423
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1424
        except ValueError:
 
1425
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1426
        options_line = lines[2]
 
1427
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1428
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1429
        try:
 
1430
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1431
        except ValueError:
 
1432
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1433
        options_line = lines[3]
 
1434
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1435
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1436
        try:
 
1437
            self._row_lengths = [int(length) for length in
 
1438
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(b',')
 
1439
                if length]
 
1440
        except ValueError:
 
1441
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1442
        self._compute_row_offsets()
 
1443
 
 
1444
        # calculate the bytes we have processed
 
1445
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1446
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1447
 
 
1448
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1449
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1450
 
 
1451
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1452
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1453
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1454
        a read may improve performance.
 
1455
 
 
1456
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1457
        :return: None
 
1458
        """
 
1459
        # may be the byte string of the whole file
 
1460
        bytes = None
 
1461
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1462
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1463
        ranges = []
 
1464
        base_offset = self._base_offset
 
1465
        for index in nodes:
 
1466
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
 
1467
            size = _PAGE_SIZE
 
1468
            if index == 0:
 
1469
                # Root node - special case
 
1470
                if self._size:
 
1471
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1472
                else:
 
1473
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1474
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1475
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1476
                    num_bytes = len(bytes)
 
1477
                    self._size = num_bytes - base_offset
 
1478
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1479
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
 
1480
                        for start in range(base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
 
1481
                    break
 
1482
            else:
 
1483
                if offset > self._size:
 
1484
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1485
                                         ' of the file %s > %s'
 
1486
                                         % (offset, self._size))
 
1487
                size = min(size, self._size - offset)
 
1488
            ranges.append((base_offset + offset, size))
 
1489
        if not ranges:
 
1490
            return
 
1491
        elif bytes is not None:
 
1492
            # already have the whole file
 
1493
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+size])
 
1494
                           for start, size in ranges]
 
1495
        elif self._file is None:
 
1496
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1497
        else:
 
1498
            data_ranges = []
 
1499
            for offset, size in ranges:
 
1500
                self._file.seek(offset)
 
1501
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1502
        for offset, data in data_ranges:
 
1503
            offset -= base_offset
 
1504
            if offset == 0:
 
1505
                # extract the header
 
1506
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1507
                if len(data) == 0:
 
1508
                    continue
 
1509
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1510
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1511
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
 
1512
                                          self.node_ref_lists)
 
1513
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1514
                node = _InternalNode(bytes)
 
1515
            else:
 
1516
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1517
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1518
 
 
1519
    def _signature(self):
 
1520
        """The file signature for this index type."""
 
1521
        return _BTSIGNATURE
 
1522
 
 
1523
    def validate(self):
 
1524
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1525
        # just read and parse every node.
 
1526
        self._get_root_node()
 
1527
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1528
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1529
        else:
 
1530
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1531
            start_node = 1
 
1532
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1533
        for node in self._read_nodes(list(range(start_node, node_end))):
 
1534
            pass
 
1535
 
 
1536
 
 
1537
_gcchk_factory = _LeafNode
 
1538
 
 
1539
try:
 
1540
    from breezy import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1541
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
 
1542
except ImportError as e:
 
1543
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1544
    from breezy import _btree_serializer_py as _btree_serializer