~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: Martin Pool
  • Date: 2007-04-04 01:22:11 UTC
  • mfrom: (2393.1.1 bzr.docs)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 2397.
  • Revision ID: mbp@sourcefrog.net-20070404012211-sq269me6bai9m6xk
merge trunk and doc fix from elliot

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
# Copyright (C) 2008 Canonical Ltd
2
 
#
3
 
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
4
 
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
5
 
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
6
 
# (at your option) any later version.
7
 
#
8
 
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
9
 
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10
 
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
11
 
# GNU General Public License for more details.
12
 
#
13
 
# You should have received a copy of the GNU General Public License
14
 
# along with this program; if not, write to the Free Software
15
 
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
16
 
#
17
 
 
18
 
"""B+Tree indices"""
19
 
 
20
 
import array
21
 
import bisect
22
 
from bisect import bisect_right
23
 
from copy import deepcopy
24
 
import math
25
 
import struct
26
 
import tempfile
27
 
import zlib
28
 
 
29
 
from bzrlib import (
30
 
    chunk_writer,
31
 
    debug,
32
 
    errors,
33
 
    fifo_cache,
34
 
    index,
35
 
    lru_cache,
36
 
    osutils,
37
 
    trace,
38
 
    )
39
 
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
40
 
from bzrlib.transport import get_transport
41
 
 
42
 
 
43
 
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
44
 
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
45
 
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
46
 
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
47
 
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
48
 
 
49
 
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
50
 
_PAGE_SIZE = 4096
51
 
 
52
 
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
53
 
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
54
 
 
55
 
 
56
 
class _BuilderRow(object):
57
 
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
58
 
 
59
 
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
60
 
        in the tree.
61
 
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
62
 
    """
63
 
 
64
 
    def __init__(self):
65
 
        """Create a _BuilderRow."""
66
 
        self.nodes = 0
67
 
        self.spool = tempfile.TemporaryFile()
68
 
        self.writer = None
69
 
 
70
 
    def finish_node(self, pad=True):
71
 
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
72
 
        if self.nodes == 0:
73
 
            # padded note:
74
 
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
75
 
        skipped_bytes = 0
76
 
        if not pad and padding:
77
 
            del byte_lines[-1]
78
 
            skipped_bytes = padding
79
 
        self.spool.writelines(byte_lines)
80
 
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
81
 
        if remainder != 0:
82
 
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
83
 
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
84
 
        self.nodes += 1
85
 
        self.writer = None
86
 
 
87
 
 
88
 
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
89
 
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
90
 
 
91
 
    def finish_node(self, pad=True):
92
 
        if not pad:
93
 
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
94
 
        _BuilderRow.finish_node(self)
95
 
 
96
 
 
97
 
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
98
 
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
99
 
 
100
 
 
101
 
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
102
 
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
103
 
 
104
 
    The resulting graph has the structure:
105
 
 
106
 
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
107
 
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
108
 
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
109
 
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
110
 
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
111
 
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
112
 
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
113
 
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
114
 
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
115
 
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
116
 
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
117
 
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
118
 
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
119
 
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
120
 
    ROWS           := ROW*
121
 
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
122
 
    ABSENT         := 'a'
123
 
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
124
 
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
125
 
    REFERENCE      := KEY
126
 
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
127
 
    """
128
 
 
129
 
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
130
 
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
131
 
 
132
 
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
133
 
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
134
 
        """
135
 
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
136
 
            key_elements=key_elements)
137
 
        self._spill_at = spill_at
138
 
        self._backing_indices = []
139
 
        # A map of {key: (node_refs, value)}
140
 
        self._nodes = {}
141
 
        # Indicate it hasn't been built yet
142
 
        self._nodes_by_key = None
143
 
        self._optimize_for_size = False
144
 
 
145
 
    def add_node(self, key, value, references=()):
146
 
        """Add a node to the index.
147
 
 
148
 
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
149
 
        disk spilling will be triggered.
150
 
 
151
 
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
152
 
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
153
 
            defined for this index.
154
 
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
155
 
            reference to another key.
156
 
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
157
 
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
158
 
        """
159
 
        # we don't care about absent_references
160
 
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
161
 
        if key in self._nodes:
162
 
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
163
 
        self._nodes[key] = (node_refs, value)
164
 
        self._keys.add(key)
165
 
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
166
 
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
167
 
        if len(self._keys) < self._spill_at:
168
 
            return
169
 
        self._spill_mem_keys_to_disk()
170
 
 
171
 
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
172
 
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
173
 
 
174
 
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
175
 
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
176
 
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
177
 
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
178
 
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
179
 
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
180
 
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
181
 
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
182
 
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
183
 
        """
184
 
        if self._combine_backing_indices:
185
 
            (new_backing_file, size,
186
 
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
187
 
        else:
188
 
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
189
 
        dir_path, base_name = osutils.split(new_backing_file.name)
190
 
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
191
 
        #       direct access to the new_backing._file object
192
 
        new_backing = BTreeGraphIndex(get_transport(dir_path),
193
 
                                      base_name, size)
194
 
        # GC will clean up the file
195
 
        new_backing._file = new_backing_file
196
 
        if self._combine_backing_indices:
197
 
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
198
 
                self._backing_indices.append(None)
199
 
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
200
 
            for backing_pos in range(backing_pos):
201
 
                self._backing_indices[backing_pos] = None
202
 
        else:
203
 
            self._backing_indices.append(new_backing)
204
 
        self._keys = set()
205
 
        self._nodes = {}
206
 
        self._nodes_by_key = None
207
 
 
208
 
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
209
 
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
210
 
 
211
 
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
212
 
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
213
 
        pos = -1
214
 
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
215
 
            if backing is None:
216
 
                pos -= 1
217
 
                break
218
 
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
219
 
        backing_pos = pos + 1
220
 
        new_backing_file, size = \
221
 
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
222
 
                              allow_optimize=False)
223
 
        return new_backing_file, size, backing_pos
224
 
 
225
 
    def add_nodes(self, nodes):
226
 
        """Add nodes to the index.
227
 
 
228
 
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
229
 
        """
230
 
        if self.reference_lists:
231
 
            for (key, value, node_refs) in nodes:
232
 
                self.add_node(key, value, node_refs)
233
 
        else:
234
 
            for (key, value) in nodes:
235
 
                self.add_node(key, value)
236
 
 
237
 
    def _iter_mem_nodes(self):
238
 
        """Iterate over the nodes held in memory."""
239
 
        nodes = self._nodes
240
 
        if self.reference_lists:
241
 
            for key in sorted(nodes):
242
 
                references, value = nodes[key]
243
 
                yield self, key, value, references
244
 
        else:
245
 
            for key in sorted(nodes):
246
 
                references, value = nodes[key]
247
 
                yield self, key, value
248
 
 
249
 
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
250
 
        if len(iterators_to_combine) == 1:
251
 
            for value in iterators_to_combine[0]:
252
 
                yield value
253
 
            return
254
 
        current_values = []
255
 
        for iterator in iterators_to_combine:
256
 
            try:
257
 
                current_values.append(iterator.next())
258
 
            except StopIteration:
259
 
                current_values.append(None)
260
 
        last = None
261
 
        while True:
262
 
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
263
 
            candidates = [(item[1][1], item) for item
264
 
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
265
 
            if not len(candidates):
266
 
                return
267
 
            selected = min(candidates)
268
 
            # undecorate back to (pos, node)
269
 
            selected = selected[1]
270
 
            if last == selected[1][1]:
271
 
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
272
 
            last = selected[1][1]
273
 
            # Yield, with self as the index
274
 
            yield (self,) + selected[1][1:]
275
 
            pos = selected[0]
276
 
            try:
277
 
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
278
 
            except StopIteration:
279
 
                current_values[pos] = None
280
 
 
281
 
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
282
 
        """Add a key to the current chunk.
283
 
 
284
 
        :param string_key: The key to add.
285
 
        :param line: The fully serialised key and value.
286
 
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
287
 
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
288
 
            functionality.
289
 
        """
290
 
        if rows[-1].writer is None:
291
 
            # opening a new leaf chunk;
292
 
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
293
 
                # flesh out any internal nodes that are needed to
294
 
                # preserve the height of the tree
295
 
                if internal_row.writer is None:
296
 
                    length = _PAGE_SIZE
297
 
                    if internal_row.nodes == 0:
298
 
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
299
 
                    if allow_optimize:
300
 
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
301
 
                    else:
302
 
                        optimize_for_size = False
303
 
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
304
 
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
305
 
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
306
 
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
307
 
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
308
 
            # add a new leaf
309
 
            length = _PAGE_SIZE
310
 
            if rows[-1].nodes == 0:
311
 
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
312
 
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
313
 
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
314
 
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
315
 
        if rows[-1].writer.write(line):
316
 
            # this key did not fit in the node:
317
 
            rows[-1].finish_node()
318
 
            key_line = string_key + "\n"
319
 
            new_row = True
320
 
            for row in reversed(rows[:-1]):
321
 
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
322
 
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
323
 
                # it does fit into.
324
 
                if row.writer.write(key_line):
325
 
                    row.finish_node()
326
 
                else:
327
 
                    # We've found a node that can handle the pointer.
328
 
                    new_row = False
329
 
                    break
330
 
            # If we reached the current root without being able to mark the
331
 
            # division point, then we need a new root:
332
 
            if new_row:
333
 
                # We need a new row
334
 
                if 'index' in debug.debug_flags:
335
 
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
336
 
                new_row = _InternalBuilderRow()
337
 
                reserved_bytes = 0
338
 
                rows.insert(0, new_row)
339
 
                # This will be padded, hence the -100
340
 
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
341
 
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
342
 
                    reserved_bytes,
343
 
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
344
 
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
345
 
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
346
 
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
347
 
                new_row.writer.write(key_line)
348
 
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
349
 
 
350
 
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
351
 
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
352
 
 
353
 
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
354
 
            match the output given by iter_all_entries.
355
 
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
356
 
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
357
 
            functionality.
358
 
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
359
 
            the nodes.
360
 
        """
361
 
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
362
 
        # etc.
363
 
        rows = []
364
 
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
365
 
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
366
 
        # direct lookup
367
 
        key_count = 0
368
 
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
369
 
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
370
 
        self.row_lengths = []
371
 
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
372
 
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
373
 
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
374
 
        # row above, transitively.
375
 
        for node in node_iterator:
376
 
            if key_count == 0:
377
 
                # First key triggers the first row
378
 
                rows.append(_LeafBuilderRow())
379
 
            key_count += 1
380
 
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
381
 
                                    self.reference_lists)
382
 
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
383
 
        for row in reversed(rows):
384
 
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
385
 
            row.finish_node(pad=pad)
386
 
        result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
387
 
        lines = [_BTSIGNATURE]
388
 
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
389
 
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
390
 
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
391
 
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
392
 
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
393
 
        result.writelines(lines)
394
 
        position = sum(map(len, lines))
395
 
        root_row = True
396
 
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
397
 
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
398
 
                                 " reserved space: %d > %d"
399
 
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
400
 
        # write the rows out:
401
 
        for row in rows:
402
 
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
403
 
            row.spool.flush()
404
 
            row.spool.seek(0)
405
 
            # copy nodes to the finalised file.
406
 
            # Special case the first node as it may be prefixed
407
 
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
408
 
            result.write(node[reserved:])
409
 
            result.write("\x00" * (reserved - position))
410
 
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
411
 
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
412
 
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
413
 
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
414
 
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
415
 
                        " expected: %d, got: %d"
416
 
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
417
 
                           copied_len))
418
 
        result.flush()
419
 
        size = result.tell()
420
 
        result.seek(0)
421
 
        return result, size
422
 
 
423
 
    def finish(self):
424
 
        """Finalise the index.
425
 
 
426
 
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
427
 
            to the index.
428
 
        """
429
 
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
430
 
 
431
 
    def iter_all_entries(self):
432
 
        """Iterate over all keys within the index
433
 
 
434
 
        :return: An iterable of (index, key, reference_lists, value). There is no
435
 
            defined order for the result iteration - it will be in the most
436
 
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
437
 
        """
438
 
        if 'evil' in debug.debug_flags:
439
 
            trace.mutter_callsite(3,
440
 
                "iter_all_entries scales with size of history.")
441
 
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
442
 
        # be getting called routinely anyway.
443
 
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
444
 
        for backing in self._backing_indices:
445
 
            if backing is not None:
446
 
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
447
 
        if len(iterators) == 1:
448
 
            return iterators[0]
449
 
        return self._iter_smallest(iterators)
450
 
 
451
 
    def iter_entries(self, keys):
452
 
        """Iterate over keys within the index.
453
 
 
454
 
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
455
 
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
456
 
            defined order for the result iteration - it will be in the most
457
 
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
458
 
        """
459
 
        keys = set(keys)
460
 
        local_keys = keys.intersection(self._keys)
461
 
        if self.reference_lists:
462
 
            for key in local_keys:
463
 
                node = self._nodes[key]
464
 
                yield self, key, node[1], node[0]
465
 
        else:
466
 
            for key in local_keys:
467
 
                node = self._nodes[key]
468
 
                yield self, key, node[1]
469
 
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
470
 
        # yet.
471
 
        if not self._backing_indices:
472
 
            return # We won't find anything there either
473
 
        # Remove all of the keys that we found locally
474
 
        keys.difference_update(local_keys)
475
 
        for backing in self._backing_indices:
476
 
            if backing is None:
477
 
                continue
478
 
            if not keys:
479
 
                return
480
 
            for node in backing.iter_entries(keys):
481
 
                keys.remove(node[1])
482
 
                yield (self,) + node[1:]
483
 
 
484
 
    def iter_entries_prefix(self, keys):
485
 
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
486
 
 
487
 
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
488
 
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
489
 
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
490
 
        only the former key is returned.
491
 
 
492
 
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
493
 
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
494
 
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
495
 
            The first element cannot be 'None'.
496
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
497
 
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
498
 
            will be returned, and every match that is in the index will be
499
 
            returned.
500
 
        """
501
 
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
502
 
        # a good place to pull out the actual common logic.
503
 
        keys = set(keys)
504
 
        if not keys:
505
 
            return
506
 
        for backing in self._backing_indices:
507
 
            if backing is None:
508
 
                continue
509
 
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
510
 
                yield (self,) + node[1:]
511
 
        if self._key_length == 1:
512
 
            for key in keys:
513
 
                # sanity check
514
 
                if key[0] is None:
515
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
516
 
                if len(key) != self._key_length:
517
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
518
 
                try:
519
 
                    node = self._nodes[key]
520
 
                except KeyError:
521
 
                    continue
522
 
                if self.reference_lists:
523
 
                    yield self, key, node[1], node[0]
524
 
                else:
525
 
                    yield self, key, node[1]
526
 
            return
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
 
            # find what it refers to:
534
 
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
535
 
            elements = list(key)
536
 
            # find the subdict to return
537
 
            try:
538
 
                while len(elements) and elements[0] is not None:
539
 
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
540
 
                    elements.pop(0)
541
 
            except KeyError:
542
 
                # a non-existant lookup.
543
 
                continue
544
 
            if len(elements):
545
 
                dicts = [key_dict]
546
 
                while dicts:
547
 
                    key_dict = dicts.pop(-1)
548
 
                    # can't be empty or would not exist
549
 
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
550
 
                    if type(value) == dict:
551
 
                        # push keys
552
 
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
553
 
                    else:
554
 
                        # yield keys
555
 
                        for value in key_dict.itervalues():
556
 
                            yield (self, ) + value
557
 
            else:
558
 
                yield (self, ) + key_dict
559
 
 
560
 
    def _get_nodes_by_key(self):
561
 
        if self._nodes_by_key is None:
562
 
            nodes_by_key = {}
563
 
            if self.reference_lists:
564
 
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
565
 
                    key_dict = nodes_by_key
566
 
                    for subkey in key[:-1]:
567
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
568
 
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
569
 
            else:
570
 
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
571
 
                    key_dict = nodes_by_key
572
 
                    for subkey in key[:-1]:
573
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
574
 
                    key_dict[key[-1]] = key, value
575
 
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
576
 
        return self._nodes_by_key
577
 
 
578
 
    def key_count(self):
579
 
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
580
 
 
581
 
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
582
 
        """
583
 
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
584
 
            self._backing_indices if backing is not None)
585
 
 
586
 
    def validate(self):
587
 
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
588
 
 
589
 
 
590
 
class _LeafNode(object):
591
 
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
592
 
 
593
 
    __slots__ = ('keys',)
594
 
 
595
 
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
596
 
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
597
 
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
598
 
        self.keys = dict(_btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
599
 
            key_length, ref_list_length))
600
 
 
601
 
 
602
 
class _InternalNode(object):
603
 
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
604
 
 
605
 
    __slots__ = ('keys', 'offset')
606
 
 
607
 
    def __init__(self, bytes):
608
 
        """Parse bytes to create an internal node object."""
609
 
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
610
 
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
611
 
 
612
 
    def _parse_lines(self, lines):
613
 
        nodes = []
614
 
        self.offset = int(lines[1][7:])
615
 
        for line in lines[2:]:
616
 
            if line == '':
617
 
                break
618
 
            nodes.append(tuple(map(intern, line.split('\0'))))
619
 
        return nodes
620
 
 
621
 
 
622
 
class BTreeGraphIndex(object):
623
 
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
624
 
 
625
 
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
626
 
    memory except when very large walks are done.
627
 
    """
628
 
 
629
 
    def __init__(self, transport, name, size):
630
 
        """Create a B+Tree index object on the index name.
631
 
 
632
 
        :param transport: The transport to read data for the index from.
633
 
        :param name: The file name of the index on transport.
634
 
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
635
 
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
636
 
            the initial read (to read the root node header) can be done
637
 
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
638
 
            allows single-IO to read the entire index.
639
 
        """
640
 
        self._transport = transport
641
 
        self._name = name
642
 
        self._size = size
643
 
        self._file = None
644
 
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
645
 
        self._root_node = None
646
 
        # Default max size is 100,000 leave values
647
 
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
648
 
        self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
649
 
        # We could limit this, but even a 300k record btree has only 3k leaf
650
 
        # nodes, and only 20 internal nodes. So the default of 100 nodes in an
651
 
        # LRU would mean we always cache everything anyway, no need to pay the
652
 
        # overhead of LRU
653
 
        self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
654
 
        self._key_count = None
655
 
        self._row_lengths = None
656
 
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
657
 
 
658
 
    def __eq__(self, other):
659
 
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
660
 
        return (
661
 
            type(self) == type(other) and
662
 
            self._transport == other._transport and
663
 
            self._name == other._name and
664
 
            self._size == other._size)
665
 
 
666
 
    def __ne__(self, other):
667
 
        return not self.__eq__(other)
668
 
 
669
 
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
670
 
        """Read nodes and cache them in the lru.
671
 
 
672
 
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
673
 
        being inserted it into the _node_cache.
674
 
 
675
 
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
676
 
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
677
 
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
678
 
        cachable.
679
 
 
680
 
        :return: A dict of {node_pos: node}
681
 
        """
682
 
        found = {}
683
 
        start_of_leaves = None
684
 
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
685
 
            if node_pos == 0: # Special case
686
 
                self._root_node = node
687
 
            else:
688
 
                if start_of_leaves is None:
689
 
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
690
 
                if node_pos < start_of_leaves:
691
 
                    self._internal_node_cache.add(node_pos, node)
692
 
                else:
693
 
                    self._leaf_node_cache.add(node_pos, node)
694
 
            found[node_pos] = node
695
 
        return found
696
 
 
697
 
    def _compute_recommended_pages(self):
698
 
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
699
 
 
700
 
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
701
 
        pages fit in that length.
702
 
        """
703
 
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
704
 
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
705
 
                                          float(_PAGE_SIZE)))
706
 
        return recommended_pages
707
 
 
708
 
    def _compute_total_pages_in_index(self):
709
 
        """How many pages are in the index.
710
 
 
711
 
        If we have read the header we will use the value stored there.
712
 
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
713
 
        """
714
 
        if self._size is None:
715
 
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
716
 
                                 ' called when self._size is None')
717
 
        if self._root_node is not None:
718
 
            # This is the number of pages as defined by the header
719
 
            return self._row_offsets[-1]
720
 
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
721
 
        # should be indentical.
722
 
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
723
 
        return total_pages
724
 
 
725
 
    def _expand_offsets(self, offsets):
726
 
        """Find extra pages to download.
727
 
 
728
 
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
729
 
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
730
 
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
731
 
        out what other pages we might want to read.
732
 
 
733
 
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
734
 
 
735
 
        :param offsets: The offsets to be read
736
 
        :return: A list of offsets to download
737
 
        """
738
 
        if 'index' in debug.debug_flags:
739
 
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
740
 
 
741
 
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
742
 
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
743
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
744
 
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
745
 
                             len(offsets), self._recommended_pages)
746
 
            return offsets
747
 
        if self._size is None:
748
 
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
749
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
750
 
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
751
 
            return offsets
752
 
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
753
 
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
754
 
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
755
 
        # do so.
756
 
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
757
 
            # Read whatever is left
758
 
            if cached_offsets:
759
 
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
760
 
                               if x not in cached_offsets]
761
 
            else:
762
 
                expanded = range(total_pages)
763
 
            if 'index' in debug.debug_flags:
764
 
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
765
 
            return expanded
766
 
 
767
 
        if self._root_node is None:
768
 
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
769
 
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
770
 
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
771
 
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
772
 
            # a possible implementation when we are guessing that the second
773
 
            # layer index is small
774
 
            final_offsets = offsets
775
 
        else:
776
 
            tree_depth = len(self._row_lengths)
777
 
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
778
 
                # We haven't read enough to justify expansion
779
 
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
780
 
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
781
 
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
782
 
                # start expanding our requests.
783
 
                if 'index' in debug.debug_flags:
784
 
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
785
 
                return offsets
786
 
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
787
 
                                                      total_pages)
788
 
 
789
 
        final_offsets = sorted(final_offsets)
790
 
        if 'index' in debug.debug_flags:
791
 
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
792
 
        return final_offsets
793
 
 
794
 
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
795
 
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
796
 
 
797
 
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
798
 
        want to expand.
799
 
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
800
 
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
801
 
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
802
 
        oddly.
803
 
 
804
 
        :param offsets: requested offsets
805
 
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
806
 
        :return: A set() of offsets after expansion
807
 
        """
808
 
        final_offsets = set(offsets)
809
 
        first = end = None
810
 
        new_tips = set(final_offsets)
811
 
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
812
 
            next_tips = set()
813
 
            for pos in new_tips:
814
 
                if first is None:
815
 
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
816
 
                previous = pos - 1
817
 
                if (previous > 0
818
 
                    and previous not in cached_offsets
819
 
                    and previous not in final_offsets
820
 
                    and previous >= first):
821
 
                    next_tips.add(previous)
822
 
                after = pos + 1
823
 
                if (after < total_pages
824
 
                    and after not in cached_offsets
825
 
                    and after not in final_offsets
826
 
                    and after < end):
827
 
                    next_tips.add(after)
828
 
                # This would keep us from going bigger than
829
 
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
830
 
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
831
 
                # reasonable to expand all points equally.
832
 
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
833
 
                #     break
834
 
            final_offsets.update(next_tips)
835
 
            new_tips = next_tips
836
 
        return final_offsets
837
 
 
838
 
    def external_references(self, ref_list_num):
839
 
        if self._root_node is None:
840
 
            self._get_root_node()
841
 
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
842
 
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
843
 
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
844
 
        keys = set()
845
 
        refs = set()
846
 
        for node in self.iter_all_entries():
847
 
            keys.add(node[1])
848
 
            refs.update(node[3][ref_list_num])
849
 
        return refs - keys
850
 
 
851
 
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
852
 
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
853
 
 
854
 
        :return: (first, end)
855
 
            first is the first node in this layer
856
 
            end is the first node of the next layer
857
 
        """
858
 
        first = end = 0
859
 
        for roffset in self._row_offsets:
860
 
            first = end
861
 
            end = roffset
862
 
            if offset < roffset:
863
 
                break
864
 
        return first, end
865
 
 
866
 
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
867
 
        """Determine what nodes we already have cached."""
868
 
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
869
 
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
870
 
        if self._root_node is not None:
871
 
            cached_offsets.add(0)
872
 
        return cached_offsets
873
 
 
874
 
    def _get_root_node(self):
875
 
        if self._root_node is None:
876
 
            # We may not have a root node yet
877
 
            self._get_internal_nodes([0])
878
 
        return self._root_node
879
 
 
880
 
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
881
 
        found = {}
882
 
        needed = []
883
 
        for idx in node_indexes:
884
 
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
885
 
                found[0] = self._root_node
886
 
                continue
887
 
            try:
888
 
                found[idx] = cache[idx]
889
 
            except KeyError:
890
 
                needed.append(idx)
891
 
        if not needed:
892
 
            return found
893
 
        needed = self._expand_offsets(needed)
894
 
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
895
 
        return found
896
 
 
897
 
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
898
 
        """Get a node, from cache or disk.
899
 
 
900
 
        After getting it, the node will be cached.
901
 
        """
902
 
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
903
 
 
904
 
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
905
 
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
906
 
        if self._leaf_value_cache is not None:
907
 
            for node in nodes.itervalues():
908
 
                for key, value in node.keys.iteritems():
909
 
                    if key in self._leaf_value_cache:
910
 
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
911
 
                        # before.
912
 
                        break
913
 
                    self._leaf_value_cache[key] = value
914
 
 
915
 
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
916
 
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
917
 
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
918
 
        self._cache_leaf_values(found)
919
 
        return found
920
 
 
921
 
    def iter_all_entries(self):
922
 
        """Iterate over all keys within the index.
923
 
 
924
 
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
925
 
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
926
 
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
927
 
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
928
 
            the most efficient order for the index.
929
 
        """
930
 
        if 'evil' in debug.debug_flags:
931
 
            trace.mutter_callsite(3,
932
 
                "iter_all_entries scales with size of history.")
933
 
        if not self.key_count():
934
 
            return
935
 
        if self._row_offsets[-1] == 1:
936
 
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
937
 
            if self.node_ref_lists:
938
 
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
939
 
                    yield (self, key, value, refs)
940
 
            else:
941
 
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
942
 
                    yield (self, key, value)
943
 
            return
944
 
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
945
 
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
946
 
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
947
 
        if needed_offsets == [0]:
948
 
            # Special case when we only have a root node, as we have already
949
 
            # read everything
950
 
            nodes = [(0, self._root_node)]
951
 
        else:
952
 
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
953
 
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
954
 
        # for spilling index builds to disk.
955
 
        if self.node_ref_lists:
956
 
            for _, node in nodes:
957
 
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
958
 
                    yield (self, key, value, refs)
959
 
        else:
960
 
            for _, node in nodes:
961
 
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
962
 
                    yield (self, key, value)
963
 
 
964
 
    @staticmethod
965
 
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
966
 
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
967
 
 
968
 
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
969
 
        fixed_keys
970
 
 
971
 
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
972
 
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
973
 
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
974
 
        """
975
 
        if not in_keys:
976
 
            return []
977
 
        if not fixed_keys:
978
 
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
979
 
            # fall to the left.
980
 
            return [(0, in_keys)]
981
 
 
982
 
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
983
 
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
984
 
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
985
 
        #       based on which has the fewer number of steps.
986
 
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
987
 
        #       function, so there is even more to be gained.
988
 
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
989
 
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
990
 
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
991
 
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
992
 
        # elif bisect_steps < iter_steps:
993
 
        #     offsets = {}
994
 
        #     for key in in_keys:
995
 
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
996
 
        #                            []).append(key)
997
 
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
998
 
        in_keys_iter = iter(in_keys)
999
 
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
1000
 
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
1001
 
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
1002
 
 
1003
 
        class InputDone(Exception): pass
1004
 
        class FixedDone(Exception): pass
1005
 
 
1006
 
        output = []
1007
 
        cur_out = []
1008
 
 
1009
 
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
1010
 
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
1011
 
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
1012
 
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
1013
 
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
1014
 
        try:
1015
 
            while True:
1016
 
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
1017
 
                    cur_keys = []
1018
 
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
1019
 
                    output.append(cur_out)
1020
 
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
1021
 
                        cur_keys.append(cur_in_key)
1022
 
                        try:
1023
 
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
1024
 
                        except StopIteration:
1025
 
                            raise InputDone
1026
 
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
1027
 
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
1028
 
                # the end
1029
 
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
1030
 
                    try:
1031
 
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
1032
 
                    except StopIteration:
1033
 
                        raise FixedDone
1034
 
        except InputDone:
1035
 
            # We consumed all of the input, nothing more to do
1036
 
            pass
1037
 
        except FixedDone:
1038
 
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
1039
 
            # have to add one more for the tail
1040
 
            cur_keys = [cur_in_key]
1041
 
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
1042
 
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
1043
 
            output.append(cur_out)
1044
 
        return output
1045
 
 
1046
 
    def iter_entries(self, keys):
1047
 
        """Iterate over keys within the index.
1048
 
 
1049
 
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
1050
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
1051
 
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
1052
 
            key supplied that is in the index will be returned.
1053
 
        """
1054
 
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
1055
 
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
1056
 
        # large queries are being made.
1057
 
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
1058
 
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
1059
 
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
1060
 
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
1061
 
        # which it then bisects for, etc.)
1062
 
        keys = frozenset(keys)
1063
 
        if not keys:
1064
 
            return
1065
 
 
1066
 
        if not self.key_count():
1067
 
            return
1068
 
 
1069
 
        needed_keys = []
1070
 
        if self._leaf_value_cache is None:
1071
 
            needed_keys = keys
1072
 
        else:
1073
 
            for key in keys:
1074
 
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
1075
 
                if value is not None:
1076
 
                    # This key is known not to be here, skip it
1077
 
                    value, refs = value
1078
 
                    if self.node_ref_lists:
1079
 
                        yield (self, key, value, refs)
1080
 
                    else:
1081
 
                        yield (self, key, value)
1082
 
                else:
1083
 
                    needed_keys.append(key)
1084
 
 
1085
 
        last_key = None
1086
 
        needed_keys = keys
1087
 
        if not needed_keys:
1088
 
            return
1089
 
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
1090
 
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
1091
 
        # large queries are being made.
1092
 
        needed_keys = sorted(needed_keys)
1093
 
 
1094
 
        nodes_and_keys = [(0, needed_keys)]
1095
 
 
1096
 
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
1097
 
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
1098
 
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
1099
 
 
1100
 
            next_nodes_and_keys = []
1101
 
            for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
1102
 
                node = nodes[node_index]
1103
 
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
1104
 
                node_offset = next_row_start + node.offset
1105
 
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
1106
 
                                           for pos, s_keys in positions])
1107
 
            nodes_and_keys = next_nodes_and_keys
1108
 
        # We should now be at the _LeafNodes
1109
 
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
1110
 
 
1111
 
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
1112
 
        #       big go. Consider setting a max size on this.
1113
 
 
1114
 
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
1115
 
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
1116
 
            if not sub_keys:
1117
 
                continue
1118
 
            node = nodes[node_index]
1119
 
            for next_sub_key in sub_keys:
1120
 
                if next_sub_key in node.keys:
1121
 
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
1122
 
                    if self.node_ref_lists:
1123
 
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
1124
 
                    else:
1125
 
                        yield (self, next_sub_key, value)
1126
 
 
1127
 
    def iter_entries_prefix(self, keys):
1128
 
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
1129
 
 
1130
 
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
1131
 
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
1132
 
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
1133
 
        only the former key is returned.
1134
 
 
1135
 
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
1136
 
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
1137
 
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
1138
 
        iter_all_entries at the thunk layer).
1139
 
 
1140
 
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
1141
 
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
1142
 
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
1143
 
            The first element cannot be 'None'.
1144
 
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
1145
 
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
1146
 
            will be returned, and every match that is in the index will be
1147
 
            returned.
1148
 
        """
1149
 
        keys = sorted(set(keys))
1150
 
        if not keys:
1151
 
            return
1152
 
        # Load if needed to check key lengths
1153
 
        if self._key_count is None:
1154
 
            self._get_root_node()
1155
 
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
1156
 
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
1157
 
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
1158
 
        nodes = {}
1159
 
        if self.node_ref_lists:
1160
 
            if self._key_length == 1:
1161
 
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
1162
 
                    nodes[key] = value, refs
1163
 
            else:
1164
 
                nodes_by_key = {}
1165
 
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
1166
 
                    key_value = key, value, refs
1167
 
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
1168
 
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
1169
 
                    key_dict = nodes_by_key
1170
 
                    for subkey in key[:-1]:
1171
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
1172
 
                    key_dict[key[-1]] = key_value
1173
 
        else:
1174
 
            if self._key_length == 1:
1175
 
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
1176
 
                    nodes[key] = value
1177
 
            else:
1178
 
                nodes_by_key = {}
1179
 
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
1180
 
                    key_value = key, value
1181
 
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
1182
 
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
1183
 
                    key_dict = nodes_by_key
1184
 
                    for subkey in key[:-1]:
1185
 
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
1186
 
                    key_dict[key[-1]] = key_value
1187
 
        if self._key_length == 1:
1188
 
            for key in keys:
1189
 
                # sanity check
1190
 
                if key[0] is None:
1191
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
1192
 
                if len(key) != self._key_length:
1193
 
                    raise errors.BadIndexKey(key)
1194
 
                try:
1195
 
                    if self.node_ref_lists:
1196
 
                        value, node_refs = nodes[key]
1197
 
                        yield self, key, value, node_refs
1198
 
                    else:
1199
 
                        yield self, key, nodes[key]
1200
 
                except KeyError:
1201
 
                    pass
1202
 
            return
1203
 
        for key in keys:
1204
 
            # sanity check
1205
 
            if key[0] is None:
1206
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
1207
 
            if len(key) != self._key_length:
1208
 
                raise errors.BadIndexKey(key)
1209
 
            # find what it refers to:
1210
 
            key_dict = nodes_by_key
1211
 
            elements = list(key)
1212
 
            # find the subdict whose contents should be returned.
1213
 
            try:
1214
 
                while len(elements) and elements[0] is not None:
1215
 
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
1216
 
                    elements.pop(0)
1217
 
            except KeyError:
1218
 
                # a non-existant lookup.
1219
 
                continue
1220
 
            if len(elements):
1221
 
                dicts = [key_dict]
1222
 
                while dicts:
1223
 
                    key_dict = dicts.pop(-1)
1224
 
                    # can't be empty or would not exist
1225
 
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
1226
 
                    if type(value) == dict:
1227
 
                        # push keys
1228
 
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
1229
 
                    else:
1230
 
                        # yield keys
1231
 
                        for value in key_dict.itervalues():
1232
 
                            # each value is the key:value:node refs tuple
1233
 
                            # ready to yield.
1234
 
                            yield (self, ) + value
1235
 
            else:
1236
 
                # the last thing looked up was a terminal element
1237
 
                yield (self, ) + key_dict
1238
 
 
1239
 
    def key_count(self):
1240
 
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
1241
 
 
1242
 
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
1243
 
        header.
1244
 
        """
1245
 
        if self._key_count is None:
1246
 
            self._get_root_node()
1247
 
        return self._key_count
1248
 
 
1249
 
    def _compute_row_offsets(self):
1250
 
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
1251
 
        offsets = []
1252
 
        row_offset = 0
1253
 
        for row in self._row_lengths:
1254
 
            offsets.append(row_offset)
1255
 
            row_offset += row
1256
 
        offsets.append(row_offset)
1257
 
        self._row_offsets = offsets
1258
 
 
1259
 
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
1260
 
        """Parse the header from a region of bytes.
1261
 
 
1262
 
        :param bytes: The data to parse.
1263
 
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
1264
 
            data. (which may be of length 0).
1265
 
        """
1266
 
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
1267
 
        if not signature == self._signature():
1268
 
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
1269
 
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
1270
 
        options_line = lines[0]
1271
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
1272
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1273
 
        try:
1274
 
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
1275
 
        except ValueError:
1276
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1277
 
        options_line = lines[1]
1278
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
1279
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1280
 
        try:
1281
 
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
1282
 
        except ValueError:
1283
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1284
 
        options_line = lines[2]
1285
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
1286
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1287
 
        try:
1288
 
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
1289
 
        except ValueError:
1290
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1291
 
        options_line = lines[3]
1292
 
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
1293
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1294
 
        try:
1295
 
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
1296
 
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
1297
 
                if len(length)])
1298
 
        except ValueError:
1299
 
            raise errors.BadIndexOptions(self)
1300
 
        self._compute_row_offsets()
1301
 
 
1302
 
        # calculate the bytes we have processed
1303
 
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
1304
 
        return header_end, bytes[header_end:]
1305
 
 
1306
 
    def _read_nodes(self, nodes):
1307
 
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
1308
 
 
1309
 
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
1310
 
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
1311
 
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
1312
 
        a read may improve performance.
1313
 
 
1314
 
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
1315
 
        :return: None
1316
 
        """
1317
 
        # may be the byte string of the whole file
1318
 
        bytes = None
1319
 
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
1320
 
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
1321
 
        ranges = []
1322
 
        for index in nodes:
1323
 
            offset = index * _PAGE_SIZE
1324
 
            size = _PAGE_SIZE
1325
 
            if index == 0:
1326
 
                # Root node - special case
1327
 
                if self._size:
1328
 
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
1329
 
                else:
1330
 
                    # The only case where we don't know the size, is for very
1331
 
                    # small indexes. So we read the whole thing
1332
 
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
1333
 
                    self._size = len(bytes)
1334
 
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
1335
 
                    ranges.append((0, len(bytes)))
1336
 
                    break
1337
 
            else:
1338
 
                if offset > self._size:
1339
 
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
1340
 
                                         ' of the file %s > %s'
1341
 
                                         % (offset, self._size))
1342
 
                size = min(size, self._size - offset)
1343
 
            ranges.append((offset, size))
1344
 
        if not ranges:
1345
 
            return
1346
 
        elif bytes is not None:
1347
 
            # already have the whole file
1348
 
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+_PAGE_SIZE])
1349
 
                           for start in xrange(0, len(bytes), _PAGE_SIZE)]
1350
 
        elif self._file is None:
1351
 
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
1352
 
        else:
1353
 
            data_ranges = []
1354
 
            for offset, size in ranges:
1355
 
                self._file.seek(offset)
1356
 
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
1357
 
        for offset, data in data_ranges:
1358
 
            if offset == 0:
1359
 
                # extract the header
1360
 
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
1361
 
                if len(data) == 0:
1362
 
                    continue
1363
 
            bytes = zlib.decompress(data)
1364
 
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
1365
 
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
1366
 
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
1367
 
                node = _InternalNode(bytes)
1368
 
            else:
1369
 
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
1370
 
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
1371
 
 
1372
 
    def _signature(self):
1373
 
        """The file signature for this index type."""
1374
 
        return _BTSIGNATURE
1375
 
 
1376
 
    def validate(self):
1377
 
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
1378
 
        # just read and parse every node.
1379
 
        self._get_root_node()
1380
 
        if len(self._row_lengths) > 1:
1381
 
            start_node = self._row_offsets[1]
1382
 
        else:
1383
 
            # We shouldn't be reading anything anyway
1384
 
            start_node = 1
1385
 
        node_end = self._row_offsets[-1]
1386
 
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
1387
 
            pass
1388
 
 
1389
 
 
1390
 
try:
1391
 
    from bzrlib import _btree_serializer_c as _btree_serializer
1392
 
except ImportError:
1393
 
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer