/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: Jelmer Vernooij
  • Date: 2020-05-06 02:13:25 UTC
  • mfrom: (7490.7.21 work)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 7501.
  • Revision ID: jelmer@jelmer.uk-20200506021325-awbmmqu1zyorz7sj
Merge 3.1 branch.

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 io import BytesIO
 
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
 
 
45
 
 
46
_BTSIGNATURE = b"B+Tree Graph Index 2\n"
 
47
_OPTION_ROW_LENGTHS = b"row_lengths="
 
48
_LEAF_FLAG = b"type=leaf\n"
 
49
_INTERNAL_FLAG = b"type=internal\n"
 
50
_INTERNAL_OFFSET = b"offset="
 
51
 
 
52
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
53
_PAGE_SIZE = 4096
 
54
 
 
55
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
56
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
57
 
 
58
 
 
59
class _BuilderRow(object):
 
60
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
61
 
 
62
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
63
        in the tree.
 
64
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
65
    """
 
66
 
 
67
    def __init__(self):
 
68
        """Create a _BuilderRow."""
 
69
        self.nodes = 0
 
70
        self.spool = None  # tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
71
        self.writer = None
 
72
 
 
73
    def finish_node(self, pad=True):
 
74
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
75
        if self.nodes == 0:
 
76
            self.spool = BytesIO()
 
77
            # padded note:
 
78
            self.spool.write(b"\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
79
        elif self.nodes == 1:
 
80
            # We got bigger than 1 node, switch to a temp file
 
81
            spool = tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
82
            spool.write(self.spool.getvalue())
 
83
            self.spool = spool
 
84
        skipped_bytes = 0
 
85
        if not pad and padding:
 
86
            del byte_lines[-1]
 
87
            skipped_bytes = padding
 
88
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
89
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
90
        if remainder != 0:
 
91
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
92
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
93
        self.nodes += 1
 
94
        self.writer = None
 
95
 
 
96
 
 
97
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
98
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
99
 
 
100
    def finish_node(self, pad=True):
 
101
        if not pad:
 
102
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
103
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
104
 
 
105
 
 
106
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
107
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
108
 
 
109
 
 
110
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
111
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
112
 
 
113
    The resulting graph has the structure:
 
114
 
 
115
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
116
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
117
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
118
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
119
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
120
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
121
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
122
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
123
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
124
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
125
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
126
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
127
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
128
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
129
    ROWS           := ROW*
 
130
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
131
    ABSENT         := 'a'
 
132
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
133
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
134
    REFERENCE      := KEY
 
135
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
136
    """
 
137
 
 
138
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
139
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
140
 
 
141
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
142
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
143
        """
 
144
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
145
                                         key_elements=key_elements)
 
146
        self._spill_at = spill_at
 
147
        self._backing_indices = []
 
148
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
149
        self._nodes = {}
 
150
        # Indicate it hasn't been built yet
 
151
        self._nodes_by_key = None
 
152
        self._optimize_for_size = False
 
153
 
 
154
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
155
        """Add a node to the index.
 
156
 
 
157
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
158
        disk spilling will be triggered.
 
159
 
 
160
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
161
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
162
            defined for this index.
 
163
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
164
            reference to another key.
 
165
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
166
            bytes as long as it does not contain \\0 or \\n.
 
167
        """
 
168
        # Ensure that 'key' is a StaticTuple
 
169
        key = static_tuple.StaticTuple.from_sequence(key).intern()
 
170
        # we don't care about absent_references
 
171
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
172
        if key in self._nodes:
 
173
            raise index.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
174
        self._nodes[key] = static_tuple.StaticTuple(node_refs, value)
 
175
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
176
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
177
        if len(self._nodes) < self._spill_at:
 
178
            return
 
179
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
180
 
 
181
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
182
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
183
 
 
184
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
185
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
186
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
187
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
188
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
189
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
190
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
191
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
192
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
193
        """
 
194
        if self._combine_backing_indices:
 
195
            (new_backing_file, size,
 
196
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
 
197
        else:
 
198
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
 
199
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
200
        #       direct access to the new_backing._file object
 
201
        new_backing = BTreeGraphIndex(transport.get_transport_from_path('.'),
 
202
                                      '<temp>', size)
 
203
        # GC will clean up the file
 
204
        new_backing._file = new_backing_file
 
205
        if self._combine_backing_indices:
 
206
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
207
                self._backing_indices.append(None)
 
208
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
209
            for backing_pos in range(backing_pos):
 
210
                self._backing_indices[backing_pos] = None
 
211
        else:
 
212
            self._backing_indices.append(new_backing)
 
213
        self._nodes = {}
 
214
        self._nodes_by_key = None
 
215
 
 
216
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
 
217
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
 
218
 
 
219
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
 
220
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
221
        pos = -1
 
222
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
223
            if backing is None:
 
224
                pos -= 1
 
225
                break
 
226
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
227
        backing_pos = pos + 1
 
228
        new_backing_file, size = \
 
229
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
230
                              allow_optimize=False)
 
231
        return new_backing_file, size, backing_pos
 
232
 
 
233
    def add_nodes(self, nodes):
 
234
        """Add nodes to the index.
 
235
 
 
236
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
237
        """
 
238
        if self.reference_lists:
 
239
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
240
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
241
        else:
 
242
            for (key, value) in nodes:
 
243
                self.add_node(key, value)
 
244
 
 
245
    def _iter_mem_nodes(self):
 
246
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
247
        nodes = self._nodes
 
248
        if self.reference_lists:
 
249
            for key in sorted(nodes):
 
250
                references, value = nodes[key]
 
251
                yield self, key, value, references
 
252
        else:
 
253
            for key in sorted(nodes):
 
254
                references, value = nodes[key]
 
255
                yield self, key, value
 
256
 
 
257
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
258
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
259
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
260
                yield value
 
261
            return
 
262
        current_values = []
 
263
        for iterator in iterators_to_combine:
 
264
            try:
 
265
                current_values.append(next(iterator))
 
266
            except StopIteration:
 
267
                current_values.append(None)
 
268
        last = None
 
269
        while True:
 
270
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
271
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
272
                          in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
273
            if not len(candidates):
 
274
                return
 
275
            selected = min(candidates)
 
276
            # undecorate back to (pos, node)
 
277
            selected = selected[1]
 
278
            if last == selected[1][1]:
 
279
                raise index.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
280
            last = selected[1][1]
 
281
            # Yield, with self as the index
 
282
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
283
            pos = selected[0]
 
284
            try:
 
285
                current_values[pos] = next(iterators_to_combine[pos])
 
286
            except StopIteration:
 
287
                current_values[pos] = None
 
288
 
 
289
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
290
        """Add a key to the current chunk.
 
291
 
 
292
        :param string_key: The key to add.
 
293
        :param line: The fully serialised key and value.
 
294
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
295
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
296
            functionality.
 
297
        """
 
298
        new_leaf = False
 
299
        if rows[-1].writer is None:
 
300
            # opening a new leaf chunk;
 
301
            new_leaf = True
 
302
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
303
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
304
                # preserve the height of the tree
 
305
                if internal_row.writer is None:
 
306
                    length = _PAGE_SIZE
 
307
                    if internal_row.nodes == 0:
 
308
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES  # padded
 
309
                    if allow_optimize:
 
310
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
311
                    else:
 
312
                        optimize_for_size = False
 
313
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
314
                        length, 0, optimize_for_size=optimize_for_size)
 
315
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
316
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET
 
317
                                              + b"%d\n" % rows[pos + 1].nodes)
 
318
            # add a new leaf
 
319
            length = _PAGE_SIZE
 
320
            if rows[-1].nodes == 0:
 
321
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES  # padded
 
322
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
323
                length, optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
324
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
325
        if rows[-1].writer.write(line):
 
326
            # if we failed to write, despite having an empty page to write to,
 
327
            # then line is too big. raising the error avoids infinite recursion
 
328
            # searching for a suitably large page that will not be found.
 
329
            if new_leaf:
 
330
                raise index.BadIndexKey(string_key)
 
331
            # this key did not fit in the node:
 
332
            rows[-1].finish_node()
 
333
            key_line = string_key + b"\n"
 
334
            new_row = True
 
335
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
336
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
337
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
338
                # it does fit into.
 
339
                if row.writer.write(key_line):
 
340
                    row.finish_node()
 
341
                else:
 
342
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
343
                    new_row = False
 
344
                    break
 
345
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
346
            # division point, then we need a new root:
 
347
            if new_row:
 
348
                # We need a new row
 
349
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
350
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
351
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
352
                reserved_bytes = 0
 
353
                rows.insert(0, new_row)
 
354
                # This will be padded, hence the -100
 
355
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
356
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
357
                    reserved_bytes,
 
358
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
359
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
360
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET
 
361
                                     + b"%d\n" % (rows[1].nodes - 1))
 
362
                new_row.writer.write(key_line)
 
363
            self._add_key(string_key, line, rows,
 
364
                          allow_optimize=allow_optimize)
 
365
 
 
366
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
367
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
368
 
 
369
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
370
            match the output given by iter_all_entries.
 
371
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
372
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
373
            functionality.
 
374
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
375
            the nodes.
 
376
        """
 
377
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
378
        # etc.
 
379
        rows = []
 
380
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
381
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
382
        # direct lookup
 
383
        key_count = 0
 
384
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
385
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
386
        self.row_lengths = []
 
387
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
388
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
389
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
390
        # row above, transitively.
 
391
        for node in node_iterator:
 
392
            if key_count == 0:
 
393
                # First key triggers the first row
 
394
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
395
            key_count += 1
 
396
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(
 
397
                node, self.reference_lists)
 
398
            self._add_key(string_key, line, rows,
 
399
                          allow_optimize=allow_optimize)
 
400
        for row in reversed(rows):
 
401
            pad = (not isinstance(row, _LeafBuilderRow))
 
402
            row.finish_node(pad=pad)
 
403
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
404
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_NODE_REFS, self.reference_lists))
 
405
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_KEY_ELEMENTS, self._key_length))
 
406
        lines.append(b'%s%d\n' % (_OPTION_LEN, key_count))
 
407
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
408
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(
 
409
            map(str, row_lengths)).encode('ascii') + b'\n')
 
410
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
411
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
412
        else:
 
413
            result = BytesIO()
 
414
        result.writelines(lines)
 
415
        position = sum(map(len, lines))
 
416
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
417
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
418
                                 " reserved space: %d > %d"
 
419
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
420
        # write the rows out:
 
421
        for row in rows:
 
422
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES  # reserved space for first node
 
423
            row.spool.flush()
 
424
            row.spool.seek(0)
 
425
            # copy nodes to the finalised file.
 
426
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
427
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
428
            result.write(node[reserved:])
 
429
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
 
430
                result.write(b"\x00" * (reserved - position))
 
431
            position = 0  # Only the root row actually has an offset
 
432
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
433
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
434
                if not isinstance(row, _LeafBuilderRow):
 
435
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
436
                                         " expected: %d, got: %d"
 
437
                                         % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
438
                                            copied_len))
 
439
        result.flush()
 
440
        size = result.tell()
 
441
        result.seek(0)
 
442
        return result, size
 
443
 
 
444
    def finish(self):
 
445
        """Finalise the index.
 
446
 
 
447
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
448
            to the index.
 
449
        """
 
450
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
451
 
 
452
    def iter_all_entries(self):
 
453
        """Iterate over all keys within the index
 
454
 
 
455
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
456
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
457
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
458
        """
 
459
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
460
            trace.mutter_callsite(
 
461
                3, "iter_all_entries scales with size of history.")
 
462
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
463
        # be getting called routinely anyway.
 
464
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
465
        for backing in self._backing_indices:
 
466
            if backing is not None:
 
467
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
468
        if len(iterators) == 1:
 
469
            return iterators[0]
 
470
        return self._iter_smallest(iterators)
 
471
 
 
472
    def iter_entries(self, keys):
 
473
        """Iterate over keys within the index.
 
474
 
 
475
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
476
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
477
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
478
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
479
        """
 
480
        keys = set(keys)
 
481
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
 
482
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
 
483
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
 
484
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
 
485
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
 
486
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
 
487
        #       comprehension
 
488
        nodes = self._nodes
 
489
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
 
490
        if self.reference_lists:
 
491
            for key in local_keys:
 
492
                node = nodes[key]
 
493
                yield self, key, node[1], node[0]
 
494
        else:
 
495
            for key in local_keys:
 
496
                node = nodes[key]
 
497
                yield self, key, node[1]
 
498
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
499
        # yet.
 
500
        if not self._backing_indices:
 
501
            return  # We won't find anything there either
 
502
        # Remove all of the keys that we found locally
 
503
        keys.difference_update(local_keys)
 
504
        for backing in self._backing_indices:
 
505
            if backing is None:
 
506
                continue
 
507
            if not keys:
 
508
                return
 
509
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
510
                keys.remove(node[1])
 
511
                yield (self,) + node[1:]
 
512
 
 
513
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
514
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
515
 
 
516
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
517
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
518
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
519
        only the former key is returned.
 
520
 
 
521
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
522
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
523
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
524
            The first element cannot be 'None'.
 
525
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
526
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
527
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
528
            returned.
 
529
        """
 
530
        keys = set(keys)
 
531
        if not keys:
 
532
            return
 
533
        for backing in self._backing_indices:
 
534
            if backing is None:
 
535
                continue
 
536
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
537
                yield (self,) + node[1:]
 
538
        if self._key_length == 1:
 
539
            for key in keys:
 
540
                index._sanity_check_key(self, key)
 
541
                try:
 
542
                    node = self._nodes[key]
 
543
                except KeyError:
 
544
                    continue
 
545
                if self.reference_lists:
 
546
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
547
                else:
 
548
                    yield self, key, node[1]
 
549
            return
 
550
        nodes_by_key = self._get_nodes_by_key()
 
551
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
552
            yield entry
 
553
 
 
554
    def _get_nodes_by_key(self):
 
555
        if self._nodes_by_key is None:
 
556
            nodes_by_key = {}
 
557
            if self.reference_lists:
 
558
                for key, (references, value) in self._nodes.items():
 
559
                    key_dict = nodes_by_key
 
560
                    for subkey in key[:-1]:
 
561
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
562
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
563
            else:
 
564
                for key, (references, value) in self._nodes.items():
 
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
 
569
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
570
        return self._nodes_by_key
 
571
 
 
572
    def key_count(self):
 
573
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
574
 
 
575
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
576
        """
 
577
        return len(self._nodes) + sum(
 
578
            backing.key_count()
 
579
            for backing in self._backing_indices
 
580
            if backing is not None)
 
581
 
 
582
    def validate(self):
 
583
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
584
 
 
585
    def __lt__(self, other):
 
586
        if isinstance(other, type(self)):
 
587
            return self._nodes < other._nodes
 
588
        # Always sort existing indexes before ones that are still being built.
 
589
        if isinstance(other, BTreeGraphIndex):
 
590
            return False
 
591
        raise TypeError
 
592
 
 
593
 
 
594
class _LeafNode(dict):
 
595
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
596
 
 
597
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
 
598
 
 
599
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
600
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
601
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
602
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(
 
603
            bytes, key_length, ref_list_length)
 
604
        if key_list:
 
605
            self.min_key = key_list[0][0]
 
606
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
607
        else:
 
608
            self.min_key = self.max_key = None
 
609
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
 
610
        self._keys = dict(self)
 
611
 
 
612
    def all_items(self):
 
613
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
 
614
        items = sorted(self.items())
 
615
        return items
 
616
 
 
617
    def all_keys(self):
 
618
        """Return a sorted list of all keys."""
 
619
        keys = sorted(self.keys())
 
620
        return keys
 
621
 
 
622
 
 
623
class _InternalNode(object):
 
624
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
625
 
 
626
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
627
 
 
628
    def __init__(self, bytes):
 
629
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
630
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
631
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split(b'\n'))
 
632
 
 
633
    def _parse_lines(self, lines):
 
634
        nodes = []
 
635
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
636
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
 
637
        for line in lines[2:]:
 
638
            if line == b'':
 
639
                break
 
640
            # GZ 2017-05-24: Used to intern() each chunk of line as well, need
 
641
            # to recheck performance and perhaps adapt StaticTuple to adjust.
 
642
            nodes.append(as_st(line.split(b'\0')).intern())
 
643
        return nodes
 
644
 
 
645
 
 
646
class BTreeGraphIndex(object):
 
647
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
648
 
 
649
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
650
    memory except when very large walks are done.
 
651
    """
 
652
 
 
653
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
 
654
                 offset=0):
 
655
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
656
 
 
657
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
658
        :param name: The file name of the index on transport.
 
659
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
660
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
661
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
662
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
663
            allows single-IO to read the entire index.
 
664
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
665
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
666
            cache all leaf nodes.
 
667
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
 
668
            file. Instead it starts at some point later.
 
669
        """
 
670
        self._transport = transport
 
671
        self._name = name
 
672
        self._size = size
 
673
        self._file = None
 
674
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
675
        self._root_node = None
 
676
        self._base_offset = offset
 
677
        self._leaf_factory = _LeafNode
 
678
        # Default max size is 100,000 leave values
 
679
        self._leaf_value_cache = None  # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
680
        if unlimited_cache:
 
681
            self._leaf_node_cache = {}
 
682
            self._internal_node_cache = {}
 
683
        else:
 
684
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
685
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
686
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
687
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
688
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
689
        self._key_count = None
 
690
        self._row_lengths = None
 
691
        self._row_offsets = None  # Start of each row, [-1] is the end
 
692
 
 
693
    def __hash__(self):
 
694
        return id(self)
 
695
 
 
696
    def __eq__(self, other):
 
697
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
698
        return (
 
699
            isinstance(self, type(other))
 
700
            and self._transport == other._transport
 
701
            and self._name == other._name
 
702
            and self._size == other._size)
 
703
 
 
704
    def __lt__(self, other):
 
705
        if isinstance(other, type(self)):
 
706
            return ((self._name, self._size) < (other._name, other._size))
 
707
        # Always sort existing indexes before ones that are still being built.
 
708
        if isinstance(other, BTreeBuilder):
 
709
            return True
 
710
        raise TypeError
 
711
 
 
712
    def __ne__(self, other):
 
713
        return not self.__eq__(other)
 
714
 
 
715
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
716
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
717
 
 
718
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
719
        being inserted it into the _node_cache.
 
720
 
 
721
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
722
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
723
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
724
        cachable.
 
725
 
 
726
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
727
        """
 
728
        found = {}
 
729
        start_of_leaves = None
 
730
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
731
            if node_pos == 0:  # Special case
 
732
                self._root_node = node
 
733
            else:
 
734
                if start_of_leaves is None:
 
735
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
736
                if node_pos < start_of_leaves:
 
737
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
738
                else:
 
739
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
740
            found[node_pos] = node
 
741
        return found
 
742
 
 
743
    def _compute_recommended_pages(self):
 
744
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
745
 
 
746
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
747
        pages fit in that length.
 
748
        """
 
749
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
750
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read / _PAGE_SIZE))
 
751
        return recommended_pages
 
752
 
 
753
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
754
        """How many pages are in the index.
 
755
 
 
756
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
757
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
758
        """
 
759
        if self._size is None:
 
760
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
761
                                 ' called when self._size is None')
 
762
        if self._root_node is not None:
 
763
            # This is the number of pages as defined by the header
 
764
            return self._row_offsets[-1]
 
765
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
766
        # should be indentical.
 
767
        total_pages = int(math.ceil(self._size / _PAGE_SIZE))
 
768
        return total_pages
 
769
 
 
770
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
771
        """Find extra pages to download.
 
772
 
 
773
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
774
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
775
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
776
        out what other pages we might want to read.
 
777
 
 
778
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
779
 
 
780
        :param offsets: The offsets to be read
 
781
        :return: A list of offsets to download
 
782
        """
 
783
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
784
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
785
 
 
786
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
787
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
788
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
789
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
790
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
791
            return offsets
 
792
        if self._size is None:
 
793
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
794
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
795
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
796
            return offsets
 
797
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
798
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
799
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
800
        # do so.
 
801
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
802
            # Read whatever is left
 
803
            if cached_offsets:
 
804
                expanded = [x for x in range(total_pages)
 
805
                            if x not in cached_offsets]
 
806
            else:
 
807
                expanded = list(range(total_pages))
 
808
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
809
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
810
            return expanded
 
811
 
 
812
        if self._root_node is None:
 
813
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
814
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
815
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
816
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
817
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
818
            # layer index is small
 
819
            final_offsets = offsets
 
820
        else:
 
821
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
822
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
823
                # We haven't read enough to justify expansion
 
824
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
825
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
826
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
827
                # start expanding our requests.
 
828
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
829
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
830
                return offsets
 
831
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
832
                                                      total_pages)
 
833
 
 
834
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
835
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
836
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
837
        return final_offsets
 
838
 
 
839
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
840
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
841
 
 
842
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
843
        want to expand.
 
844
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
845
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
846
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
847
        oddly.
 
848
 
 
849
        :param offsets: requested offsets
 
850
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
851
        :return: A set() of offsets after expansion
 
852
        """
 
853
        final_offsets = set(offsets)
 
854
        first = end = None
 
855
        new_tips = set(final_offsets)
 
856
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
857
            next_tips = set()
 
858
            for pos in new_tips:
 
859
                if first is None:
 
860
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
861
                previous = pos - 1
 
862
                if (previous > 0 and
 
863
                    previous not in cached_offsets and
 
864
                    previous not in final_offsets and
 
865
                        previous >= first):
 
866
                    next_tips.add(previous)
 
867
                after = pos + 1
 
868
                if (after < total_pages and
 
869
                    after not in cached_offsets and
 
870
                    after not in final_offsets and
 
871
                        after < end):
 
872
                    next_tips.add(after)
 
873
                # This would keep us from going bigger than
 
874
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
875
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
876
                # reasonable to expand all points equally.
 
877
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
878
                #     break
 
879
            final_offsets.update(next_tips)
 
880
            new_tips = next_tips
 
881
        return final_offsets
 
882
 
 
883
    def clear_cache(self):
 
884
        """Clear out any cached/memoized values.
 
885
 
 
886
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
 
887
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
 
888
        from this index.
 
889
        """
 
890
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
 
891
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
 
892
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
 
893
        # memory starts to be an issue.
 
894
        self._leaf_node_cache.clear()
 
895
 
 
896
    def external_references(self, ref_list_num):
 
897
        if self._root_node is None:
 
898
            self._get_root_node()
 
899
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
900
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
901
                             % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
902
        keys = set()
 
903
        refs = set()
 
904
        for node in self.iter_all_entries():
 
905
            keys.add(node[1])
 
906
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
907
        return refs - keys
 
908
 
 
909
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
910
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
911
 
 
912
        :return: (first, end)
 
913
            first is the first node in this layer
 
914
            end is the first node of the next layer
 
915
        """
 
916
        first = end = 0
 
917
        for roffset in self._row_offsets:
 
918
            first = end
 
919
            end = roffset
 
920
            if offset < roffset:
 
921
                break
 
922
        return first, end
 
923
 
 
924
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
925
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
926
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache)
 
927
        # cache may be dict or LRUCache, keys() is the common method
 
928
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
929
        if self._root_node is not None:
 
930
            cached_offsets.add(0)
 
931
        return cached_offsets
 
932
 
 
933
    def _get_root_node(self):
 
934
        if self._root_node is None:
 
935
            # We may not have a root node yet
 
936
            self._get_internal_nodes([0])
 
937
        return self._root_node
 
938
 
 
939
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
940
        found = {}
 
941
        needed = []
 
942
        for idx in node_indexes:
 
943
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
944
                found[0] = self._root_node
 
945
                continue
 
946
            try:
 
947
                found[idx] = cache[idx]
 
948
            except KeyError:
 
949
                needed.append(idx)
 
950
        if not needed:
 
951
            return found
 
952
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
953
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
954
        return found
 
955
 
 
956
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
957
        """Get a node, from cache or disk.
 
958
 
 
959
        After getting it, the node will be cached.
 
960
        """
 
961
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
962
 
 
963
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
964
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
965
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
966
            for node in nodes.values():
 
967
                for key, value in node.all_items():
 
968
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
969
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
970
                        # before.
 
971
                        break
 
972
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
973
 
 
974
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
975
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
976
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
977
        self._cache_leaf_values(found)
 
978
        return found
 
979
 
 
980
    def iter_all_entries(self):
 
981
        """Iterate over all keys within the index.
 
982
 
 
983
        :return: An iterable of (index, key, value) or
 
984
            (index, key, value, reference_lists).
 
985
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
986
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
987
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
988
            the most efficient order for the index.
 
989
        """
 
990
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
991
            trace.mutter_callsite(
 
992
                3, "iter_all_entries scales with size of history.")
 
993
        if not self.key_count():
 
994
            return
 
995
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
996
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
997
            if self.node_ref_lists:
 
998
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
999
                    yield (self, key, value, refs)
 
1000
            else:
 
1001
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1002
                    yield (self, key, value)
 
1003
            return
 
1004
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
1005
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
1006
        needed_offsets = list(range(start_of_leaves, end_of_leaves))
 
1007
        if needed_offsets == [0]:
 
1008
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
1009
            # read everything
 
1010
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
1011
        else:
 
1012
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
1013
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
1014
        # for spilling index builds to disk.
 
1015
        if self.node_ref_lists:
 
1016
            for _, node in nodes:
 
1017
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1018
                    yield (self, key, value, refs)
 
1019
        else:
 
1020
            for _, node in nodes:
 
1021
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1022
                    yield (self, key, value)
 
1023
 
 
1024
    @staticmethod
 
1025
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
1026
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
1027
 
 
1028
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
1029
        fixed_keys
 
1030
 
 
1031
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
1032
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
1033
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
1034
        """
 
1035
        if not in_keys:
 
1036
            return []
 
1037
        if not fixed_keys:
 
1038
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
1039
            # fall to the left.
 
1040
            return [(0, in_keys)]
 
1041
 
 
1042
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1043
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1044
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1045
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1046
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1047
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1048
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1049
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1050
        if len(in_keys) == 1:  # Bisect will always be faster for M = 1
 
1051
            return [(bisect.bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1052
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1053
        #     offsets = {}
 
1054
        #     for key in in_keys:
 
1055
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1056
        #                            []).append(key)
 
1057
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1058
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1059
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1060
        cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1061
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1062
 
 
1063
        class InputDone(Exception):
 
1064
            pass
 
1065
 
 
1066
        class FixedDone(Exception):
 
1067
            pass
 
1068
 
 
1069
        output = []
 
1070
        cur_out = []
 
1071
 
 
1072
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1073
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1074
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1075
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1076
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1077
        try:
 
1078
            while True:
 
1079
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1080
                    cur_keys = []
 
1081
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1082
                    output.append(cur_out)
 
1083
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1084
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1085
                        try:
 
1086
                            cur_in_key = next(in_keys_iter)
 
1087
                        except StopIteration:
 
1088
                            raise InputDone
 
1089
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1090
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1091
                # the end
 
1092
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1093
                    try:
 
1094
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = next(fixed_keys_iter)
 
1095
                    except StopIteration:
 
1096
                        raise FixedDone
 
1097
        except InputDone:
 
1098
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1099
            pass
 
1100
        except FixedDone:
 
1101
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1102
            # have to add one more for the tail
 
1103
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1104
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1105
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1106
            output.append(cur_out)
 
1107
        return output
 
1108
 
 
1109
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1110
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1111
 
 
1112
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1113
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1114
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1115
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1116
        """
 
1117
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1118
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1119
        # large queries are being made.
 
1120
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1121
 
 
1122
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1123
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1124
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1125
 
 
1126
            next_nodes_and_keys = []
 
1127
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1128
                node = nodes[node_index]
 
1129
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1130
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1131
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1132
                                            for pos, s_keys in positions])
 
1133
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1134
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1135
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1136
 
 
1137
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1138
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1139
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1140
        return nodes, keys_at_index
 
1141
 
 
1142
    def iter_entries(self, keys):
 
1143
        """Iterate over keys within the index.
 
1144
 
 
1145
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1146
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1147
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1148
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1149
        """
 
1150
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1151
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1152
        # large queries are being made.
 
1153
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1154
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1155
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1156
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1157
        # which it then bisects for, etc.)
 
1158
        keys = frozenset(keys)
 
1159
        if not keys:
 
1160
            return
 
1161
 
 
1162
        if not self.key_count():
 
1163
            return
 
1164
 
 
1165
        needed_keys = []
 
1166
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1167
            needed_keys = keys
 
1168
        else:
 
1169
            for key in keys:
 
1170
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1171
                if value is not None:
 
1172
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1173
                    value, refs = value
 
1174
                    if self.node_ref_lists:
 
1175
                        yield (self, key, value, refs)
 
1176
                    else:
 
1177
                        yield (self, key, value)
 
1178
                else:
 
1179
                    needed_keys.append(key)
 
1180
 
 
1181
        needed_keys = keys
 
1182
        if not needed_keys:
 
1183
            return
 
1184
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1185
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1186
            if not sub_keys:
 
1187
                continue
 
1188
            node = nodes[node_index]
 
1189
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1190
                if next_sub_key in node:
 
1191
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1192
                    if self.node_ref_lists:
 
1193
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1194
                    else:
 
1195
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1196
 
 
1197
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1198
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1199
 
 
1200
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1201
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1202
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1203
 
 
1204
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1205
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1206
 
 
1207
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1208
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1209
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1210
            care about.
 
1211
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1212
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1213
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1214
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1215
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1216
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1217
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1218
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1219
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1220
        """
 
1221
        if not self.key_count():
 
1222
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1223
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1224
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1225
            missing_keys.update(keys)
 
1226
            return set()
 
1227
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1228
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1229
                             % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1230
 
 
1231
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1232
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1233
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1234
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1235
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1236
 
 
1237
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1238
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1239
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1240
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1241
        # TODO:
 
1242
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1243
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1244
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1245
        #   see if they are present.
 
1246
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1247
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1248
        #   out.
 
1249
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1250
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1251
        #   re-entrant for that.
 
1252
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1253
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1254
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1255
        #   page that we read.
 
1256
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1257
        parents_not_on_page = set()
 
1258
 
 
1259
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1260
            if not sub_keys:
 
1261
                continue
 
1262
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1263
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1264
            node = nodes[node_index]
 
1265
            parents_to_check = set()
 
1266
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1267
                if next_sub_key not in node:
 
1268
                    # This one is just not present in the index at all
 
1269
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1270
                else:
 
1271
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1272
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1273
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1274
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1275
            # Don't look for things we've already found
 
1276
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1277
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1278
            # inlined.
 
1279
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1280
            # continue
 
1281
            while parents_to_check:
 
1282
                next_parents_to_check = set()
 
1283
                for key in parents_to_check:
 
1284
                    if key in node:
 
1285
                        value, refs = node[key]
 
1286
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1287
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1288
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1289
                    else:
 
1290
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1291
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1292
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1293
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1294
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1295
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1296
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1297
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1298
                        # again' for everything that is in another index
 
1299
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1300
                        # Missing for some reason
 
1301
                        if key < node.min_key:
 
1302
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1303
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1304
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1305
                        elif key > node.max_key:
 
1306
                            # This parent key would be present on a different
 
1307
                            # LeafNode
 
1308
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1309
                        else:
 
1310
                            # assert (key != node.min_key and
 
1311
                            #         key != node.max_key)
 
1312
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1313
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1314
                            missing_keys.add(key)
 
1315
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1316
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1317
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1318
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1319
        # found.
 
1320
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1321
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1322
        return search_keys
 
1323
 
 
1324
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1325
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1326
 
 
1327
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1328
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1329
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1330
        only the former key is returned.
 
1331
 
 
1332
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1333
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1334
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1335
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1336
 
 
1337
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1338
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1339
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1340
            The first element cannot be 'None'.
 
1341
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1342
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1343
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1344
            returned.
 
1345
        """
 
1346
        keys = sorted(set(keys))
 
1347
        if not keys:
 
1348
            return
 
1349
        # Load if needed to check key lengths
 
1350
        if self._key_count is None:
 
1351
            self._get_root_node()
 
1352
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1353
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1354
        # current breezy) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1355
        nodes = {}
 
1356
        if self.node_ref_lists:
 
1357
            if self._key_length == 1:
 
1358
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1359
                    nodes[key] = value, refs
 
1360
            else:
 
1361
                nodes_by_key = {}
 
1362
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1363
                    key_value = key, value, refs
 
1364
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1365
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1366
                    key_dict = nodes_by_key
 
1367
                    for subkey in key[:-1]:
 
1368
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1369
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1370
        else:
 
1371
            if self._key_length == 1:
 
1372
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1373
                    nodes[key] = value
 
1374
            else:
 
1375
                nodes_by_key = {}
 
1376
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1377
                    key_value = key, value
 
1378
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1379
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1380
                    key_dict = nodes_by_key
 
1381
                    for subkey in key[:-1]:
 
1382
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1383
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1384
        if self._key_length == 1:
 
1385
            for key in keys:
 
1386
                index._sanity_check_key(self, key)
 
1387
                try:
 
1388
                    if self.node_ref_lists:
 
1389
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1390
                        yield self, key, value, node_refs
 
1391
                    else:
 
1392
                        yield self, key, nodes[key]
 
1393
                except KeyError:
 
1394
                    pass
 
1395
            return
 
1396
        for entry in index._iter_entries_prefix(self, nodes_by_key, keys):
 
1397
            yield entry
 
1398
 
 
1399
    def key_count(self):
 
1400
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1401
 
 
1402
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1403
        header.
 
1404
        """
 
1405
        if self._key_count is None:
 
1406
            self._get_root_node()
 
1407
        return self._key_count
 
1408
 
 
1409
    def _compute_row_offsets(self):
 
1410
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1411
        offsets = []
 
1412
        row_offset = 0
 
1413
        for row in self._row_lengths:
 
1414
            offsets.append(row_offset)
 
1415
            row_offset += row
 
1416
        offsets.append(row_offset)
 
1417
        self._row_offsets = offsets
 
1418
 
 
1419
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1420
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1421
 
 
1422
        :param bytes: The data to parse.
 
1423
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1424
            data. (which may be of length 0).
 
1425
        """
 
1426
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1427
        if not signature == self._signature():
 
1428
            raise index.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1429
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1430
        options_line = lines[0]
 
1431
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1432
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1433
        try:
 
1434
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1435
        except ValueError:
 
1436
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1437
        options_line = lines[1]
 
1438
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1439
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1440
        try:
 
1441
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1442
        except ValueError:
 
1443
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1444
        options_line = lines[2]
 
1445
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1446
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1447
        try:
 
1448
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1449
        except ValueError:
 
1450
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1451
        options_line = lines[3]
 
1452
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1453
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1454
        try:
 
1455
            self._row_lengths = [int(length) for length in
 
1456
                                 options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(
 
1457
                                     b',')
 
1458
                                 if length]
 
1459
        except ValueError:
 
1460
            raise index.BadIndexOptions(self)
 
1461
        self._compute_row_offsets()
 
1462
 
 
1463
        # calculate the bytes we have processed
 
1464
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1465
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1466
 
 
1467
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1468
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1469
 
 
1470
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1471
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1472
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1473
        a read may improve performance.
 
1474
 
 
1475
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1476
        :return: None
 
1477
        """
 
1478
        # may be the byte string of the whole file
 
1479
        bytes = None
 
1480
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1481
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1482
        ranges = []
 
1483
        base_offset = self._base_offset
 
1484
        for index in nodes:
 
1485
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
 
1486
            size = _PAGE_SIZE
 
1487
            if index == 0:
 
1488
                # Root node - special case
 
1489
                if self._size:
 
1490
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1491
                else:
 
1492
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1493
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1494
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1495
                    num_bytes = len(bytes)
 
1496
                    self._size = num_bytes - base_offset
 
1497
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1498
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
 
1499
                              for start in range(
 
1500
                                  base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
 
1501
                    break
 
1502
            else:
 
1503
                if offset > self._size:
 
1504
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1505
                                         ' of the file %s > %s'
 
1506
                                         % (offset, self._size))
 
1507
                size = min(size, self._size - offset)
 
1508
            ranges.append((base_offset + offset, size))
 
1509
        if not ranges:
 
1510
            return
 
1511
        elif bytes is not None:
 
1512
            # already have the whole file
 
1513
            data_ranges = [(start, bytes[start:start + size])
 
1514
                           for start, size in ranges]
 
1515
        elif self._file is None:
 
1516
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1517
        else:
 
1518
            data_ranges = []
 
1519
            for offset, size in ranges:
 
1520
                self._file.seek(offset)
 
1521
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1522
        for offset, data in data_ranges:
 
1523
            offset -= base_offset
 
1524
            if offset == 0:
 
1525
                # extract the header
 
1526
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1527
                if len(data) == 0:
 
1528
                    continue
 
1529
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1530
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1531
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
 
1532
                                          self.node_ref_lists)
 
1533
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1534
                node = _InternalNode(bytes)
 
1535
            else:
 
1536
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1537
            yield offset // _PAGE_SIZE, node
 
1538
 
 
1539
    def _signature(self):
 
1540
        """The file signature for this index type."""
 
1541
        return _BTSIGNATURE
 
1542
 
 
1543
    def validate(self):
 
1544
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1545
        # just read and parse every node.
 
1546
        self._get_root_node()
 
1547
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1548
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1549
        else:
 
1550
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1551
            start_node = 1
 
1552
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1553
        for node in self._read_nodes(list(range(start_node, node_end))):
 
1554
            pass
 
1555
 
 
1556
 
 
1557
_gcchk_factory = _LeafNode
 
1558
 
 
1559
try:
 
1560
    from . import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1561
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
 
1562
except ImportError as e:
 
1563
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1564
    from . import _btree_serializer_py as _btree_serializer