~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: Canonical.com Patch Queue Manager
  • Date: 2011-05-04 22:17:22 UTC
  • mfrom: (5815.3.15 use-tree-annotate)
  • Revision ID: pqm@pqm.ubuntu.com-20110504221722-fz5hr1xagchptyje
(jelmer) Avoid directly accessing VersionedFiles.annotate();
 rather, access it through RevisionTree.annotate_iter(). (Jelmer Vernooij)

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2008-2011 Canonical Ltd
 
2
#
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
#
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
#
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
16
#
 
17
 
 
18
"""B+Tree indices"""
 
19
 
 
20
import cStringIO
 
21
 
 
22
from bzrlib.lazy_import import lazy_import
 
23
lazy_import(globals(), """
 
24
import bisect
 
25
import math
 
26
import tempfile
 
27
import zlib
 
28
""")
 
29
 
 
30
from bzrlib import (
 
31
    chunk_writer,
 
32
    debug,
 
33
    errors,
 
34
    fifo_cache,
 
35
    index,
 
36
    lru_cache,
 
37
    osutils,
 
38
    static_tuple,
 
39
    trace,
 
40
    transport,
 
41
    )
 
42
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
43
 
 
44
 
 
45
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
46
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
47
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
48
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
49
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
50
 
 
51
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
52
_PAGE_SIZE = 4096
 
53
 
 
54
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
55
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
56
 
 
57
 
 
58
class _BuilderRow(object):
 
59
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
60
 
 
61
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
62
        in the tree.
 
63
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
64
    """
 
65
 
 
66
    def __init__(self):
 
67
        """Create a _BuilderRow."""
 
68
        self.nodes = 0
 
69
        self.spool = None# tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
70
        self.writer = None
 
71
 
 
72
    def finish_node(self, pad=True):
 
73
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
74
        if self.nodes == 0:
 
75
            self.spool = cStringIO.StringIO()
 
76
            # padded note:
 
77
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
78
        elif self.nodes == 1:
 
79
            # We got bigger than 1 node, switch to a temp file
 
80
            spool = tempfile.TemporaryFile(prefix='bzr-index-row-')
 
81
            spool.write(self.spool.getvalue())
 
82
            self.spool = spool
 
83
        skipped_bytes = 0
 
84
        if not pad and padding:
 
85
            del byte_lines[-1]
 
86
            skipped_bytes = padding
 
87
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
88
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
89
        if remainder != 0:
 
90
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
91
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
92
        self.nodes += 1
 
93
        self.writer = None
 
94
 
 
95
 
 
96
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
97
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
98
 
 
99
    def finish_node(self, pad=True):
 
100
        if not pad:
 
101
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
102
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
103
 
 
104
 
 
105
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
106
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
107
 
 
108
 
 
109
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
110
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
111
 
 
112
    The resulting graph has the structure:
 
113
 
 
114
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
115
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
116
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
117
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
118
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
119
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
120
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
121
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
122
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
123
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
124
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
125
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
126
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
127
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
128
    ROWS           := ROW*
 
129
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
130
    ABSENT         := 'a'
 
131
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
132
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
133
    REFERENCE      := KEY
 
134
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
135
    """
 
136
 
 
137
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
138
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
139
 
 
140
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
141
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
142
        """
 
143
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
144
            key_elements=key_elements)
 
145
        self._spill_at = spill_at
 
146
        self._backing_indices = []
 
147
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
148
        self._nodes = {}
 
149
        # Indicate it hasn't been built yet
 
150
        self._nodes_by_key = None
 
151
        self._optimize_for_size = False
 
152
 
 
153
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
154
        """Add a node to the index.
 
155
 
 
156
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
157
        disk spilling will be triggered.
 
158
 
 
159
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
160
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
161
            defined for this index.
 
162
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
163
            reference to another key.
 
164
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
165
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
166
        """
 
167
        # Ensure that 'key' is a StaticTuple
 
168
        key = static_tuple.StaticTuple.from_sequence(key).intern()
 
169
        # we don't care about absent_references
 
170
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
171
        if key in self._nodes:
 
172
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
173
        self._nodes[key] = static_tuple.StaticTuple(node_refs, value)
 
174
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
175
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
176
        if len(self._nodes) < self._spill_at:
 
177
            return
 
178
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
179
 
 
180
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
181
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
182
 
 
183
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
184
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
185
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
186
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
187
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
188
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
189
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
190
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
191
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
192
        """
 
193
        if self._combine_backing_indices:
 
194
            (new_backing_file, size,
 
195
             backing_pos) = self._spill_mem_keys_and_combine()
 
196
        else:
 
197
            new_backing_file, size = self._spill_mem_keys_without_combining()
 
198
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
199
        #       direct access to the new_backing._file object
 
200
        new_backing = BTreeGraphIndex(transport.get_transport('.'),
 
201
                                      '<temp>', size)
 
202
        # GC will clean up the file
 
203
        new_backing._file = new_backing_file
 
204
        if self._combine_backing_indices:
 
205
            if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
206
                self._backing_indices.append(None)
 
207
            self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
208
            for backing_pos in range(backing_pos):
 
209
                self._backing_indices[backing_pos] = None
 
210
        else:
 
211
            self._backing_indices.append(new_backing)
 
212
        self._nodes = {}
 
213
        self._nodes_by_key = None
 
214
 
 
215
    def _spill_mem_keys_without_combining(self):
 
216
        return self._write_nodes(self._iter_mem_nodes(), allow_optimize=False)
 
217
 
 
218
    def _spill_mem_keys_and_combine(self):
 
219
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
220
        pos = -1
 
221
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
222
            if backing is None:
 
223
                pos -= 1
 
224
                break
 
225
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
226
        backing_pos = pos + 1
 
227
        new_backing_file, size = \
 
228
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine),
 
229
                              allow_optimize=False)
 
230
        return new_backing_file, size, backing_pos
 
231
 
 
232
    def add_nodes(self, nodes):
 
233
        """Add nodes to the index.
 
234
 
 
235
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
236
        """
 
237
        if self.reference_lists:
 
238
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
239
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
240
        else:
 
241
            for (key, value) in nodes:
 
242
                self.add_node(key, value)
 
243
 
 
244
    def _iter_mem_nodes(self):
 
245
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
246
        nodes = self._nodes
 
247
        if self.reference_lists:
 
248
            for key in sorted(nodes):
 
249
                references, value = nodes[key]
 
250
                yield self, key, value, references
 
251
        else:
 
252
            for key in sorted(nodes):
 
253
                references, value = nodes[key]
 
254
                yield self, key, value
 
255
 
 
256
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
257
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
258
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
259
                yield value
 
260
            return
 
261
        current_values = []
 
262
        for iterator in iterators_to_combine:
 
263
            try:
 
264
                current_values.append(iterator.next())
 
265
            except StopIteration:
 
266
                current_values.append(None)
 
267
        last = None
 
268
        while True:
 
269
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
270
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
271
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
272
            if not len(candidates):
 
273
                return
 
274
            selected = min(candidates)
 
275
            # undecorate back to (pos, node)
 
276
            selected = selected[1]
 
277
            if last == selected[1][1]:
 
278
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
279
            last = selected[1][1]
 
280
            # Yield, with self as the index
 
281
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
282
            pos = selected[0]
 
283
            try:
 
284
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
285
            except StopIteration:
 
286
                current_values[pos] = None
 
287
 
 
288
    def _add_key(self, string_key, line, rows, allow_optimize=True):
 
289
        """Add a key to the current chunk.
 
290
 
 
291
        :param string_key: The key to add.
 
292
        :param line: The fully serialised key and value.
 
293
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
294
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
295
            functionality.
 
296
        """
 
297
        if rows[-1].writer is None:
 
298
            # opening a new leaf chunk;
 
299
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
300
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
301
                # preserve the height of the tree
 
302
                if internal_row.writer is None:
 
303
                    length = _PAGE_SIZE
 
304
                    if internal_row.nodes == 0:
 
305
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
306
                    if allow_optimize:
 
307
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
308
                    else:
 
309
                        optimize_for_size = False
 
310
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
311
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
312
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
313
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
314
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
315
            # add a new leaf
 
316
            length = _PAGE_SIZE
 
317
            if rows[-1].nodes == 0:
 
318
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
319
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
320
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
321
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
322
        if rows[-1].writer.write(line):
 
323
            # this key did not fit in the node:
 
324
            rows[-1].finish_node()
 
325
            key_line = string_key + "\n"
 
326
            new_row = True
 
327
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
328
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
329
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
330
                # it does fit into.
 
331
                if row.writer.write(key_line):
 
332
                    row.finish_node()
 
333
                else:
 
334
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
335
                    new_row = False
 
336
                    break
 
337
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
338
            # division point, then we need a new root:
 
339
            if new_row:
 
340
                # We need a new row
 
341
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
342
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
343
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
344
                reserved_bytes = 0
 
345
                rows.insert(0, new_row)
 
346
                # This will be padded, hence the -100
 
347
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
348
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
349
                    reserved_bytes,
 
350
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
351
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
352
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
353
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
354
                new_row.writer.write(key_line)
 
355
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
356
 
 
357
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
358
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
359
 
 
360
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
361
            match the output given by iter_all_entries.
 
362
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
363
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
364
            functionality.
 
365
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
366
            the nodes.
 
367
        """
 
368
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
369
        # etc.
 
370
        rows = []
 
371
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
372
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
373
        # direct lookup
 
374
        key_count = 0
 
375
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
376
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
377
        self.row_lengths = []
 
378
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
379
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
380
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
381
        # row above, transitively.
 
382
        for node in node_iterator:
 
383
            if key_count == 0:
 
384
                # First key triggers the first row
 
385
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
386
            key_count += 1
 
387
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
388
                                    self.reference_lists)
 
389
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
390
        for row in reversed(rows):
 
391
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
392
            row.finish_node(pad=pad)
 
393
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
394
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
395
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
396
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
397
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
398
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
399
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
400
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
401
        else:
 
402
            result = cStringIO.StringIO()
 
403
        result.writelines(lines)
 
404
        position = sum(map(len, lines))
 
405
        root_row = True
 
406
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
407
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
408
                                 " reserved space: %d > %d"
 
409
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
410
        # write the rows out:
 
411
        for row in rows:
 
412
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
413
            row.spool.flush()
 
414
            row.spool.seek(0)
 
415
            # copy nodes to the finalised file.
 
416
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
417
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
418
            result.write(node[reserved:])
 
419
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
 
420
                result.write("\x00" * (reserved - position))
 
421
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
422
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
423
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
424
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
425
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
426
                        " expected: %d, got: %d"
 
427
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
428
                           copied_len))
 
429
        result.flush()
 
430
        size = result.tell()
 
431
        result.seek(0)
 
432
        return result, size
 
433
 
 
434
    def finish(self):
 
435
        """Finalise the index.
 
436
 
 
437
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
438
            to the index.
 
439
        """
 
440
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
441
 
 
442
    def iter_all_entries(self):
 
443
        """Iterate over all keys within the index
 
444
 
 
445
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
446
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
447
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
448
        """
 
449
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
450
            trace.mutter_callsite(3,
 
451
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
452
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
453
        # be getting called routinely anyway.
 
454
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
455
        for backing in self._backing_indices:
 
456
            if backing is not None:
 
457
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
458
        if len(iterators) == 1:
 
459
            return iterators[0]
 
460
        return self._iter_smallest(iterators)
 
461
 
 
462
    def iter_entries(self, keys):
 
463
        """Iterate over keys within the index.
 
464
 
 
465
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
466
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
467
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
468
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
469
        """
 
470
        keys = set(keys)
 
471
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
 
472
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
 
473
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
 
474
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
 
475
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
 
476
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
 
477
        #       comprehension
 
478
        nodes = self._nodes
 
479
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
 
480
        if self.reference_lists:
 
481
            for key in local_keys:
 
482
                node = nodes[key]
 
483
                yield self, key, node[1], node[0]
 
484
        else:
 
485
            for key in local_keys:
 
486
                node = nodes[key]
 
487
                yield self, key, node[1]
 
488
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
489
        # yet.
 
490
        if not self._backing_indices:
 
491
            return # We won't find anything there either
 
492
        # Remove all of the keys that we found locally
 
493
        keys.difference_update(local_keys)
 
494
        for backing in self._backing_indices:
 
495
            if backing is None:
 
496
                continue
 
497
            if not keys:
 
498
                return
 
499
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
500
                keys.remove(node[1])
 
501
                yield (self,) + node[1:]
 
502
 
 
503
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
504
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
505
 
 
506
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
507
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
508
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
509
        only the former key is returned.
 
510
 
 
511
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
512
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
513
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
514
            The first element cannot be 'None'.
 
515
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
516
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
517
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
518
            returned.
 
519
        """
 
520
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
521
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
522
        keys = set(keys)
 
523
        if not keys:
 
524
            return
 
525
        for backing in self._backing_indices:
 
526
            if backing is None:
 
527
                continue
 
528
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
529
                yield (self,) + node[1:]
 
530
        if self._key_length == 1:
 
531
            for key in keys:
 
532
                # sanity check
 
533
                if key[0] is None:
 
534
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
535
                if len(key) != self._key_length:
 
536
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
537
                try:
 
538
                    node = self._nodes[key]
 
539
                except KeyError:
 
540
                    continue
 
541
                if self.reference_lists:
 
542
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
543
                else:
 
544
                    yield self, key, node[1]
 
545
            return
 
546
        for key in keys:
 
547
            # sanity check
 
548
            if key[0] is None:
 
549
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
550
            if len(key) != self._key_length:
 
551
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
552
            # find what it refers to:
 
553
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
554
            elements = list(key)
 
555
            # find the subdict to return
 
556
            try:
 
557
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
558
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
559
                    elements.pop(0)
 
560
            except KeyError:
 
561
                # a non-existant lookup.
 
562
                continue
 
563
            if len(elements):
 
564
                dicts = [key_dict]
 
565
                while dicts:
 
566
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
567
                    # can't be empty or would not exist
 
568
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
569
                    if type(value) == dict:
 
570
                        # push keys
 
571
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
572
                    else:
 
573
                        # yield keys
 
574
                        for value in key_dict.itervalues():
 
575
                            yield (self, ) + tuple(value)
 
576
            else:
 
577
                yield (self, ) + key_dict
 
578
 
 
579
    def _get_nodes_by_key(self):
 
580
        if self._nodes_by_key is None:
 
581
            nodes_by_key = {}
 
582
            if self.reference_lists:
 
583
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
584
                    key_dict = nodes_by_key
 
585
                    for subkey in key[:-1]:
 
586
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
587
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
588
            else:
 
589
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
590
                    key_dict = nodes_by_key
 
591
                    for subkey in key[:-1]:
 
592
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
593
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
594
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
595
        return self._nodes_by_key
 
596
 
 
597
    def key_count(self):
 
598
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
599
 
 
600
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
601
        """
 
602
        return len(self._nodes) + sum(backing.key_count() for backing in
 
603
            self._backing_indices if backing is not None)
 
604
 
 
605
    def validate(self):
 
606
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
607
 
 
608
 
 
609
class _LeafNode(dict):
 
610
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
611
 
 
612
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
 
613
 
 
614
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
615
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
616
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
617
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
618
            key_length, ref_list_length)
 
619
        if key_list:
 
620
            self.min_key = key_list[0][0]
 
621
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
622
        else:
 
623
            self.min_key = self.max_key = None
 
624
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
 
625
        self._keys = dict(self)
 
626
 
 
627
    def all_items(self):
 
628
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
 
629
        items = self.items()
 
630
        items.sort()
 
631
        return items
 
632
 
 
633
    def all_keys(self):
 
634
        """Return a sorted list of all keys."""
 
635
        keys = self.keys()
 
636
        keys.sort()
 
637
        return keys
 
638
 
 
639
 
 
640
class _InternalNode(object):
 
641
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
642
 
 
643
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
644
 
 
645
    def __init__(self, bytes):
 
646
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
647
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
648
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
649
 
 
650
    def _parse_lines(self, lines):
 
651
        nodes = []
 
652
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
653
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
 
654
        for line in lines[2:]:
 
655
            if line == '':
 
656
                break
 
657
            nodes.append(as_st(map(intern, line.split('\0'))).intern())
 
658
        return nodes
 
659
 
 
660
 
 
661
class BTreeGraphIndex(object):
 
662
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
663
 
 
664
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
665
    memory except when very large walks are done.
 
666
    """
 
667
 
 
668
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
 
669
                 offset=0):
 
670
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
671
 
 
672
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
673
        :param name: The file name of the index on transport.
 
674
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
675
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
676
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
677
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
678
            allows single-IO to read the entire index.
 
679
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
680
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
681
            cache all leaf nodes.
 
682
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
 
683
            file. Instead it starts at some point later.
 
684
        """
 
685
        self._transport = transport
 
686
        self._name = name
 
687
        self._size = size
 
688
        self._file = None
 
689
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
690
        self._root_node = None
 
691
        self._base_offset = offset
 
692
        self._leaf_factory = _LeafNode
 
693
        # Default max size is 100,000 leave values
 
694
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
695
        if unlimited_cache:
 
696
            self._leaf_node_cache = {}
 
697
            self._internal_node_cache = {}
 
698
        else:
 
699
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
700
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
701
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
702
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
703
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
704
        self._key_count = None
 
705
        self._row_lengths = None
 
706
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
707
 
 
708
    def __eq__(self, other):
 
709
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
710
        return (
 
711
            type(self) == type(other) and
 
712
            self._transport == other._transport and
 
713
            self._name == other._name and
 
714
            self._size == other._size)
 
715
 
 
716
    def __ne__(self, other):
 
717
        return not self.__eq__(other)
 
718
 
 
719
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
720
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
721
 
 
722
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
723
        being inserted it into the _node_cache.
 
724
 
 
725
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
726
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
727
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
728
        cachable.
 
729
 
 
730
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
731
        """
 
732
        found = {}
 
733
        start_of_leaves = None
 
734
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
735
            if node_pos == 0: # Special case
 
736
                self._root_node = node
 
737
            else:
 
738
                if start_of_leaves is None:
 
739
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
740
                if node_pos < start_of_leaves:
 
741
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
742
                else:
 
743
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
744
            found[node_pos] = node
 
745
        return found
 
746
 
 
747
    def _compute_recommended_pages(self):
 
748
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
749
 
 
750
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
751
        pages fit in that length.
 
752
        """
 
753
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
754
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
755
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
756
        return recommended_pages
 
757
 
 
758
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
759
        """How many pages are in the index.
 
760
 
 
761
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
762
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
763
        """
 
764
        if self._size is None:
 
765
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
766
                                 ' called when self._size is None')
 
767
        if self._root_node is not None:
 
768
            # This is the number of pages as defined by the header
 
769
            return self._row_offsets[-1]
 
770
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
771
        # should be indentical.
 
772
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
773
        return total_pages
 
774
 
 
775
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
776
        """Find extra pages to download.
 
777
 
 
778
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
779
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
780
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
781
        out what other pages we might want to read.
 
782
 
 
783
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
784
 
 
785
        :param offsets: The offsets to be read
 
786
        :return: A list of offsets to download
 
787
        """
 
788
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
789
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
790
 
 
791
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
792
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
793
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
794
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
795
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
796
            return offsets
 
797
        if self._size is None:
 
798
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
799
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
800
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
801
            return offsets
 
802
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
803
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
804
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
805
        # do so.
 
806
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
807
            # Read whatever is left
 
808
            if cached_offsets:
 
809
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
810
                               if x not in cached_offsets]
 
811
            else:
 
812
                expanded = range(total_pages)
 
813
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
814
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
815
            return expanded
 
816
 
 
817
        if self._root_node is None:
 
818
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
819
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
820
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
821
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
822
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
823
            # layer index is small
 
824
            final_offsets = offsets
 
825
        else:
 
826
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
827
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
828
                # We haven't read enough to justify expansion
 
829
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
830
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
831
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
832
                # start expanding our requests.
 
833
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
834
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
835
                return offsets
 
836
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
837
                                                      total_pages)
 
838
 
 
839
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
840
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
841
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
842
        return final_offsets
 
843
 
 
844
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
845
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
846
 
 
847
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
848
        want to expand.
 
849
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
850
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
851
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
852
        oddly.
 
853
 
 
854
        :param offsets: requested offsets
 
855
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
856
        :return: A set() of offsets after expansion
 
857
        """
 
858
        final_offsets = set(offsets)
 
859
        first = end = None
 
860
        new_tips = set(final_offsets)
 
861
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
862
            next_tips = set()
 
863
            for pos in new_tips:
 
864
                if first is None:
 
865
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
866
                previous = pos - 1
 
867
                if (previous > 0
 
868
                    and previous not in cached_offsets
 
869
                    and previous not in final_offsets
 
870
                    and previous >= first):
 
871
                    next_tips.add(previous)
 
872
                after = pos + 1
 
873
                if (after < total_pages
 
874
                    and after not in cached_offsets
 
875
                    and after not in final_offsets
 
876
                    and after < end):
 
877
                    next_tips.add(after)
 
878
                # This would keep us from going bigger than
 
879
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
880
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
881
                # reasonable to expand all points equally.
 
882
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
883
                #     break
 
884
            final_offsets.update(next_tips)
 
885
            new_tips = next_tips
 
886
        return final_offsets
 
887
 
 
888
    def clear_cache(self):
 
889
        """Clear out any cached/memoized values.
 
890
 
 
891
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
 
892
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
 
893
        from this index.
 
894
        """
 
895
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
 
896
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
 
897
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
 
898
        # memory starts to be an issue.
 
899
        self._leaf_node_cache.clear()
 
900
 
 
901
    def external_references(self, ref_list_num):
 
902
        if self._root_node is None:
 
903
            self._get_root_node()
 
904
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
905
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
906
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
907
        keys = set()
 
908
        refs = set()
 
909
        for node in self.iter_all_entries():
 
910
            keys.add(node[1])
 
911
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
912
        return refs - keys
 
913
 
 
914
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
915
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
916
 
 
917
        :return: (first, end)
 
918
            first is the first node in this layer
 
919
            end is the first node of the next layer
 
920
        """
 
921
        first = end = 0
 
922
        for roffset in self._row_offsets:
 
923
            first = end
 
924
            end = roffset
 
925
            if offset < roffset:
 
926
                break
 
927
        return first, end
 
928
 
 
929
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
930
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
931
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
932
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
933
        if self._root_node is not None:
 
934
            cached_offsets.add(0)
 
935
        return cached_offsets
 
936
 
 
937
    def _get_root_node(self):
 
938
        if self._root_node is None:
 
939
            # We may not have a root node yet
 
940
            self._get_internal_nodes([0])
 
941
        return self._root_node
 
942
 
 
943
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
944
        found = {}
 
945
        needed = []
 
946
        for idx in node_indexes:
 
947
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
948
                found[0] = self._root_node
 
949
                continue
 
950
            try:
 
951
                found[idx] = cache[idx]
 
952
            except KeyError:
 
953
                needed.append(idx)
 
954
        if not needed:
 
955
            return found
 
956
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
957
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
958
        return found
 
959
 
 
960
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
961
        """Get a node, from cache or disk.
 
962
 
 
963
        After getting it, the node will be cached.
 
964
        """
 
965
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
966
 
 
967
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
968
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
969
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
970
            for node in nodes.itervalues():
 
971
                for key, value in node.all_items():
 
972
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
973
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
974
                        # before.
 
975
                        break
 
976
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
977
 
 
978
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
979
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
980
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
981
        self._cache_leaf_values(found)
 
982
        return found
 
983
 
 
984
    def iter_all_entries(self):
 
985
        """Iterate over all keys within the index.
 
986
 
 
987
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
988
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
989
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
990
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
991
            the most efficient order for the index.
 
992
        """
 
993
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
994
            trace.mutter_callsite(3,
 
995
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
996
        if not self.key_count():
 
997
            return
 
998
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
999
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
1000
            if self.node_ref_lists:
 
1001
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1002
                    yield (self, key, value, refs)
 
1003
            else:
 
1004
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1005
                    yield (self, key, value)
 
1006
            return
 
1007
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
1008
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
1009
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
1010
        if needed_offsets == [0]:
 
1011
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
1012
            # read everything
 
1013
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
1014
        else:
 
1015
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
1016
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
1017
        # for spilling index builds to disk.
 
1018
        if self.node_ref_lists:
 
1019
            for _, node in nodes:
 
1020
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1021
                    yield (self, key, value, refs)
 
1022
        else:
 
1023
            for _, node in nodes:
 
1024
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1025
                    yield (self, key, value)
 
1026
 
 
1027
    @staticmethod
 
1028
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
1029
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
1030
 
 
1031
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
1032
        fixed_keys
 
1033
 
 
1034
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
1035
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
1036
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
1037
        """
 
1038
        if not in_keys:
 
1039
            return []
 
1040
        if not fixed_keys:
 
1041
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
1042
            # fall to the left.
 
1043
            return [(0, in_keys)]
 
1044
 
 
1045
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1046
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1047
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1048
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1049
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1050
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1051
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1052
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1053
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
1054
            return [(bisect.bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1055
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1056
        #     offsets = {}
 
1057
        #     for key in in_keys:
 
1058
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1059
        #                            []).append(key)
 
1060
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1061
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1062
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1063
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1064
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1065
 
 
1066
        class InputDone(Exception): pass
 
1067
        class FixedDone(Exception): pass
 
1068
 
 
1069
        output = []
 
1070
        cur_out = []
 
1071
 
 
1072
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1073
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1074
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1075
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1076
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1077
        try:
 
1078
            while True:
 
1079
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1080
                    cur_keys = []
 
1081
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1082
                    output.append(cur_out)
 
1083
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1084
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1085
                        try:
 
1086
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1087
                        except StopIteration:
 
1088
                            raise InputDone
 
1089
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1090
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1091
                # the end
 
1092
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1093
                    try:
 
1094
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1095
                    except StopIteration:
 
1096
                        raise FixedDone
 
1097
        except InputDone:
 
1098
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1099
            pass
 
1100
        except FixedDone:
 
1101
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1102
            # have to add one more for the tail
 
1103
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1104
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1105
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1106
            output.append(cur_out)
 
1107
        return output
 
1108
 
 
1109
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1110
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1111
 
 
1112
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1113
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1114
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1115
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1116
        """
 
1117
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1118
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1119
        # large queries are being made.
 
1120
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1121
 
 
1122
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1123
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1124
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1125
 
 
1126
            next_nodes_and_keys = []
 
1127
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1128
                node = nodes[node_index]
 
1129
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1130
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1131
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1132
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1133
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1134
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1135
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1136
 
 
1137
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1138
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1139
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1140
        return nodes, keys_at_index
 
1141
 
 
1142
    def iter_entries(self, keys):
 
1143
        """Iterate over keys within the index.
 
1144
 
 
1145
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1146
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1147
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1148
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1149
        """
 
1150
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1151
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1152
        # large queries are being made.
 
1153
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1154
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1155
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1156
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1157
        # which it then bisects for, etc.)
 
1158
        keys = frozenset(keys)
 
1159
        if not keys:
 
1160
            return
 
1161
 
 
1162
        if not self.key_count():
 
1163
            return
 
1164
 
 
1165
        needed_keys = []
 
1166
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1167
            needed_keys = keys
 
1168
        else:
 
1169
            for key in keys:
 
1170
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1171
                if value is not None:
 
1172
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1173
                    value, refs = value
 
1174
                    if self.node_ref_lists:
 
1175
                        yield (self, key, value, refs)
 
1176
                    else:
 
1177
                        yield (self, key, value)
 
1178
                else:
 
1179
                    needed_keys.append(key)
 
1180
 
 
1181
        last_key = None
 
1182
        needed_keys = keys
 
1183
        if not needed_keys:
 
1184
            return
 
1185
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1186
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1187
            if not sub_keys:
 
1188
                continue
 
1189
            node = nodes[node_index]
 
1190
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1191
                if next_sub_key in node:
 
1192
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1193
                    if self.node_ref_lists:
 
1194
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1195
                    else:
 
1196
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1197
 
 
1198
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1199
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1200
 
 
1201
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1202
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1203
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1204
 
 
1205
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1206
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1207
 
 
1208
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1209
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1210
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1211
            care about.
 
1212
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1213
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1214
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1215
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1216
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1217
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1218
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1219
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1220
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1221
        """
 
1222
        if not self.key_count():
 
1223
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1224
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1225
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1226
            missing_keys.update(keys)
 
1227
            return set()
 
1228
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1229
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1230
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1231
 
 
1232
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1233
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1234
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1235
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1236
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1237
 
 
1238
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1239
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1240
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1241
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1242
        # TODO:
 
1243
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1244
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1245
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1246
        #   see if they are present.
 
1247
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1248
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1249
        #   out.
 
1250
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1251
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1252
        #   re-entrant for that.
 
1253
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1254
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1255
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1256
        #   page that we read.
 
1257
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1258
        parents_not_on_page = set()
 
1259
 
 
1260
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1261
            if not sub_keys:
 
1262
                continue
 
1263
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1264
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1265
            node = nodes[node_index]
 
1266
            parents_to_check = set()
 
1267
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1268
                if next_sub_key not in node:
 
1269
                    # This one is just not present in the index at all
 
1270
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1271
                else:
 
1272
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1273
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1274
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1275
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1276
            # Don't look for things we've already found
 
1277
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1278
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1279
            # inlined.
 
1280
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1281
            # continue
 
1282
            while parents_to_check:
 
1283
                next_parents_to_check = set()
 
1284
                for key in parents_to_check:
 
1285
                    if key in node:
 
1286
                        value, refs = node[key]
 
1287
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1288
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1289
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1290
                    else:
 
1291
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1292
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1293
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1294
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1295
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1296
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1297
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1298
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1299
                        # again' for everything that is in another index
 
1300
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1301
                        # Missing for some reason
 
1302
                        if key < node.min_key:
 
1303
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1304
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1305
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1306
                        elif key > node.max_key:
 
1307
                            # This parent key would be present on a different
 
1308
                            # LeafNode
 
1309
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1310
                        else:
 
1311
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
 
1312
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1313
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1314
                            missing_keys.add(key)
 
1315
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1316
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1317
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1318
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1319
        # found.
 
1320
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1321
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1322
        return search_keys
 
1323
 
 
1324
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1325
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1326
 
 
1327
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1328
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1329
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1330
        only the former key is returned.
 
1331
 
 
1332
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1333
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1334
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1335
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1336
 
 
1337
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1338
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1339
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1340
            The first element cannot be 'None'.
 
1341
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1342
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1343
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1344
            returned.
 
1345
        """
 
1346
        keys = sorted(set(keys))
 
1347
        if not keys:
 
1348
            return
 
1349
        # Load if needed to check key lengths
 
1350
        if self._key_count is None:
 
1351
            self._get_root_node()
 
1352
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1353
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1354
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1355
        nodes = {}
 
1356
        if self.node_ref_lists:
 
1357
            if self._key_length == 1:
 
1358
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1359
                    nodes[key] = value, refs
 
1360
            else:
 
1361
                nodes_by_key = {}
 
1362
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1363
                    key_value = key, value, refs
 
1364
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1365
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1366
                    key_dict = nodes_by_key
 
1367
                    for subkey in key[:-1]:
 
1368
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1369
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1370
        else:
 
1371
            if self._key_length == 1:
 
1372
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1373
                    nodes[key] = value
 
1374
            else:
 
1375
                nodes_by_key = {}
 
1376
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1377
                    key_value = key, value
 
1378
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1379
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1380
                    key_dict = nodes_by_key
 
1381
                    for subkey in key[:-1]:
 
1382
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1383
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1384
        if self._key_length == 1:
 
1385
            for key in keys:
 
1386
                # sanity check
 
1387
                if key[0] is None:
 
1388
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1389
                if len(key) != self._key_length:
 
1390
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1391
                try:
 
1392
                    if self.node_ref_lists:
 
1393
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1394
                        yield self, key, value, node_refs
 
1395
                    else:
 
1396
                        yield self, key, nodes[key]
 
1397
                except KeyError:
 
1398
                    pass
 
1399
            return
 
1400
        for key in keys:
 
1401
            # sanity check
 
1402
            if key[0] is None:
 
1403
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1404
            if len(key) != self._key_length:
 
1405
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1406
            # find what it refers to:
 
1407
            key_dict = nodes_by_key
 
1408
            elements = list(key)
 
1409
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1410
            try:
 
1411
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1412
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1413
                    elements.pop(0)
 
1414
            except KeyError:
 
1415
                # a non-existant lookup.
 
1416
                continue
 
1417
            if len(elements):
 
1418
                dicts = [key_dict]
 
1419
                while dicts:
 
1420
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1421
                    # can't be empty or would not exist
 
1422
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1423
                    if type(value) == dict:
 
1424
                        # push keys
 
1425
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1426
                    else:
 
1427
                        # yield keys
 
1428
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1429
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1430
                            # ready to yield.
 
1431
                            yield (self, ) + value
 
1432
            else:
 
1433
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1434
                yield (self, ) + key_dict
 
1435
 
 
1436
    def key_count(self):
 
1437
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1438
 
 
1439
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1440
        header.
 
1441
        """
 
1442
        if self._key_count is None:
 
1443
            self._get_root_node()
 
1444
        return self._key_count
 
1445
 
 
1446
    def _compute_row_offsets(self):
 
1447
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1448
        offsets = []
 
1449
        row_offset = 0
 
1450
        for row in self._row_lengths:
 
1451
            offsets.append(row_offset)
 
1452
            row_offset += row
 
1453
        offsets.append(row_offset)
 
1454
        self._row_offsets = offsets
 
1455
 
 
1456
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1457
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1458
 
 
1459
        :param bytes: The data to parse.
 
1460
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1461
            data. (which may be of length 0).
 
1462
        """
 
1463
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1464
        if not signature == self._signature():
 
1465
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1466
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1467
        options_line = lines[0]
 
1468
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1469
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1470
        try:
 
1471
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1472
        except ValueError:
 
1473
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1474
        options_line = lines[1]
 
1475
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1476
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1477
        try:
 
1478
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1479
        except ValueError:
 
1480
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1481
        options_line = lines[2]
 
1482
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1483
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1484
        try:
 
1485
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1486
        except ValueError:
 
1487
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1488
        options_line = lines[3]
 
1489
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1490
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1491
        try:
 
1492
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1493
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1494
                if len(length)])
 
1495
        except ValueError:
 
1496
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1497
        self._compute_row_offsets()
 
1498
 
 
1499
        # calculate the bytes we have processed
 
1500
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1501
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1502
 
 
1503
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1504
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1505
 
 
1506
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1507
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1508
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1509
        a read may improve performance.
 
1510
 
 
1511
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1512
        :return: None
 
1513
        """
 
1514
        # may be the byte string of the whole file
 
1515
        bytes = None
 
1516
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1517
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1518
        ranges = []
 
1519
        base_offset = self._base_offset
 
1520
        for index in nodes:
 
1521
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
 
1522
            size = _PAGE_SIZE
 
1523
            if index == 0:
 
1524
                # Root node - special case
 
1525
                if self._size:
 
1526
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1527
                else:
 
1528
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1529
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1530
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1531
                    num_bytes = len(bytes)
 
1532
                    self._size = num_bytes - base_offset
 
1533
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1534
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
 
1535
                        for start in xrange(base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
 
1536
                    break
 
1537
            else:
 
1538
                if offset > self._size:
 
1539
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1540
                                         ' of the file %s > %s'
 
1541
                                         % (offset, self._size))
 
1542
                size = min(size, self._size - offset)
 
1543
            ranges.append((base_offset + offset, size))
 
1544
        if not ranges:
 
1545
            return
 
1546
        elif bytes is not None:
 
1547
            # already have the whole file
 
1548
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+size])
 
1549
                           for start, size in ranges]
 
1550
        elif self._file is None:
 
1551
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1552
        else:
 
1553
            data_ranges = []
 
1554
            for offset, size in ranges:
 
1555
                self._file.seek(offset)
 
1556
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1557
        for offset, data in data_ranges:
 
1558
            offset -= base_offset
 
1559
            if offset == 0:
 
1560
                # extract the header
 
1561
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1562
                if len(data) == 0:
 
1563
                    continue
 
1564
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1565
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1566
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
 
1567
                                          self.node_ref_lists)
 
1568
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1569
                node = _InternalNode(bytes)
 
1570
            else:
 
1571
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1572
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1573
 
 
1574
    def _signature(self):
 
1575
        """The file signature for this index type."""
 
1576
        return _BTSIGNATURE
 
1577
 
 
1578
    def validate(self):
 
1579
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1580
        # just read and parse every node.
 
1581
        self._get_root_node()
 
1582
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1583
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1584
        else:
 
1585
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1586
            start_node = 1
 
1587
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1588
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1589
            pass
 
1590
 
 
1591
 
 
1592
_gcchk_factory = _LeafNode
 
1593
 
 
1594
try:
 
1595
    from bzrlib import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1596
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
 
1597
except ImportError, e:
 
1598
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1599
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer