/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/bzr/btree_index.py

  • Committer: Martin
  • Date: 2018-11-17 17:37:42 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 7188.
  • Revision ID: gzlist@googlemail.com-20181117173742-nojh69vdpnofhtw7
Fix E27* lint errors

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, division
 
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
    fifo_cache,
 
34
    lru_cache,
 
35
    osutils,
 
36
    static_tuple,
 
37
    trace,
 
38
    transport,
 
39
    )
 
40
from . import (
 
41
    index,
 
42
    )
 
43
from .index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
44
from ..sixish import (
 
45
    BytesIO,
 
46
    map,
 
47
    range,
 
48
    viewitems,
 
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(b"\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 index.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 index.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(
 
321
                        length, 0, optimize_for_size=optimize_for_size)
 
322
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
323
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET
 
324
                                              + b"%d\n" % rows[pos + 1].nodes)
 
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(
 
330
                length, 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 index.BadIndexKey(string_key)
 
338
            # this key did not fit in the node:
 
339
            rows[-1].finish_node()
 
340
            key_line = string_key + b"\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
                                     + b"%d\n" % (rows[1].nodes - 1))
 
369
                new_row.writer.write(key_line)
 
370
            self._add_key(string_key, line, rows,
 
371
                          allow_optimize=allow_optimize)
 
372
 
 
373
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
374
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
375
 
 
376
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
377
            match the output given by iter_all_entries.
 
378
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
379
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
380
            functionality.
 
381
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
382
            the nodes.
 
383
        """
 
384
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
385
        # etc.
 
386
        rows = []
 
387
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
388
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
389
        # direct lookup
 
390
        key_count = 0
 
391
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
392
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
393
        self.row_lengths = []
 
394
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
395
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
396
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
397
        # row above, transitively.
 
398
        for node in node_iterator:
 
399
            if key_count == 0:
 
400
                # First key triggers the first row
 
401
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
402
            key_count += 1
 
403
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(
 
404
                node, self.reference_lists)
 
405
            self._add_key(string_key, line, rows,
 
406
                          allow_optimize=allow_optimize)
 
407
        for row in reversed(rows):
 
408
            pad = (not isinstance(row, _LeafBuilderRow))
 
409
            row.finish_node(pad=pad)
 
410
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
411
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_NODE_REFS, self.reference_lists))
 
412
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_KEY_ELEMENTS, self._key_length))
 
413
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_LEN, key_count))
 
414
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
415
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(
 
416
            map(str, row_lengths)).encode('ascii') + b'\n')
 
417
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
418
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
419
        else:
 
420
            result = BytesIO()
 
421
        result.writelines(lines)
 
422
        position = sum(map(len, lines))
 
423
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
424
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
425
                                 " reserved space: %d > %d"
 
426
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
427
        # write the rows out:
 
428
        for row in rows:
 
429
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES  # reserved space for first node
 
430
            row.spool.flush()
 
431
            row.spool.seek(0)
 
432
            # copy nodes to the finalised file.
 
433
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
434
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
435
            result.write(node[reserved:])
 
436
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
 
437
                result.write(b"\x00" * (reserved - position))
 
438
            position = 0  # Only the root row actually has an offset
 
439
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
440
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
441
                if not isinstance(row, _LeafBuilderRow):
 
442
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
443
                                         " expected: %d, got: %d"
 
444
                                         % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
445
                                            copied_len))
 
446
        result.flush()
 
447
        size = result.tell()
 
448
        result.seek(0)
 
449
        return result, size
 
450
 
 
451
    def finish(self):
 
452
        """Finalise the index.
 
453
 
 
454
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
455
            to the index.
 
456
        """
 
457
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
458
 
 
459
    def iter_all_entries(self):
 
460
        """Iterate over all keys within the index
 
461
 
 
462
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
463
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
464
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
465
        """
 
466
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
467
            trace.mutter_callsite(
 
468
                3, "iter_all_entries scales with size of history.")
 
469
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
470
        # be getting called routinely anyway.
 
471
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
472
        for backing in self._backing_indices:
 
473
            if backing is not None:
 
474
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
475
        if len(iterators) == 1:
 
476
            return iterators[0]
 
477
        return self._iter_smallest(iterators)
 
478
 
 
479
    def iter_entries(self, keys):
 
480
        """Iterate over keys within the index.
 
481
 
 
482
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
483
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
484
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
485
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
486
        """
 
487
        keys = set(keys)
 
488
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
 
489
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
 
490
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
 
491
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
 
492
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
 
493
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
 
494
        #       comprehension
 
495
        nodes = self._nodes
 
496
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
 
497
        if self.reference_lists:
 
498
            for key in local_keys:
 
499
                node = nodes[key]
 
500
                yield self, key, node[1], node[0]
 
501
        else:
 
502
            for key in local_keys:
 
503
                node = nodes[key]
 
504
                yield self, key, node[1]
 
505
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
506
        # yet.
 
507
        if not self._backing_indices:
 
508
            return  # We won't find anything there either
 
509
        # Remove all of the keys that we found locally
 
510
        keys.difference_update(local_keys)
 
511
        for backing in self._backing_indices:
 
512
            if backing is None:
 
513
                continue
 
514
            if not keys:
 
515
                return
 
516
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
517
                keys.remove(node[1])
 
518
                yield (self,) + node[1:]
 
519
 
 
520
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
521
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
522
 
 
523
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
524
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
525
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
526
        only the former key is returned.
 
527
 
 
528
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
529
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
530
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
531
            The first element cannot be 'None'.
 
532
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
533
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
534
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
535
            returned.
 
536
        """
 
537
        keys = set(keys)
 
538
        if not keys:
 
539
            return
 
540
        for backing in self._backing_indices:
 
541
            if backing is None:
 
542
                continue
 
543
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
544
                yield (self,) + node[1:]
 
545
        if self._key_length == 1:
 
546
            for key in keys:
 
547
                index._sanity_check_key(self, key)
 
548
                try:
 
549
                    node = self._nodes[key]
 
550
                except KeyError:
 
551
                    continue
 
552
                if self.reference_lists:
 
553
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
554
                else:
 
555
                    yield self, key, node[1]
 
556
            return
 
557
        nodes_by_key = self._get_nodes_by_key()
 
558
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
559
            yield entry
 
560
 
 
561
    def _get_nodes_by_key(self):
 
562
        if self._nodes_by_key is None:
 
563
            nodes_by_key = {}
 
564
            if self.reference_lists:
 
565
                for key, (references, value) in viewitems(self._nodes):
 
566
                    key_dict = nodes_by_key
 
567
                    for subkey in key[:-1]:
 
568
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
569
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
570
            else:
 
571
                for key, (references, value) in viewitems(self._nodes):
 
572
                    key_dict = nodes_by_key
 
573
                    for subkey in key[:-1]:
 
574
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
575
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
576
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
577
        return self._nodes_by_key
 
578
 
 
579
    def key_count(self):
 
580
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
581
 
 
582
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
583
        """
 
584
        return len(self._nodes) + sum(
 
585
            backing.key_count()
 
586
            for backing in self._backing_indices
 
587
            if backing is not None)
 
588
 
 
589
    def validate(self):
 
590
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
591
 
 
592
    def __lt__(self, other):
 
593
        if isinstance(other, type(self)):
 
594
            return self._nodes < other._nodes
 
595
        # Always sort existing indexes before ones that are still being built.
 
596
        if isinstance(other, BTreeGraphIndex):
 
597
            return False
 
598
        raise TypeError
 
599
 
 
600
 
 
601
class _LeafNode(dict):
 
602
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
603
 
 
604
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
 
605
 
 
606
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
607
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
608
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
609
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(
 
610
            bytes, key_length, ref_list_length)
 
611
        if key_list:
 
612
            self.min_key = key_list[0][0]
 
613
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
614
        else:
 
615
            self.min_key = self.max_key = None
 
616
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
 
617
        self._keys = dict(self)
 
618
 
 
619
    def all_items(self):
 
620
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
 
621
        items = sorted(self.items())
 
622
        return items
 
623
 
 
624
    def all_keys(self):
 
625
        """Return a sorted list of all keys."""
 
626
        keys = sorted(self.keys())
 
627
        return keys
 
628
 
 
629
 
 
630
class _InternalNode(object):
 
631
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
632
 
 
633
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
634
 
 
635
    def __init__(self, bytes):
 
636
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
637
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
638
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split(b'\n'))
 
639
 
 
640
    def _parse_lines(self, lines):
 
641
        nodes = []
 
642
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
643
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
 
644
        for line in lines[2:]:
 
645
            if line == b'':
 
646
                break
 
647
            # GZ 2017-05-24: Used to intern() each chunk of line as well, need
 
648
            # to recheck performance and perhaps adapt StaticTuple to adjust.
 
649
            nodes.append(as_st(line.split(b'\0')).intern())
 
650
        return nodes
 
651
 
 
652
 
 
653
class BTreeGraphIndex(object):
 
654
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
655
 
 
656
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
657
    memory except when very large walks are done.
 
658
    """
 
659
 
 
660
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
 
661
                 offset=0):
 
662
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
663
 
 
664
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
665
        :param name: The file name of the index on transport.
 
666
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
667
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
668
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
669
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
670
            allows single-IO to read the entire index.
 
671
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
672
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
673
            cache all leaf nodes.
 
674
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
 
675
            file. Instead it starts at some point later.
 
676
        """
 
677
        self._transport = transport
 
678
        self._name = name
 
679
        self._size = size
 
680
        self._file = None
 
681
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
682
        self._root_node = None
 
683
        self._base_offset = offset
 
684
        self._leaf_factory = _LeafNode
 
685
        # Default max size is 100,000 leave values
 
686
        self._leaf_value_cache = None  # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
687
        if unlimited_cache:
 
688
            self._leaf_node_cache = {}
 
689
            self._internal_node_cache = {}
 
690
        else:
 
691
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
692
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
693
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
694
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
695
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
696
        self._key_count = None
 
697
        self._row_lengths = None
 
698
        self._row_offsets = None  # Start of each row, [-1] is the end
 
699
 
 
700
    def __hash__(self):
 
701
        return id(self)
 
702
 
 
703
    def __eq__(self, other):
 
704
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
705
        return (
 
706
            isinstance(self, type(other))
 
707
            and self._transport == other._transport
 
708
            and self._name == other._name
 
709
            and self._size == other._size)
 
710
 
 
711
    def __lt__(self, other):
 
712
        if isinstance(other, type(self)):
 
713
            return ((self._name, self._size) < (other._name, other._size))
 
714
        # Always sort existing indexes before ones that are still being built.
 
715
        if isinstance(other, BTreeBuilder):
 
716
            return True
 
717
        raise TypeError
 
718
 
 
719
    def __ne__(self, other):
 
720
        return not self.__eq__(other)
 
721
 
 
722
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
723
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
724
 
 
725
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
726
        being inserted it into the _node_cache.
 
727
 
 
728
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
729
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
730
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
731
        cachable.
 
732
 
 
733
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
734
        """
 
735
        found = {}
 
736
        start_of_leaves = None
 
737
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
738
            if node_pos == 0:  # Special case
 
739
                self._root_node = node
 
740
            else:
 
741
                if start_of_leaves is None:
 
742
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
743
                if node_pos < start_of_leaves:
 
744
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
745
                else:
 
746
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
747
            found[node_pos] = node
 
748
        return found
 
749
 
 
750
    def _compute_recommended_pages(self):
 
751
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
752
 
 
753
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
754
        pages fit in that length.
 
755
        """
 
756
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
757
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read / _PAGE_SIZE))
 
758
        return recommended_pages
 
759
 
 
760
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
761
        """How many pages are in the index.
 
762
 
 
763
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
764
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
765
        """
 
766
        if self._size is None:
 
767
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
768
                                 ' called when self._size is None')
 
769
        if self._root_node is not None:
 
770
            # This is the number of pages as defined by the header
 
771
            return self._row_offsets[-1]
 
772
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
773
        # should be indentical.
 
774
        total_pages = int(math.ceil(self._size / _PAGE_SIZE))
 
775
        return total_pages
 
776
 
 
777
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
778
        """Find extra pages to download.
 
779
 
 
780
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
781
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
782
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
783
        out what other pages we might want to read.
 
784
 
 
785
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
786
 
 
787
        :param offsets: The offsets to be read
 
788
        :return: A list of offsets to download
 
789
        """
 
790
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
791
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
792
 
 
793
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
794
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
795
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
796
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
797
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
798
            return offsets
 
799
        if self._size is None:
 
800
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
801
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
802
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
803
            return offsets
 
804
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
805
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
806
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
807
        # do so.
 
808
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
809
            # Read whatever is left
 
810
            if cached_offsets:
 
811
                expanded = [x for x in range(total_pages)
 
812
                            if x not in cached_offsets]
 
813
            else:
 
814
                expanded = list(range(total_pages))
 
815
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
816
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
817
            return expanded
 
818
 
 
819
        if self._root_node is None:
 
820
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
821
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
822
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
823
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
824
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
825
            # layer index is small
 
826
            final_offsets = offsets
 
827
        else:
 
828
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
829
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
830
                # We haven't read enough to justify expansion
 
831
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
832
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
833
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
834
                # start expanding our requests.
 
835
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
836
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
837
                return offsets
 
838
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
839
                                                      total_pages)
 
840
 
 
841
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
842
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
843
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
844
        return final_offsets
 
845
 
 
846
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
847
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
848
 
 
849
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
850
        want to expand.
 
851
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
852
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
853
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
854
        oddly.
 
855
 
 
856
        :param offsets: requested offsets
 
857
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
858
        :return: A set() of offsets after expansion
 
859
        """
 
860
        final_offsets = set(offsets)
 
861
        first = end = None
 
862
        new_tips = set(final_offsets)
 
863
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
864
            next_tips = set()
 
865
            for pos in new_tips:
 
866
                if first is None:
 
867
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
868
                previous = pos - 1
 
869
                if (previous > 0 and
 
870
                    previous not in cached_offsets and
 
871
                    previous not in final_offsets and
 
872
                        previous >= first):
 
873
                    next_tips.add(previous)
 
874
                after = pos + 1
 
875
                if (after < total_pages and
 
876
                    after not in cached_offsets and
 
877
                    after not in final_offsets and
 
878
                        after < end):
 
879
                    next_tips.add(after)
 
880
                # This would keep us from going bigger than
 
881
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
882
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
883
                # reasonable to expand all points equally.
 
884
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
885
                #     break
 
886
            final_offsets.update(next_tips)
 
887
            new_tips = next_tips
 
888
        return final_offsets
 
889
 
 
890
    def clear_cache(self):
 
891
        """Clear out any cached/memoized values.
 
892
 
 
893
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
 
894
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
 
895
        from this index.
 
896
        """
 
897
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
 
898
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
 
899
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
 
900
        # memory starts to be an issue.
 
901
        self._leaf_node_cache.clear()
 
902
 
 
903
    def external_references(self, ref_list_num):
 
904
        if self._root_node is None:
 
905
            self._get_root_node()
 
906
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
907
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
908
                             % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
909
        keys = set()
 
910
        refs = set()
 
911
        for node in self.iter_all_entries():
 
912
            keys.add(node[1])
 
913
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
914
        return refs - keys
 
915
 
 
916
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
917
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
918
 
 
919
        :return: (first, end)
 
920
            first is the first node in this layer
 
921
            end is the first node of the next layer
 
922
        """
 
923
        first = end = 0
 
924
        for roffset in self._row_offsets:
 
925
            first = end
 
926
            end = roffset
 
927
            if offset < roffset:
 
928
                break
 
929
        return first, end
 
930
 
 
931
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
932
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
933
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache)
 
934
        # cache may be dict or LRUCache, keys() is the common method
 
935
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
936
        if self._root_node is not None:
 
937
            cached_offsets.add(0)
 
938
        return cached_offsets
 
939
 
 
940
    def _get_root_node(self):
 
941
        if self._root_node is None:
 
942
            # We may not have a root node yet
 
943
            self._get_internal_nodes([0])
 
944
        return self._root_node
 
945
 
 
946
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
947
        found = {}
 
948
        needed = []
 
949
        for idx in node_indexes:
 
950
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
951
                found[0] = self._root_node
 
952
                continue
 
953
            try:
 
954
                found[idx] = cache[idx]
 
955
            except KeyError:
 
956
                needed.append(idx)
 
957
        if not needed:
 
958
            return found
 
959
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
960
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
961
        return found
 
962
 
 
963
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
964
        """Get a node, from cache or disk.
 
965
 
 
966
        After getting it, the node will be cached.
 
967
        """
 
968
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
969
 
 
970
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
971
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
972
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
973
            for node in viewvalues(nodes):
 
974
                for key, value in node.all_items():
 
975
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
976
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
977
                        # before.
 
978
                        break
 
979
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
980
 
 
981
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
982
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
983
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
984
        self._cache_leaf_values(found)
 
985
        return found
 
986
 
 
987
    def iter_all_entries(self):
 
988
        """Iterate over all keys within the index.
 
989
 
 
990
        :return: An iterable of (index, key, value) or
 
991
            (index, key, value, reference_lists).
 
992
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
993
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
994
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
995
            the most efficient order for the index.
 
996
        """
 
997
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
998
            trace.mutter_callsite(
 
999
                3, "iter_all_entries scales with size of history.")
 
1000
        if not self.key_count():
 
1001
            return
 
1002
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
1003
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
1004
            if self.node_ref_lists:
 
1005
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1006
                    yield (self, key, value, refs)
 
1007
            else:
 
1008
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1009
                    yield (self, key, value)
 
1010
            return
 
1011
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
1012
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
1013
        needed_offsets = list(range(start_of_leaves, end_of_leaves))
 
1014
        if needed_offsets == [0]:
 
1015
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
1016
            # read everything
 
1017
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
1018
        else:
 
1019
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
1020
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
1021
        # for spilling index builds to disk.
 
1022
        if self.node_ref_lists:
 
1023
            for _, node in nodes:
 
1024
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1025
                    yield (self, key, value, refs)
 
1026
        else:
 
1027
            for _, node in nodes:
 
1028
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1029
                    yield (self, key, value)
 
1030
 
 
1031
    @staticmethod
 
1032
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
1033
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
1034
 
 
1035
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
1036
        fixed_keys
 
1037
 
 
1038
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
1039
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
1040
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
1041
        """
 
1042
        if not in_keys:
 
1043
            return []
 
1044
        if not fixed_keys:
 
1045
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
1046
            # fall to the left.
 
1047
            return [(0, in_keys)]
 
1048
 
 
1049
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1050
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1051
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1052
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1053
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1054
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1055
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1056
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1057
        if len(in_keys) == 1:  # Bisect will always be faster for M = 1
 
1058
            return [(bisect.bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1059
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1060
        #     offsets = {}
 
1061
        #     for key in in_keys:
 
1062
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1063
        #                            []).append(key)
 
1064
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1065
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1066
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1067
        cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1068
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1069
 
 
1070
        class InputDone(Exception):
 
1071
            pass
 
1072
 
 
1073
        class FixedDone(Exception):
 
1074
            pass
 
1075
 
 
1076
        output = []
 
1077
        cur_out = []
 
1078
 
 
1079
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1080
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1081
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1082
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1083
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1084
        try:
 
1085
            while True:
 
1086
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1087
                    cur_keys = []
 
1088
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1089
                    output.append(cur_out)
 
1090
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1091
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1092
                        try:
 
1093
                            cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1094
                        except StopIteration:
 
1095
                            raise InputDone
 
1096
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1097
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1098
                # the end
 
1099
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1100
                    try:
 
1101
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1102
                    except StopIteration:
 
1103
                        raise FixedDone
 
1104
        except InputDone:
 
1105
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1106
            pass
 
1107
        except FixedDone:
 
1108
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1109
            # have to add one more for the tail
 
1110
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1111
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1112
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1113
            output.append(cur_out)
 
1114
        return output
 
1115
 
 
1116
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1117
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1118
 
 
1119
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1120
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1121
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1122
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1123
        """
 
1124
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1125
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1126
        # large queries are being made.
 
1127
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1128
 
 
1129
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1130
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1131
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1132
 
 
1133
            next_nodes_and_keys = []
 
1134
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1135
                node = nodes[node_index]
 
1136
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1137
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1138
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1139
                                            for pos, s_keys in positions])
 
1140
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1141
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1142
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1143
 
 
1144
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1145
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1146
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1147
        return nodes, keys_at_index
 
1148
 
 
1149
    def iter_entries(self, keys):
 
1150
        """Iterate over keys within the index.
 
1151
 
 
1152
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1153
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1154
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1155
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1156
        """
 
1157
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1158
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1159
        # large queries are being made.
 
1160
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1161
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1162
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1163
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1164
        # which it then bisects for, etc.)
 
1165
        keys = frozenset(keys)
 
1166
        if not keys:
 
1167
            return
 
1168
 
 
1169
        if not self.key_count():
 
1170
            return
 
1171
 
 
1172
        needed_keys = []
 
1173
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1174
            needed_keys = keys
 
1175
        else:
 
1176
            for key in keys:
 
1177
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1178
                if value is not None:
 
1179
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1180
                    value, refs = value
 
1181
                    if self.node_ref_lists:
 
1182
                        yield (self, key, value, refs)
 
1183
                    else:
 
1184
                        yield (self, key, value)
 
1185
                else:
 
1186
                    needed_keys.append(key)
 
1187
 
 
1188
        needed_keys = keys
 
1189
        if not needed_keys:
 
1190
            return
 
1191
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1192
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1193
            if not sub_keys:
 
1194
                continue
 
1195
            node = nodes[node_index]
 
1196
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1197
                if next_sub_key in node:
 
1198
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1199
                    if self.node_ref_lists:
 
1200
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1201
                    else:
 
1202
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1203
 
 
1204
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1205
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1206
 
 
1207
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1208
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1209
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1210
 
 
1211
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1212
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1213
 
 
1214
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1215
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1216
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1217
            care about.
 
1218
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1219
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1220
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1221
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1222
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1223
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1224
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1225
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1226
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1227
        """
 
1228
        if not self.key_count():
 
1229
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1230
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1231
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1232
            missing_keys.update(keys)
 
1233
            return set()
 
1234
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1235
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1236
                             % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1237
 
 
1238
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1239
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1240
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1241
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1242
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1243
 
 
1244
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1245
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1246
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1247
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1248
        # TODO:
 
1249
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1250
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1251
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1252
        #   see if they are present.
 
1253
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1254
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1255
        #   out.
 
1256
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1257
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1258
        #   re-entrant for that.
 
1259
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1260
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1261
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1262
        #   page that we read.
 
1263
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1264
        parents_not_on_page = set()
 
1265
 
 
1266
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1267
            if not sub_keys:
 
1268
                continue
 
1269
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1270
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1271
            node = nodes[node_index]
 
1272
            parents_to_check = set()
 
1273
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1274
                if next_sub_key not in node:
 
1275
                    # This one is just not present in the index at all
 
1276
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1277
                else:
 
1278
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1279
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1280
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1281
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1282
            # Don't look for things we've already found
 
1283
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1284
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1285
            # inlined.
 
1286
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1287
            # continue
 
1288
            while parents_to_check:
 
1289
                next_parents_to_check = set()
 
1290
                for key in parents_to_check:
 
1291
                    if key in node:
 
1292
                        value, refs = node[key]
 
1293
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1294
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1295
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1296
                    else:
 
1297
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1298
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1299
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1300
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1301
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1302
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1303
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1304
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1305
                        # again' for everything that is in another index
 
1306
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1307
                        # Missing for some reason
 
1308
                        if key < node.min_key:
 
1309
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1310
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1311
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1312
                        elif key > node.max_key:
 
1313
                            # This parent key would be present on a different
 
1314
                            # LeafNode
 
1315
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1316
                        else:
 
1317
                            # assert (key != node.min_key and
 
1318
                            #         key != node.max_key)
 
1319
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1320
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1321
                            missing_keys.add(key)
 
1322
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1323
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1324
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1325
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1326
        # found.
 
1327
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1328
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1329
        return search_keys
 
1330
 
 
1331
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1332
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1333
 
 
1334
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1335
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1336
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1337
        only the former key is returned.
 
1338
 
 
1339
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1340
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1341
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1342
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1343
 
 
1344
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1345
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1346
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1347
            The first element cannot be 'None'.
 
1348
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1349
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1350
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1351
            returned.
 
1352
        """
 
1353
        keys = sorted(set(keys))
 
1354
        if not keys:
 
1355
            return
 
1356
        # Load if needed to check key lengths
 
1357
        if self._key_count is None:
 
1358
            self._get_root_node()
 
1359
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1360
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1361
        # current breezy) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1362
        nodes = {}
 
1363
        if self.node_ref_lists:
 
1364
            if self._key_length == 1:
 
1365
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1366
                    nodes[key] = value, refs
 
1367
            else:
 
1368
                nodes_by_key = {}
 
1369
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1370
                    key_value = key, value, refs
 
1371
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1372
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1373
                    key_dict = nodes_by_key
 
1374
                    for subkey in key[:-1]:
 
1375
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1376
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1377
        else:
 
1378
            if self._key_length == 1:
 
1379
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1380
                    nodes[key] = value
 
1381
            else:
 
1382
                nodes_by_key = {}
 
1383
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1384
                    key_value = key, value
 
1385
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1386
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1387
                    key_dict = nodes_by_key
 
1388
                    for subkey in key[:-1]:
 
1389
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1390
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1391
        if self._key_length == 1:
 
1392
            for key in keys:
 
1393
                index._sanity_check_key(self, key)
 
1394
                try:
 
1395
                    if self.node_ref_lists:
 
1396
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1397
                        yield self, key, value, node_refs
 
1398
                    else:
 
1399
                        yield self, key, nodes[key]
 
1400
                except KeyError:
 
1401
                    pass
 
1402
            return
 
1403
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
1404
            yield entry
 
1405
 
 
1406
    def key_count(self):
 
1407
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1408
 
 
1409
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1410
        header.
 
1411
        """
 
1412
        if self._key_count is None:
 
1413
            self._get_root_node()
 
1414
        return self._key_count
 
1415
 
 
1416
    def _compute_row_offsets(self):
 
1417
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1418
        offsets = []
 
1419
        row_offset = 0
 
1420
        for row in self._row_lengths:
 
1421
            offsets.append(row_offset)
 
1422
            row_offset += row
 
1423
        offsets.append(row_offset)
 
1424
        self._row_offsets = offsets
 
1425
 
 
1426
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1427
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1428
 
 
1429
        :param bytes: The data to parse.
 
1430
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1431
            data. (which may be of length 0).
 
1432
        """
 
1433
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1434
        if not signature == self._signature():
 
1435
            raise index.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1436
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1437
        options_line = lines[0]
 
1438
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1439
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1440
        try:
 
1441
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1442
        except ValueError:
 
1443
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1444
        options_line = lines[1]
 
1445
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1446
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1447
        try:
 
1448
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1449
        except ValueError:
 
1450
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1451
        options_line = lines[2]
 
1452
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1453
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1454
        try:
 
1455
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1456
        except ValueError:
 
1457
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1458
        options_line = lines[3]
 
1459
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1460
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1461
        try:
 
1462
            self._row_lengths = [int(length) for length in
 
1463
                                 options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(
 
1464
                                     b',')
 
1465
                                 if length]
 
1466
        except ValueError:
 
1467
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1468
        self._compute_row_offsets()
 
1469
 
 
1470
        # calculate the bytes we have processed
 
1471
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1472
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1473
 
 
1474
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1475
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1476
 
 
1477
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1478
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1479
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1480
        a read may improve performance.
 
1481
 
 
1482
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1483
        :return: None
 
1484
        """
 
1485
        # may be the byte string of the whole file
 
1486
        bytes = None
 
1487
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1488
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1489
        ranges = []
 
1490
        base_offset = self._base_offset
 
1491
        for index in nodes:
 
1492
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
 
1493
            size = _PAGE_SIZE
 
1494
            if index == 0:
 
1495
                # Root node - special case
 
1496
                if self._size:
 
1497
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1498
                else:
 
1499
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1500
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1501
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1502
                    num_bytes = len(bytes)
 
1503
                    self._size = num_bytes - base_offset
 
1504
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1505
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
 
1506
                              for start in range(
 
1507
                                  base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
 
1508
                    break
 
1509
            else:
 
1510
                if offset > self._size:
 
1511
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1512
                                         ' of the file %s > %s'
 
1513
                                         % (offset, self._size))
 
1514
                size = min(size, self._size - offset)
 
1515
            ranges.append((base_offset + offset, size))
 
1516
        if not ranges:
 
1517
            return
 
1518
        elif bytes is not None:
 
1519
            # already have the whole file
 
1520
            data_ranges = [(start, bytes[start:start + size])
 
1521
                           for start, size in ranges]
 
1522
        elif self._file is None:
 
1523
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1524
        else:
 
1525
            data_ranges = []
 
1526
            for offset, size in ranges:
 
1527
                self._file.seek(offset)
 
1528
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1529
        for offset, data in data_ranges:
 
1530
            offset -= base_offset
 
1531
            if offset == 0:
 
1532
                # extract the header
 
1533
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1534
                if len(data) == 0:
 
1535
                    continue
 
1536
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1537
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1538
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
 
1539
                                          self.node_ref_lists)
 
1540
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1541
                node = _InternalNode(bytes)
 
1542
            else:
 
1543
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1544
            yield offset // _PAGE_SIZE, node
 
1545
 
 
1546
    def _signature(self):
 
1547
        """The file signature for this index type."""
 
1548
        return _BTSIGNATURE
 
1549
 
 
1550
    def validate(self):
 
1551
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1552
        # just read and parse every node.
 
1553
        self._get_root_node()
 
1554
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1555
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1556
        else:
 
1557
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1558
            start_node = 1
 
1559
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1560
        for node in self._read_nodes(list(range(start_node, node_end))):
 
1561
            pass
 
1562
 
 
1563
 
 
1564
_gcchk_factory = _LeafNode
 
1565
 
 
1566
try:
 
1567
    from . import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1568
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
 
1569
except ImportError as e:
 
1570
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1571
    from . import _btree_serializer_py as _btree_serializer