~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: Martin Pool
  • Date: 2005-08-05 20:00:14 UTC
  • Revision ID: mbp@sourcefrog.net-20050805200014-75236893f666c4bb
- basic rules for hacking bzr

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2008, 2009, 2010 Canonical Ltd
2
 
#
3
 
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4
 
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
5
 
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
6
 
# (at your option) any later version.
7
 
#
8
 
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
9
 
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10
 
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11
 
# GNU General Public License for more details.
12
 
#
13
 
# You should have received a copy of the GNU General Public License
14
 
# along with this program; if not, write to the Free Software
15
 
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
16
 
#
17
 
 
18
 
"""B+Tree indices"""
19
 
 
20
 
import cStringIO
21
 
from bisect import bisect_right
22
 
import math
23
 
import tempfile
24
 
import zlib
25
 
 
26
 
from bzrlib import (
27
 
    chunk_writer,
28
 
    debug,
29
 
    errors,
30
 
    fifo_cache,
31
 
    index,
32
 
    lru_cache,
33
 
    osutils,
34
 
    static_tuple,
35
 
    trace,
36
 
    transport,
37
 
    )
38
 
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
39
 
 
40
 
 
41
 
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
42
 
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
43
 
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
44
 
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
45
 
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
46
 
 
47
 
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
48
 
_PAGE_SIZE = 4096
49
 
 
50
 
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
51
 
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
52
 
 
53
 
 
54
 
class _BuilderRow(object):
55
 
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
56
 
 
57
 
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
58
 
        in the tree.
59
 
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
60
 
    """
61
 
 
62
 
    def __init__(self):
63
 
        """Create a _BuilderRow."""
64
 
        self.nodes = 0
65
 
        self.spool = None# tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
66
 
        self.writer = None
67
 
 
68
 
    def finish_node(self, pad=True):
69
 
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
70
 
        if self.nodes == 0:
71
 
            self.spool = cStringIO.StringIO()
72
 
            # padded note:
73
 
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
74
 
        elif self.nodes == 1:
75
 
            # We got bigger than 1 node, switch to a temp file
76
 
            spool = tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
77
 
            spool.write(self.spool.getvalue())
78
 
            self.spool = spool
79
 
        skipped_bytes = 0
80
 
        if not pad and padding:
81
 
            del byte_lines[-1]
82
 
            skipped_bytes = padding
83
 
        self.spool.writelines(byte_lines)
84
 
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
85
 
        if remainder != 0:
86
 
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
87
 
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
88
 
        self.nodes += 1
89
 
        self.writer = None
90
 
 
91
 
 
92
 
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
93
 
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
94
 
 
95
 
    def finish_node(self, pad=True):
96
 
        if not pad:
97
 
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
98
 
        _BuilderRow.finish_node(self)
99
 
 
100
 
 
101
 
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
102
 
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
103
 
 
104
 
 
105
 
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
106
 
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
107
 
 
108
 
    The resulting graph has the structure:
109
 
 
110
 
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
111
 
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
112
 
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
113
 
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
114
 
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
115
 
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
116
 
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
117
 
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
118
 
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
119
 
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
120
 
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
121
 
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
122
 
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
123
 
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
124
 
    ROWS           := ROW*
125
 
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
126
 
    ABSENT         := 'a'
127
 
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
128
 
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
129
 
    REFERENCE      := KEY
130
 
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
131
 
    """
132
 
 
133
 
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
134
 
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
135
 
 
136
 
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
137
 
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
138
 
        """
139
 
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
140
 
            key_elements=key_elements)
141
 
        self._spill_at = spill_at
142
 
        self._backing_indices = []
143
 
        # A map of {key: (node_refs, value)}
144
 
        self._nodes = {}
145
 
        # Indicate it hasn't been built yet
146
 
        self._nodes_by_key = None
147
 
        self._optimize_for_size = False
148
 
 
149
 
    def add_node(self, key, value, references=()):
150
 
        """Add a node to the index.
151
 
 
152
 
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
153
 
        disk spilling will be triggered.
154
 
 
155
 
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
156
 
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
157
 
            defined for this index.
158
 
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
159
 
            reference to another key.
160
 
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
161
 
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
162
 
        """
163
 
        # Ensure that 'key' is a StaticTuple
164
 
        key = static_tuple.StaticTuple.from_sequence(key).intern()
165
 
        # we don't care about absent_references
166
 
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
167
 
        if key in self._nodes:
168
 
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
169
 
        self._nodes[key] = static_tuple.StaticTuple(node_refs, value)
170
 
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
171
 
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
172
 
        if len(self._nodes) < self._spill_at:
173
 
            return
174
 
        self._spill_mem_keys_to_disk()
175
 
 
176
 
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
177
 
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
178
 
 
179
 
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
180
 
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
181
 
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
182
 
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
183
 
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
184
 
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
185
 
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
186
 
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
187
 
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
188
 
        """
189
 
        if self._combine_backing_indices:
190
 
            (new_backing_file, size,
191
 
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
192
 
        else:
193
 
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
194
 
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
195
 
        #       direct access to the new_backing._file object
196
 
        new_backing = BTreeGraphIndex(transport.get_transport('.'),
197
 
                                      '<temp>', size)
198
 
        # GC will clean up the file
199
 
        new_backing._file = new_backing_file
200
 
        if self._combine_backing_indices:
201
 
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
202
 
                self._backing_indices.append(None)
203
 
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
204
 
            for backing_pos in range(backing_pos):
205
 
                self._backing_indices[backing_pos] = None
206
 
        else:
207
 
            self._backing_indices.append(new_backing)
208
 
        self._nodes = {}
209
 
        self._nodes_by_key = None
210
 
 
211
 
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
212
 
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
213
 
 
214
 
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
215
 
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
216
 
        pos = -1
217
 
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
218
 
            if backing is None:
219
 
                pos -= 1
220
 
                break
221
 
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
222
 
        backing_pos = pos + 1
223
 
        new_backing_file, size = \
224
 
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
225
 
                              allow_optimize=False)
226
 
        return new_backing_file, size, backing_pos
227
 
 
228
 
    def add_nodes(self, nodes):
229
 
        """Add nodes to the index.
230
 
 
231
 
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
232
 
        """
233
 
        if self.reference_lists:
234
 
            for (key, value, node_refs) in nodes:
235
 
                self.add_node(key, value, node_refs)
236
 
        else:
237
 
            for (key, value) in nodes:
238
 
                self.add_node(key, value)
239
 
 
240
 
    def _iter_mem_nodes(self):
241
 
        """Iterate over the nodes held in memory."""
242
 
        nodes = self._nodes
243
 
        if self.reference_lists:
244
 
            for key in sorted(nodes):
245
 
                references, value = nodes[key]
246
 
                yield self, key, value, references
247
 
        else:
248
 
            for key in sorted(nodes):
249
 
                references, value = nodes[key]
250
 
                yield self, key, value
251
 
 
252
 
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
253
 
        if len(iterators_to_combine) == 1:
254
 
            for value in iterators_to_combine[0]:
255
 
                yield value
256
 
            return
257
 
        current_values = []
258
 
        for iterator in iterators_to_combine:
259
 
            try:
260
 
                current_values.append(iterator.next())
261
 
            except StopIteration:
262
 
                current_values.append(None)
263
 
        last = None
264
 
        while True:
265
 
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
266
 
            candidates = [(item[1][1], item) for item
267
 
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
268
 
            if not len(candidates):
269
 
                return
270
 
            selected = min(candidates)
271
 
            # undecorate back to (pos, node)
272
 
            selected = selected[1]
273
 
            if last == selected[1][1]:
274
 
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
275
 
            last = selected[1][1]
276
 
            # Yield, with self as the index
277
 
            yield (self,) + selected[1][1:]
278
 
            pos = selected[0]
279
 
            try:
280
 
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
281
 
            except StopIteration:
282
 
                current_values[pos] = None
283
 
 
284
 
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
285
 
        """Add a key to the current chunk.
286
 
 
287
 
        :param string_key: The key to add.
288
 
        :param line: The fully serialised key and value.
289
 
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
290
 
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
291
 
            functionality.
292
 
        """
293
 
        if rows[-1].writer is None:
294
 
            # opening a new leaf chunk;
295
 
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
296
 
                # flesh out any internal nodes that are needed to
297
 
                # preserve the height of the tree
298
 
                if internal_row.writer is None:
299
 
                    length = _PAGE_SIZE
300
 
                    if internal_row.nodes == 0:
301
 
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
302
 
                    if allow_optimize:
303
 
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
304
 
                    else:
305
 
                        optimize_for_size = False
306
 
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
307
 
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
308
 
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
309
 
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
310
 
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
311
 
            # add a new leaf
312
 
            length = _PAGE_SIZE
313
 
            if rows[-1].nodes == 0:
314
 
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
315
 
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
316
 
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
317
 
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
318
 
        if rows[-1].writer.write(line):
319
 
            # this key did not fit in the node:
320
 
            rows[-1].finish_node()
321
 
            key_line = string_key + "\n"
322
 
            new_row = True
323
 
            for row in reversed(rows[:-1]):
324
 
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
325
 
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
326
 
                # it does fit into.
327
 
                if row.writer.write(key_line):
328
 
                    row.finish_node()
329
 
                else:
330
 
                    # We've found a node that can handle the pointer.
331
 
                    new_row = False
332
 
                    break
333
 
            # If we reached the current root without being able to mark the
334
 
            # division point, then we need a new root:
335
 
            if new_row:
336
 
                # We need a new row
337
 
                if 'index' in debug.debug_flags:
338
 
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
339
 
                new_row = _InternalBuilderRow()
340
 
                reserved_bytes = 0
341
 
                rows.insert(0, new_row)
342
 
                # This will be padded, hence the -100
343
 
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
344
 
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
345
 
                    reserved_bytes,
346
 
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
347
 
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
348
 
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
349
 
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
350
 
                new_row.writer.write(key_line)
351
 
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
352
 
 
353
 
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
354
 
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
355
 
 
356
 
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
357
 
            match the output given by iter_all_entries.
358
 
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
359
 
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
360
 
            functionality.
361
 
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
362
 
            the nodes.
363
 
        """
364
 
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
365
 
        # etc.
366
 
        rows = []
367
 
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
368
 
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
369
 
        # direct lookup
370
 
        key_count = 0
371
 
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
372
 
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
373
 
        self.row_lengths = []
374
 
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
375
 
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
376
 
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
377
 
        # row above, transitively.
378
 
        for node in node_iterator:
379
 
            if key_count == 0:
380
 
                # First key triggers the first row
381
 
                rows.append(_LeafBuilderRow())
382
 
            key_count += 1
383
 
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
384
 
                                    self.reference_lists)
385
 
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
386
 
        for row in reversed(rows):
387
 
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
388
 
            row.finish_node(pad=pad)
389
 
        lines = [_BTSIGNATURE]
390
 
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
391
 
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
392
 
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
393
 
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
394
 
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
395
 
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
396
 
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
397
 
        else:
398
 
            result = cStringIO.StringIO()
399
 
        result.writelines(lines)
400
 
        position = sum(map(len, lines))
401
 
        root_row = True
402
 
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
403
 
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
404
 
                                 " reserved space: %d > %d"
405
 
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
406
 
        # write the rows out:
407
 
        for row in rows:
408
 
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
409
 
            row.spool.flush()
410
 
            row.spool.seek(0)
411
 
            # copy nodes to the finalised file.
412
 
            # Special case the first node as it may be prefixed
413
 
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
414
 
            result.write(node[reserved:])
415
 
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
416
 
                result.write("\x00" * (reserved - position))
417
 
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
418
 
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
419
 
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
420
 
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
421
 
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
422
 
                        " expected: %d, got: %d"
423
 
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
424
 
                           copied_len))
425
 
        result.flush()
426
 
        size = result.tell()
427
 
        result.seek(0)
428
 
        return result, size
429
 
 
430
 
    def finish(self):
431
 
        """Finalise the index.
432
 
 
433
 
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
434
 
            to the index.
435
 
        """
436
 
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
437
 
 
438
 
    def iter_all_entries(self):
439
 
        """Iterate over all keys within the index
440
 
 
441
 
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
442
 
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
443
 
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
444
 
        """
445
 
        if 'evil' in debug.debug_flags:
446
 
            trace.mutter_callsite(3,
447
 
                "iter_all_entries scales with size of history.")
448
 
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
449
 
        # be getting called routinely anyway.
450
 
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
451
 
        for backing in self._backing_indices:
452
 
            if backing is not None:
453
 
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
454
 
        if len(iterators) == 1:
455
 
            return iterators[0]
456
 
        return self._iter_smallest(iterators)
457
 
 
458
 
    def iter_entries(self, keys):
459
 
        """Iterate over keys within the index.
460
 
 
461
 
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
462
 
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
463
 
            defined order for the result iteration - it will be in the most
464
 
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
465
 
        """
466
 
        keys = set(keys)
467
 
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
468
 
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
469
 
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
470
 
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
471
 
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
472
 
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
473
 
        #       comprehension
474
 
        nodes = self._nodes
475
 
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
476
 
        if self.reference_lists:
477
 
            for key in local_keys:
478
 
                node = nodes[key]
479
 
                yield self, key, node[1], node[0]
480
 
        else:
481
 
            for key in local_keys:
482
 
                node = nodes[key]
483
 
                yield self, key, node[1]
484
 
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
485
 
        # yet.
486
 
        if not self._backing_indices:
487
 
            return # We won't find anything there either
488
 
        # Remove all of the keys that we found locally
489
 
        keys.difference_update(local_keys)
490
 
        for backing in self._backing_indices:
491
 
            if backing is None:
492
 
                continue
493
 
            if not keys:
494
 
                return
495
 
            for node in backing.iter_entries(keys):
496
 
                keys.remove(node[1])
497
 
                yield (self,) + node[1:]
498
 
 
499
 
    def iter_entries_prefix(self, keys):
500
 
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
501
 
 
502
 
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
503
 
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
504
 
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
505
 
        only the former key is returned.
506
 
 
507
 
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
508
 
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
509
 
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
510
 
            The first element cannot be 'None'.
511
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
512
 
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
513
 
            will be returned, and every match that is in the index will be
514
 
            returned.
515
 
        """
516
 
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
517
 
        # a good place to pull out the actual common logic.
518
 
        keys = set(keys)
519
 
        if not keys:
520
 
            return
521
 
        for backing in self._backing_indices:
522
 
            if backing is None:
523
 
                continue
524
 
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
525
 
                yield (self,) + node[1:]
526
 
        if self._key_length == 1:
527
 
            for key in keys:
528
 
                # sanity check
529
 
                if key[0] is None:
530
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
531
 
                if len(key) != self._key_length:
532
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
533
 
                try:
534
 
                    node = self._nodes[key]
535
 
                except KeyError:
536
 
                    continue
537
 
                if self.reference_lists:
538
 
                    yield self, key, node[1], node[0]
539
 
                else:
540
 
                    yield self, key, node[1]
541
 
            return
542
 
        for key in keys:
543
 
            # sanity check
544
 
            if key[0] is None:
545
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
546
 
            if len(key) != self._key_length:
547
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
548
 
            # find what it refers to:
549
 
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
550
 
            elements = list(key)
551
 
            # find the subdict to return
552
 
            try:
553
 
                while len(elements) and elements[0] is not None:
554
 
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
555
 
                    elements.pop(0)
556
 
            except KeyError:
557
 
                # a non-existant lookup.
558
 
                continue
559
 
            if len(elements):
560
 
                dicts = [key_dict]
561
 
                while dicts:
562
 
                    key_dict = dicts.pop(-1)
563
 
                    # can't be empty or would not exist
564
 
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
565
 
                    if type(value) == dict:
566
 
                        # push keys
567
 
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
568
 
                    else:
569
 
                        # yield keys
570
 
                        for value in key_dict.itervalues():
571
 
                            yield (self, ) + tuple(value)
572
 
            else:
573
 
                yield (self, ) + key_dict
574
 
 
575
 
    def _get_nodes_by_key(self):
576
 
        if self._nodes_by_key is None:
577
 
            nodes_by_key = {}
578
 
            if self.reference_lists:
579
 
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
580
 
                    key_dict = nodes_by_key
581
 
                    for subkey in key[:-1]:
582
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
583
 
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
584
 
            else:
585
 
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
586
 
                    key_dict = nodes_by_key
587
 
                    for subkey in key[:-1]:
588
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
589
 
                    key_dict[key[-1]] = key, value
590
 
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
591
 
        return self._nodes_by_key
592
 
 
593
 
    def key_count(self):
594
 
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
595
 
 
596
 
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
597
 
        """
598
 
        return len(self._nodes) + sum(backing.key_count() for backing in
599
 
            self._backing_indices if backing is not None)
600
 
 
601
 
    def validate(self):
602
 
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
603
 
 
604
 
 
605
 
class _LeafNode(dict):
606
 
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
607
 
 
608
 
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
609
 
 
610
 
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
611
 
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
612
 
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
613
 
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
614
 
            key_length, ref_list_length)
615
 
        if key_list:
616
 
            self.min_key = key_list[0][0]
617
 
            self.max_key = key_list[-1][0]
618
 
        else:
619
 
            self.min_key = self.max_key = None
620
 
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
621
 
        self._keys = dict(self)
622
 
 
623
 
    def all_items(self):
624
 
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
625
 
        items = self.items()
626
 
        items.sort()
627
 
        return items
628
 
 
629
 
    def all_keys(self):
630
 
        """Return a sorted list of all keys."""
631
 
        keys = self.keys()
632
 
        keys.sort()
633
 
        return keys
634
 
 
635
 
 
636
 
class _InternalNode(object):
637
 
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
638
 
 
639
 
    __slots__ = ('keys', 'offset')
640
 
 
641
 
    def __init__(self, bytes):
642
 
        """Parse bytes to create an internal node object."""
643
 
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
644
 
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
645
 
 
646
 
    def _parse_lines(self, lines):
647
 
        nodes = []
648
 
        self.offset = int(lines[1][7:])
649
 
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
650
 
        for line in lines[2:]:
651
 
            if line == '':
652
 
                break
653
 
            nodes.append(as_st(map(intern, line.split('\0'))).intern())
654
 
        return nodes
655
 
 
656
 
 
657
 
class BTreeGraphIndex(object):
658
 
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
659
 
 
660
 
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
661
 
    memory except when very large walks are done.
662
 
    """
663
 
 
664
 
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
665
 
                 offset=0):
666
 
        """Create a B+Tree index object on the index name.
667
 
 
668
 
        :param transport: The transport to read data for the index from.
669
 
        :param name: The file name of the index on transport.
670
 
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
671
 
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
672
 
            the initial read (to read the root node header) can be done
673
 
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
674
 
            allows single-IO to read the entire index.
675
 
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
676
 
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
677
 
            cache all leaf nodes.
678
 
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
679
 
            file. Instead it starts at some point later.
680
 
        """
681
 
        self._transport = transport
682
 
        self._name = name
683
 
        self._size = size
684
 
        self._file = None
685
 
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
686
 
        self._root_node = None
687
 
        self._base_offset = offset
688
 
        self._leaf_factory = _LeafNode
689
 
        # Default max size is 100,000 leave values
690
 
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
691
 
        if unlimited_cache:
692
 
            self._leaf_node_cache = {}
693
 
            self._internal_node_cache = {}
694
 
        else:
695
 
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
696
 
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
697
 
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
698
 
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
699
 
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
700
 
        self._key_count = None
701
 
        self._row_lengths = None
702
 
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
703
 
 
704
 
    def __eq__(self, other):
705
 
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
706
 
        return (
707
 
            type(self) == type(other) and
708
 
            self._transport == other._transport and
709
 
            self._name == other._name and
710
 
            self._size == other._size)
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 /
751
 
                                          float(_PAGE_SIZE)))
752
 
        return recommended_pages
753
 
 
754
 
    def _compute_total_pages_in_index(self):
755
 
        """How many pages are in the index.
756
 
 
757
 
        If we have read the header we will use the value stored there.
758
 
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
759
 
        """
760
 
        if self._size is None:
761
 
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
762
 
                                 ' called when self._size is None')
763
 
        if self._root_node is not None:
764
 
            # This is the number of pages as defined by the header
765
 
            return self._row_offsets[-1]
766
 
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
767
 
        # should be indentical.
768
 
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
769
 
        return total_pages
770
 
 
771
 
    def _expand_offsets(self, offsets):
772
 
        """Find extra pages to download.
773
 
 
774
 
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
775
 
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
776
 
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
777
 
        out what other pages we might want to read.
778
 
 
779
 
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
780
 
 
781
 
        :param offsets: The offsets to be read
782
 
        :return: A list of offsets to download
783
 
        """
784
 
        if 'index' in debug.debug_flags:
785
 
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
786
 
 
787
 
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
788
 
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
789
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
790
 
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
791
 
                             len(offsets), self._recommended_pages)
792
 
            return offsets
793
 
        if self._size is None:
794
 
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
795
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
796
 
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
797
 
            return offsets
798
 
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
799
 
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
800
 
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
801
 
        # do so.
802
 
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
803
 
            # Read whatever is left
804
 
            if cached_offsets:
805
 
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
806
 
                               if x not in cached_offsets]
807
 
            else:
808
 
                expanded = range(total_pages)
809
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
810
 
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
811
 
            return expanded
812
 
 
813
 
        if self._root_node is None:
814
 
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
815
 
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
816
 
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
817
 
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
818
 
            # a possible implementation when we are guessing that the second
819
 
            # layer index is small
820
 
            final_offsets = offsets
821
 
        else:
822
 
            tree_depth = len(self._row_lengths)
823
 
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
824
 
                # We haven't read enough to justify expansion
825
 
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
826
 
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
827
 
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
828
 
                # start expanding our requests.
829
 
                if 'index' in debug.debug_flags:
830
 
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
831
 
                return offsets
832
 
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
833
 
                                                      total_pages)
834
 
 
835
 
        final_offsets = sorted(final_offsets)
836
 
        if 'index' in debug.debug_flags:
837
 
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
838
 
        return final_offsets
839
 
 
840
 
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
841
 
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
842
 
 
843
 
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
844
 
        want to expand.
845
 
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
846
 
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
847
 
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
848
 
        oddly.
849
 
 
850
 
        :param offsets: requested offsets
851
 
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
852
 
        :return: A set() of offsets after expansion
853
 
        """
854
 
        final_offsets = set(offsets)
855
 
        first = end = None
856
 
        new_tips = set(final_offsets)
857
 
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
858
 
            next_tips = set()
859
 
            for pos in new_tips:
860
 
                if first is None:
861
 
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
862
 
                previous = pos - 1
863
 
                if (previous > 0
864
 
                    and previous not in cached_offsets
865
 
                    and previous not in final_offsets
866
 
                    and previous >= first):
867
 
                    next_tips.add(previous)
868
 
                after = pos + 1
869
 
                if (after < total_pages
870
 
                    and after not in cached_offsets
871
 
                    and after not in final_offsets
872
 
                    and after < end):
873
 
                    next_tips.add(after)
874
 
                # This would keep us from going bigger than
875
 
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
876
 
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
877
 
                # reasonable to expand all points equally.
878
 
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
879
 
                #     break
880
 
            final_offsets.update(next_tips)
881
 
            new_tips = next_tips
882
 
        return final_offsets
883
 
 
884
 
    def clear_cache(self):
885
 
        """Clear out any cached/memoized values.
886
 
 
887
 
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
888
 
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
889
 
        from this index.
890
 
        """
891
 
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
892
 
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
893
 
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
894
 
        # memory starts to be an issue.
895
 
        self._leaf_node_cache.clear()
896
 
 
897
 
    def external_references(self, ref_list_num):
898
 
        if self._root_node is None:
899
 
            self._get_root_node()
900
 
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
901
 
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
902
 
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
903
 
        keys = set()
904
 
        refs = set()
905
 
        for node in self.iter_all_entries():
906
 
            keys.add(node[1])
907
 
            refs.update(node[3][ref_list_num])
908
 
        return refs - keys
909
 
 
910
 
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
911
 
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
912
 
 
913
 
        :return: (first, end)
914
 
            first is the first node in this layer
915
 
            end is the first node of the next layer
916
 
        """
917
 
        first = end = 0
918
 
        for roffset in self._row_offsets:
919
 
            first = end
920
 
            end = roffset
921
 
            if offset < roffset:
922
 
                break
923
 
        return first, end
924
 
 
925
 
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
926
 
        """Determine what nodes we already have cached."""
927
 
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
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.itervalues():
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 (index, key, value, reference_lists).
984
 
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
985
 
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
986
 
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
987
 
            the most efficient order for the index.
988
 
        """
989
 
        if 'evil' in debug.debug_flags:
990
 
            trace.mutter_callsite(3,
991
 
                "iter_all_entries scales with size of history.")
992
 
        if not self.key_count():
993
 
            return
994
 
        if self._row_offsets[-1] == 1:
995
 
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
996
 
            if self.node_ref_lists:
997
 
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
998
 
                    yield (self, key, value, refs)
999
 
            else:
1000
 
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
1001
 
                    yield (self, key, value)
1002
 
            return
1003
 
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
1004
 
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
1005
 
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
1006
 
        if needed_offsets == [0]:
1007
 
            # Special case when we only have a root node, as we have already
1008
 
            # read everything
1009
 
            nodes = [(0, self._root_node)]
1010
 
        else:
1011
 
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
1012
 
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
1013
 
        # for spilling index builds to disk.
1014
 
        if self.node_ref_lists:
1015
 
            for _, node in nodes:
1016
 
                for key, (value, refs) in node.all_items():
1017
 
                    yield (self, key, value, refs)
1018
 
        else:
1019
 
            for _, node in nodes:
1020
 
                for key, (value, refs) in node.all_items():
1021
 
                    yield (self, key, value)
1022
 
 
1023
 
    @staticmethod
1024
 
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
1025
 
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
1026
 
 
1027
 
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
1028
 
        fixed_keys
1029
 
 
1030
 
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
1031
 
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
1032
 
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
1033
 
        """
1034
 
        if not in_keys:
1035
 
            return []
1036
 
        if not fixed_keys:
1037
 
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
1038
 
            # fall to the left.
1039
 
            return [(0, in_keys)]
1040
 
 
1041
 
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
1042
 
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
1043
 
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
1044
 
        #       based on which has the fewer number of steps.
1045
 
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
1046
 
        #       function, so there is even more to be gained.
1047
 
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
1048
 
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
1049
 
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
1050
 
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
1051
 
        # elif bisect_steps < iter_steps:
1052
 
        #     offsets = {}
1053
 
        #     for key in in_keys:
1054
 
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
1055
 
        #                            []).append(key)
1056
 
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
1057
 
        in_keys_iter = iter(in_keys)
1058
 
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
1059
 
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
1060
 
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
1061
 
 
1062
 
        class InputDone(Exception): pass
1063
 
        class FixedDone(Exception): pass
1064
 
 
1065
 
        output = []
1066
 
        cur_out = []
1067
 
 
1068
 
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
1069
 
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
1070
 
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
1071
 
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
1072
 
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
1073
 
        try:
1074
 
            while True:
1075
 
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
1076
 
                    cur_keys = []
1077
 
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
1078
 
                    output.append(cur_out)
1079
 
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
1080
 
                        cur_keys.append(cur_in_key)
1081
 
                        try:
1082
 
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
1083
 
                        except StopIteration:
1084
 
                            raise InputDone
1085
 
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
1086
 
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
1087
 
                # the end
1088
 
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
1089
 
                    try:
1090
 
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
1091
 
                    except StopIteration:
1092
 
                        raise FixedDone
1093
 
        except InputDone:
1094
 
            # We consumed all of the input, nothing more to do
1095
 
            pass
1096
 
        except FixedDone:
1097
 
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
1098
 
            # have to add one more for the tail
1099
 
            cur_keys = [cur_in_key]
1100
 
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
1101
 
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
1102
 
            output.append(cur_out)
1103
 
        return output
1104
 
 
1105
 
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
1106
 
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
1107
 
 
1108
 
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
1109
 
        :return: (nodes, index_and_keys)
1110
 
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
1111
 
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
1112
 
        """
1113
 
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
1114
 
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
1115
 
        # large queries are being made.
1116
 
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
1117
 
 
1118
 
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
1119
 
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
1120
 
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
1121
 
 
1122
 
            next_nodes_and_keys = []
1123
 
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
1124
 
                node = nodes[node_index]
1125
 
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
1126
 
                node_offset = next_row_start + node.offset
1127
 
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
1128
 
                                           for pos, s_keys in positions])
1129
 
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
1130
 
        # We should now be at the _LeafNodes
1131
 
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
1132
 
 
1133
 
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
1134
 
        #       big go. Consider setting a max size on this.
1135
 
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
1136
 
        return nodes, keys_at_index
1137
 
 
1138
 
    def iter_entries(self, keys):
1139
 
        """Iterate over keys within the index.
1140
 
 
1141
 
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
1142
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
1143
 
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
1144
 
            key supplied that is in the index will be returned.
1145
 
        """
1146
 
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
1147
 
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
1148
 
        # large queries are being made.
1149
 
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
1150
 
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
1151
 
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
1152
 
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
1153
 
        # which it then bisects for, etc.)
1154
 
        keys = frozenset(keys)
1155
 
        if not keys:
1156
 
            return
1157
 
 
1158
 
        if not self.key_count():
1159
 
            return
1160
 
 
1161
 
        needed_keys = []
1162
 
        if self._leaf_value_cache is None:
1163
 
            needed_keys = keys
1164
 
        else:
1165
 
            for key in keys:
1166
 
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
1167
 
                if value is not None:
1168
 
                    # This key is known not to be here, skip it
1169
 
                    value, refs = value
1170
 
                    if self.node_ref_lists:
1171
 
                        yield (self, key, value, refs)
1172
 
                    else:
1173
 
                        yield (self, key, value)
1174
 
                else:
1175
 
                    needed_keys.append(key)
1176
 
 
1177
 
        last_key = None
1178
 
        needed_keys = keys
1179
 
        if not needed_keys:
1180
 
            return
1181
 
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
1182
 
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
1183
 
            if not sub_keys:
1184
 
                continue
1185
 
            node = nodes[node_index]
1186
 
            for next_sub_key in sub_keys:
1187
 
                if next_sub_key in node:
1188
 
                    value, refs = node[next_sub_key]
1189
 
                    if self.node_ref_lists:
1190
 
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
1191
 
                    else:
1192
 
                        yield (self, next_sub_key, value)
1193
 
 
1194
 
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
1195
 
        """Find the parent_map information for the set of keys.
1196
 
 
1197
 
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
1198
 
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
1199
 
        it finds while searching for the supplied keys.
1200
 
 
1201
 
        It is unlikely that you want to call this directly. See
1202
 
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
1203
 
 
1204
 
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
1205
 
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
1206
 
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
1207
 
            care about.
1208
 
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
1209
 
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
1210
 
            reachable ancestors of the keys requested.
1211
 
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
1212
 
            This may include parents that were not directly requested, but we
1213
 
            were able to determine that they are not present in this index.
1214
 
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
1215
 
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
1216
 
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
1217
 
        """
1218
 
        if not self.key_count():
1219
 
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
1220
 
            # determining info about this BTreeGraphIndex
1221
 
            # If we don't have any keys, then everything is missing
1222
 
            missing_keys.update(keys)
1223
 
            return set()
1224
 
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
1225
 
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
1226
 
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
1227
 
 
1228
 
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
1229
 
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
1230
 
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
1231
 
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
1232
 
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
1233
 
 
1234
 
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
1235
 
        # page where the child was present. Note that we may already be
1236
 
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
1237
 
        # missing] on one of the other pages we are reading.
1238
 
        # TODO:
1239
 
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
1240
 
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
1241
 
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
1242
 
        #   see if they are present.
1243
 
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
1244
 
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
1245
 
        #   out.
1246
 
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
1247
 
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
1248
 
        #   re-entrant for that.
1249
 
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
1250
 
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
1251
 
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
1252
 
        #   page that we read.
1253
 
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
1254
 
        parents_not_on_page = set()
1255
 
 
1256
 
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
1257
 
            if not sub_keys:
1258
 
                continue
1259
 
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
1260
 
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
1261
 
            node = nodes[node_index]
1262
 
            parents_to_check = set()
1263
 
            for next_sub_key in sub_keys:
1264
 
                if next_sub_key not in node:
1265
 
                    # This one is just not present in the index at all
1266
 
                    missing_keys.add(next_sub_key)
1267
 
                else:
1268
 
                    value, refs = node[next_sub_key]
1269
 
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
1270
 
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
1271
 
                    parents_to_check.update(parent_keys)
1272
 
            # Don't look for things we've already found
1273
 
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
1274
 
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
1275
 
            # inlined.
1276
 
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
1277
 
            # continue
1278
 
            while parents_to_check:
1279
 
                next_parents_to_check = set()
1280
 
                for key in parents_to_check:
1281
 
                    if key in node:
1282
 
                        value, refs = node[key]
1283
 
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
1284
 
                        parent_map[key] = parent_keys
1285
 
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
1286
 
                    else:
1287
 
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
1288
 
                        # found on another page. Perf test whether it is better
1289
 
                        # to check if this node should fit on this page or not.
1290
 
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
1291
 
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
1292
 
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
1293
 
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
1294
 
                        # from the check, because it avoids 'going around
1295
 
                        # again' for everything that is in another index
1296
 
                        # parents_not_on_page.add(key)
1297
 
                        # Missing for some reason
1298
 
                        if key < node.min_key:
1299
 
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
1300
 
                            # 'earlier' misses (65%)
1301
 
                            parents_not_on_page.add(key)
1302
 
                        elif key > node.max_key:
1303
 
                            # This parent key would be present on a different
1304
 
                            # LeafNode
1305
 
                            parents_not_on_page.add(key)
1306
 
                        else:
1307
 
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
1308
 
                            # If it was going to be present, it would be on
1309
 
                            # *this* page, so mark it missing.
1310
 
                            missing_keys.add(key)
1311
 
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
1312
 
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
1313
 
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
1314
 
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
1315
 
        # found.
1316
 
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
1317
 
            parent_map).difference(missing_keys)
1318
 
        return search_keys
1319
 
 
1320
 
    def iter_entries_prefix(self, keys):
1321
 
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
1322
 
 
1323
 
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
1324
 
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
1325
 
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
1326
 
        only the former key is returned.
1327
 
 
1328
 
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
1329
 
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
1330
 
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
1331
 
        iter_all_entries at the thunk layer).
1332
 
 
1333
 
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
1334
 
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
1335
 
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
1336
 
            The first element cannot be 'None'.
1337
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
1338
 
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
1339
 
            will be returned, and every match that is in the index will be
1340
 
            returned.
1341
 
        """
1342
 
        keys = sorted(set(keys))
1343
 
        if not keys:
1344
 
            return
1345
 
        # Load if needed to check key lengths
1346
 
        if self._key_count is None:
1347
 
            self._get_root_node()
1348
 
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
1349
 
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
1350
 
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
1351
 
        nodes = {}
1352
 
        if self.node_ref_lists:
1353
 
            if self._key_length == 1:
1354
 
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
1355
 
                    nodes[key] = value, refs
1356
 
            else:
1357
 
                nodes_by_key = {}
1358
 
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
1359
 
                    key_value = key, value, refs
1360
 
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
1361
 
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
1362
 
                    key_dict = nodes_by_key
1363
 
                    for subkey in key[:-1]:
1364
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
1365
 
                    key_dict[key[-1]] = key_value
1366
 
        else:
1367
 
            if self._key_length == 1:
1368
 
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
1369
 
                    nodes[key] = value
1370
 
            else:
1371
 
                nodes_by_key = {}
1372
 
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
1373
 
                    key_value = key, value
1374
 
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
1375
 
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
1376
 
                    key_dict = nodes_by_key
1377
 
                    for subkey in key[:-1]:
1378
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
1379
 
                    key_dict[key[-1]] = key_value
1380
 
        if self._key_length == 1:
1381
 
            for key in keys:
1382
 
                # sanity check
1383
 
                if key[0] is None:
1384
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
1385
 
                if len(key) != self._key_length:
1386
 
                    raise errors.BadIndexKey(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 key in keys:
1397
 
            # sanity check
1398
 
            if key[0] is None:
1399
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
1400
 
            if len(key) != self._key_length:
1401
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
1402
 
            # find what it refers to:
1403
 
            key_dict = nodes_by_key
1404
 
            elements = list(key)
1405
 
            # find the subdict whose contents should be returned.
1406
 
            try:
1407
 
                while len(elements) and elements[0] is not None:
1408
 
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
1409
 
                    elements.pop(0)
1410
 
            except KeyError:
1411
 
                # a non-existant lookup.
1412
 
                continue
1413
 
            if len(elements):
1414
 
                dicts = [key_dict]
1415
 
                while dicts:
1416
 
                    key_dict = dicts.pop(-1)
1417
 
                    # can't be empty or would not exist
1418
 
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
1419
 
                    if type(value) == dict:
1420
 
                        # push keys
1421
 
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
1422
 
                    else:
1423
 
                        # yield keys
1424
 
                        for value in key_dict.itervalues():
1425
 
                            # each value is the key:value:node refs tuple
1426
 
                            # ready to yield.
1427
 
                            yield (self, ) + value
1428
 
            else:
1429
 
                # the last thing looked up was a terminal element
1430
 
                yield (self, ) + key_dict
1431
 
 
1432
 
    def key_count(self):
1433
 
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
1434
 
 
1435
 
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
1436
 
        header.
1437
 
        """
1438
 
        if self._key_count is None:
1439
 
            self._get_root_node()
1440
 
        return self._key_count
1441
 
 
1442
 
    def _compute_row_offsets(self):
1443
 
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
1444
 
        offsets = []
1445
 
        row_offset = 0
1446
 
        for row in self._row_lengths:
1447
 
            offsets.append(row_offset)
1448
 
            row_offset += row
1449
 
        offsets.append(row_offset)
1450
 
        self._row_offsets = offsets
1451
 
 
1452
 
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
1453
 
        """Parse the header from a region of bytes.
1454
 
 
1455
 
        :param bytes: The data to parse.
1456
 
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
1457
 
            data. (which may be of length 0).
1458
 
        """
1459
 
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
1460
 
        if not signature == self._signature():
1461
 
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
1462
 
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
1463
 
        options_line = lines[0]
1464
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
1465
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1466
 
        try:
1467
 
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
1468
 
        except ValueError:
1469
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1470
 
        options_line = lines[1]
1471
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
1472
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1473
 
        try:
1474
 
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
1475
 
        except ValueError:
1476
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1477
 
        options_line = lines[2]
1478
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
1479
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1480
 
        try:
1481
 
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
1482
 
        except ValueError:
1483
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1484
 
        options_line = lines[3]
1485
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
1486
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1487
 
        try:
1488
 
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
1489
 
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
1490
 
                if len(length)])
1491
 
        except ValueError:
1492
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1493
 
        self._compute_row_offsets()
1494
 
 
1495
 
        # calculate the bytes we have processed
1496
 
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
1497
 
        return header_end, bytes[header_end:]
1498
 
 
1499
 
    def _read_nodes(self, nodes):
1500
 
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
1501
 
 
1502
 
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
1503
 
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
1504
 
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
1505
 
        a read may improve performance.
1506
 
 
1507
 
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
1508
 
        :return: None
1509
 
        """
1510
 
        # may be the byte string of the whole file
1511
 
        bytes = None
1512
 
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
1513
 
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
1514
 
        ranges = []
1515
 
        base_offset = self._base_offset
1516
 
        for index in nodes:
1517
 
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
1518
 
            size = _PAGE_SIZE
1519
 
            if index == 0:
1520
 
                # Root node - special case
1521
 
                if self._size:
1522
 
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
1523
 
                else:
1524
 
                    # The only case where we don't know the size, is for very
1525
 
                    # small indexes. So we read the whole thing
1526
 
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
1527
 
                    num_bytes = len(bytes)
1528
 
                    self._size = num_bytes - base_offset
1529
 
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
1530
 
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
1531
 
                        for start in xrange(base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
1532
 
                    break
1533
 
            else:
1534
 
                if offset > self._size:
1535
 
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
1536
 
                                         ' of the file %s > %s'
1537
 
                                         % (offset, self._size))
1538
 
                size = min(size, self._size - offset)
1539
 
            ranges.append((base_offset + offset, size))
1540
 
        if not ranges:
1541
 
            return
1542
 
        elif bytes is not None:
1543
 
            # already have the whole file
1544
 
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+size])
1545
 
                           for start, size in ranges]
1546
 
        elif self._file is None:
1547
 
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
1548
 
        else:
1549
 
            data_ranges = []
1550
 
            for offset, size in ranges:
1551
 
                self._file.seek(offset)
1552
 
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
1553
 
        for offset, data in data_ranges:
1554
 
            offset -= base_offset
1555
 
            if offset == 0:
1556
 
                # extract the header
1557
 
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
1558
 
                if len(data) == 0:
1559
 
                    continue
1560
 
            bytes = zlib.decompress(data)
1561
 
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
1562
 
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
1563
 
                                          self.node_ref_lists)
1564
 
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
1565
 
                node = _InternalNode(bytes)
1566
 
            else:
1567
 
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
1568
 
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
1569
 
 
1570
 
    def _signature(self):
1571
 
        """The file signature for this index type."""
1572
 
        return _BTSIGNATURE
1573
 
 
1574
 
    def validate(self):
1575
 
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
1576
 
        # just read and parse every node.
1577
 
        self._get_root_node()
1578
 
        if len(self._row_lengths) > 1:
1579
 
            start_node = self._row_offsets[1]
1580
 
        else:
1581
 
            # We shouldn't be reading anything anyway
1582
 
            start_node = 1
1583
 
        node_end = self._row_offsets[-1]
1584
 
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
1585
 
            pass
1586
 
 
1587
 
 
1588
 
_gcchk_factory = _LeafNode
1589
 
 
1590
 
try:
1591
 
    from bzrlib import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
1592
 
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
1593
 
except ImportError, e:
1594
 
    osutils.failed_to_load_extension(e)
1595
 
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer