~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: Martin Packman
  • Date: 2011-11-17 13:45:49 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 6271.
  • Revision ID: martin.packman@canonical.com-20111117134549-080e1fhtrzoicexg
Only assert FileExists path in test_transform directory clash tests to avoid stringification fallout

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_from_path('.'),
 
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
        new_leaf = False
 
298
        if rows[-1].writer is None:
 
299
            # opening a new leaf chunk;
 
300
            new_leaf = True
 
301
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
302
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
303
                # preserve the height of the tree
 
304
                if internal_row.writer is None:
 
305
                    length = _PAGE_SIZE
 
306
                    if internal_row.nodes == 0:
 
307
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
308
                    if allow_optimize:
 
309
                        optimize_for_size = self._optimize_for_size
 
310
                    else:
 
311
                        optimize_for_size = False
 
312
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
313
                        optimize_for_size=optimize_for_size)
 
314
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
315
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
316
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
317
            # add a new leaf
 
318
            length = _PAGE_SIZE
 
319
            if rows[-1].nodes == 0:
 
320
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
321
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
322
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
323
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
324
        if rows[-1].writer.write(line):
 
325
            # if we failed to write, despite having an empty page to write to,
 
326
            # then line is too big. raising the error avoids infinite recursion
 
327
            # searching for a suitably large page that will not be found.
 
328
            if new_leaf:
 
329
                raise errors.BadIndexKey(string_key)
 
330
            # this key did not fit in the node:
 
331
            rows[-1].finish_node()
 
332
            key_line = string_key + "\n"
 
333
            new_row = True
 
334
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
335
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
336
                # doesn't fit then propagate upwards until we find one that
 
337
                # it does fit into.
 
338
                if row.writer.write(key_line):
 
339
                    row.finish_node()
 
340
                else:
 
341
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
342
                    new_row = False
 
343
                    break
 
344
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
345
            # division point, then we need a new root:
 
346
            if new_row:
 
347
                # We need a new row
 
348
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
349
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
350
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
351
                reserved_bytes = 0
 
352
                rows.insert(0, new_row)
 
353
                # This will be padded, hence the -100
 
354
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
355
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
356
                    reserved_bytes,
 
357
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
358
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
359
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
360
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
361
                new_row.writer.write(key_line)
 
362
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
363
 
 
364
    def _write_nodes(self, node_iterator, allow_optimize=True):
 
365
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
366
 
 
367
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
368
            match the output given by iter_all_entries.
 
369
        :param allow_optimize: If set to False, prevent setting the optimize
 
370
            flag when writing out. This is used by the _spill_mem_keys_to_disk
 
371
            functionality.
 
372
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
373
            the nodes.
 
374
        """
 
375
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
376
        # etc.
 
377
        rows = []
 
378
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
379
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
380
        # direct lookup
 
381
        key_count = 0
 
382
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
383
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
384
        self.row_lengths = []
 
385
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
386
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
387
        # propagate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
388
        # row above, transitively.
 
389
        for node in node_iterator:
 
390
            if key_count == 0:
 
391
                # First key triggers the first row
 
392
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
393
            key_count += 1
 
394
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
395
                                    self.reference_lists)
 
396
            self._add_key(string_key, line, rows, allow_optimize=allow_optimize)
 
397
        for row in reversed(rows):
 
398
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
399
            row.finish_node(pad=pad)
 
400
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
401
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
402
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
403
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
404
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
405
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
406
        if row_lengths and row_lengths[-1] > 1:
 
407
            result = tempfile.NamedTemporaryFile(prefix='bzr-index-')
 
408
        else:
 
409
            result = cStringIO.StringIO()
 
410
        result.writelines(lines)
 
411
        position = sum(map(len, lines))
 
412
        root_row = True
 
413
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
414
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
415
                                 " reserved space: %d > %d"
 
416
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
417
        # write the rows out:
 
418
        for row in rows:
 
419
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
420
            row.spool.flush()
 
421
            row.spool.seek(0)
 
422
            # copy nodes to the finalised file.
 
423
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
424
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
425
            result.write(node[reserved:])
 
426
            if len(node) == _PAGE_SIZE:
 
427
                result.write("\x00" * (reserved - position))
 
428
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
429
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
430
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
431
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
432
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
433
                        " expected: %d, got: %d"
 
434
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
435
                           copied_len))
 
436
        result.flush()
 
437
        size = result.tell()
 
438
        result.seek(0)
 
439
        return result, size
 
440
 
 
441
    def finish(self):
 
442
        """Finalise the index.
 
443
 
 
444
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
445
            to the index.
 
446
        """
 
447
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
448
 
 
449
    def iter_all_entries(self):
 
450
        """Iterate over all keys within the index
 
451
 
 
452
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is
 
453
            no defined order for the result iteration - it will be in the most
 
454
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
455
        """
 
456
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
457
            trace.mutter_callsite(3,
 
458
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
459
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
460
        # be getting called routinely anyway.
 
461
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
462
        for backing in self._backing_indices:
 
463
            if backing is not None:
 
464
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
465
        if len(iterators) == 1:
 
466
            return iterators[0]
 
467
        return self._iter_smallest(iterators)
 
468
 
 
469
    def iter_entries(self, keys):
 
470
        """Iterate over keys within the index.
 
471
 
 
472
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
473
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
474
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
475
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
476
        """
 
477
        keys = set(keys)
 
478
        # Note: We don't use keys.intersection() here. If you read the C api,
 
479
        #       set.intersection(other) special cases when other is a set and
 
480
        #       will iterate the smaller of the two and lookup in the other.
 
481
        #       It does *not* do this for any other type (even dict, unlike
 
482
        #       some other set functions.) Since we expect keys is generally <<
 
483
        #       self._nodes, it is faster to iterate over it in a list
 
484
        #       comprehension
 
485
        nodes = self._nodes
 
486
        local_keys = [key for key in keys if key in nodes]
 
487
        if self.reference_lists:
 
488
            for key in local_keys:
 
489
                node = nodes[key]
 
490
                yield self, key, node[1], node[0]
 
491
        else:
 
492
            for key in local_keys:
 
493
                node = nodes[key]
 
494
                yield self, key, node[1]
 
495
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
496
        # yet.
 
497
        if not self._backing_indices:
 
498
            return # We won't find anything there either
 
499
        # Remove all of the keys that we found locally
 
500
        keys.difference_update(local_keys)
 
501
        for backing in self._backing_indices:
 
502
            if backing is None:
 
503
                continue
 
504
            if not keys:
 
505
                return
 
506
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
507
                keys.remove(node[1])
 
508
                yield (self,) + node[1:]
 
509
 
 
510
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
511
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
512
 
 
513
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
514
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
515
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
516
        only the former key is returned.
 
517
 
 
518
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
519
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
520
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
521
            The first element cannot be 'None'.
 
522
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
523
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
524
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
525
            returned.
 
526
        """
 
527
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
528
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
529
        keys = set(keys)
 
530
        if not keys:
 
531
            return
 
532
        for backing in self._backing_indices:
 
533
            if backing is None:
 
534
                continue
 
535
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
536
                yield (self,) + node[1:]
 
537
        if self._key_length == 1:
 
538
            for key in keys:
 
539
                # sanity check
 
540
                if key[0] is None:
 
541
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
542
                if len(key) != self._key_length:
 
543
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
544
                try:
 
545
                    node = self._nodes[key]
 
546
                except KeyError:
 
547
                    continue
 
548
                if self.reference_lists:
 
549
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
550
                else:
 
551
                    yield self, key, node[1]
 
552
            return
 
553
        for key in keys:
 
554
            # sanity check
 
555
            if key[0] is None:
 
556
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
557
            if len(key) != self._key_length:
 
558
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
559
            # find what it refers to:
 
560
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
561
            elements = list(key)
 
562
            # find the subdict to return
 
563
            try:
 
564
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
565
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
566
                    elements.pop(0)
 
567
            except KeyError:
 
568
                # a non-existant lookup.
 
569
                continue
 
570
            if len(elements):
 
571
                dicts = [key_dict]
 
572
                while dicts:
 
573
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
574
                    # can't be empty or would not exist
 
575
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
576
                    if type(value) == dict:
 
577
                        # push keys
 
578
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
579
                    else:
 
580
                        # yield keys
 
581
                        for value in key_dict.itervalues():
 
582
                            yield (self, ) + tuple(value)
 
583
            else:
 
584
                yield (self, ) + key_dict
 
585
 
 
586
    def _get_nodes_by_key(self):
 
587
        if self._nodes_by_key is None:
 
588
            nodes_by_key = {}
 
589
            if self.reference_lists:
 
590
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
591
                    key_dict = nodes_by_key
 
592
                    for subkey in key[:-1]:
 
593
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
594
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
595
            else:
 
596
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
597
                    key_dict = nodes_by_key
 
598
                    for subkey in key[:-1]:
 
599
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
600
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
601
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
602
        return self._nodes_by_key
 
603
 
 
604
    def key_count(self):
 
605
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
606
 
 
607
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
608
        """
 
609
        return len(self._nodes) + sum(backing.key_count() for backing in
 
610
            self._backing_indices if backing is not None)
 
611
 
 
612
    def validate(self):
 
613
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
614
 
 
615
 
 
616
class _LeafNode(dict):
 
617
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
618
 
 
619
    __slots__ = ('min_key', 'max_key', '_keys')
 
620
 
 
621
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
622
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
623
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
624
        key_list = _btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
625
            key_length, ref_list_length)
 
626
        if key_list:
 
627
            self.min_key = key_list[0][0]
 
628
            self.max_key = key_list[-1][0]
 
629
        else:
 
630
            self.min_key = self.max_key = None
 
631
        super(_LeafNode, self).__init__(key_list)
 
632
        self._keys = dict(self)
 
633
 
 
634
    def all_items(self):
 
635
        """Return a sorted list of (key, (value, refs)) items"""
 
636
        items = self.items()
 
637
        items.sort()
 
638
        return items
 
639
 
 
640
    def all_keys(self):
 
641
        """Return a sorted list of all keys."""
 
642
        keys = self.keys()
 
643
        keys.sort()
 
644
        return keys
 
645
 
 
646
 
 
647
class _InternalNode(object):
 
648
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
649
 
 
650
    __slots__ = ('keys', 'offset')
 
651
 
 
652
    def __init__(self, bytes):
 
653
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
654
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
655
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
656
 
 
657
    def _parse_lines(self, lines):
 
658
        nodes = []
 
659
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
660
        as_st = static_tuple.StaticTuple.from_sequence
 
661
        for line in lines[2:]:
 
662
            if line == '':
 
663
                break
 
664
            nodes.append(as_st(map(intern, line.split('\0'))).intern())
 
665
        return nodes
 
666
 
 
667
 
 
668
class BTreeGraphIndex(object):
 
669
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
670
 
 
671
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
672
    memory except when very large walks are done.
 
673
    """
 
674
 
 
675
    def __init__(self, transport, name, size, unlimited_cache=False,
 
676
                 offset=0):
 
677
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
678
 
 
679
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
680
        :param name: The file name of the index on transport.
 
681
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
682
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
683
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
684
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
685
            allows single-IO to read the entire index.
 
686
        :param unlimited_cache: If set to True, then instead of using an
 
687
            LRUCache with size _NODE_CACHE_SIZE, we will use a dict and always
 
688
            cache all leaf nodes.
 
689
        :param offset: The start of the btree index data isn't byte 0 of the
 
690
            file. Instead it starts at some point later.
 
691
        """
 
692
        self._transport = transport
 
693
        self._name = name
 
694
        self._size = size
 
695
        self._file = None
 
696
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
697
        self._root_node = None
 
698
        self._base_offset = offset
 
699
        self._leaf_factory = _LeafNode
 
700
        # Default max size is 100,000 leave values
 
701
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
702
        if unlimited_cache:
 
703
            self._leaf_node_cache = {}
 
704
            self._internal_node_cache = {}
 
705
        else:
 
706
            self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
707
            # We use a FIFO here just to prevent possible blowout. However, a
 
708
            # 300k record btree has only 3k leaf nodes, and only 20 internal
 
709
            # nodes. A value of 100 scales to ~100*100*100 = 1M records.
 
710
            self._internal_node_cache = fifo_cache.FIFOCache(100)
 
711
        self._key_count = None
 
712
        self._row_lengths = None
 
713
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
714
 
 
715
    def __eq__(self, other):
 
716
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
717
        return (
 
718
            type(self) == type(other) and
 
719
            self._transport == other._transport and
 
720
            self._name == other._name and
 
721
            self._size == other._size)
 
722
 
 
723
    def __ne__(self, other):
 
724
        return not self.__eq__(other)
 
725
 
 
726
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
727
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
728
 
 
729
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
730
        being inserted it into the _node_cache.
 
731
 
 
732
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
733
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
734
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
735
        cachable.
 
736
 
 
737
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
738
        """
 
739
        found = {}
 
740
        start_of_leaves = None
 
741
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
742
            if node_pos == 0: # Special case
 
743
                self._root_node = node
 
744
            else:
 
745
                if start_of_leaves is None:
 
746
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
747
                if node_pos < start_of_leaves:
 
748
                    self._internal_node_cache[node_pos] = node
 
749
                else:
 
750
                    self._leaf_node_cache[node_pos] = node
 
751
            found[node_pos] = node
 
752
        return found
 
753
 
 
754
    def _compute_recommended_pages(self):
 
755
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
756
 
 
757
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
758
        pages fit in that length.
 
759
        """
 
760
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
761
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
762
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
763
        return recommended_pages
 
764
 
 
765
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
766
        """How many pages are in the index.
 
767
 
 
768
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
769
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
770
        """
 
771
        if self._size is None:
 
772
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
773
                                 ' called when self._size is None')
 
774
        if self._root_node is not None:
 
775
            # This is the number of pages as defined by the header
 
776
            return self._row_offsets[-1]
 
777
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
778
        # should be indentical.
 
779
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
780
        return total_pages
 
781
 
 
782
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
783
        """Find extra pages to download.
 
784
 
 
785
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
786
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
787
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
788
        out what other pages we might want to read.
 
789
 
 
790
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
791
 
 
792
        :param offsets: The offsets to be read
 
793
        :return: A list of offsets to download
 
794
        """
 
795
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
796
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
797
 
 
798
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
799
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
800
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
801
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
802
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
803
            return offsets
 
804
        if self._size is None:
 
805
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
806
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
807
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
808
            return offsets
 
809
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
810
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
811
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
812
        # do so.
 
813
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
814
            # Read whatever is left
 
815
            if cached_offsets:
 
816
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
817
                               if x not in cached_offsets]
 
818
            else:
 
819
                expanded = range(total_pages)
 
820
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
821
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
822
            return expanded
 
823
 
 
824
        if self._root_node is None:
 
825
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
826
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
827
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
828
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
829
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
830
            # layer index is small
 
831
            final_offsets = offsets
 
832
        else:
 
833
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
834
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
835
                # We haven't read enough to justify expansion
 
836
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
837
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
838
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
839
                # start expanding our requests.
 
840
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
841
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
842
                return offsets
 
843
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
844
                                                      total_pages)
 
845
 
 
846
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
847
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
848
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
849
        return final_offsets
 
850
 
 
851
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
852
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
853
 
 
854
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
855
        want to expand.
 
856
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
857
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
858
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
859
        oddly.
 
860
 
 
861
        :param offsets: requested offsets
 
862
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
863
        :return: A set() of offsets after expansion
 
864
        """
 
865
        final_offsets = set(offsets)
 
866
        first = end = None
 
867
        new_tips = set(final_offsets)
 
868
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
869
            next_tips = set()
 
870
            for pos in new_tips:
 
871
                if first is None:
 
872
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
873
                previous = pos - 1
 
874
                if (previous > 0
 
875
                    and previous not in cached_offsets
 
876
                    and previous not in final_offsets
 
877
                    and previous >= first):
 
878
                    next_tips.add(previous)
 
879
                after = pos + 1
 
880
                if (after < total_pages
 
881
                    and after not in cached_offsets
 
882
                    and after not in final_offsets
 
883
                    and after < end):
 
884
                    next_tips.add(after)
 
885
                # This would keep us from going bigger than
 
886
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
887
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
888
                # reasonable to expand all points equally.
 
889
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
890
                #     break
 
891
            final_offsets.update(next_tips)
 
892
            new_tips = next_tips
 
893
        return final_offsets
 
894
 
 
895
    def clear_cache(self):
 
896
        """Clear out any cached/memoized values.
 
897
 
 
898
        This can be called at any time, but generally it is used when we have
 
899
        extracted some information, but don't expect to be requesting any more
 
900
        from this index.
 
901
        """
 
902
        # Note that we don't touch self._root_node or self._internal_node_cache
 
903
        # We don't expect either of those to be big, and it can save
 
904
        # round-trips in the future. We may re-evaluate this if InternalNode
 
905
        # memory starts to be an issue.
 
906
        self._leaf_node_cache.clear()
 
907
 
 
908
    def external_references(self, ref_list_num):
 
909
        if self._root_node is None:
 
910
            self._get_root_node()
 
911
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
912
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
913
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
914
        keys = set()
 
915
        refs = set()
 
916
        for node in self.iter_all_entries():
 
917
            keys.add(node[1])
 
918
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
919
        return refs - keys
 
920
 
 
921
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
922
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
923
 
 
924
        :return: (first, end)
 
925
            first is the first node in this layer
 
926
            end is the first node of the next layer
 
927
        """
 
928
        first = end = 0
 
929
        for roffset in self._row_offsets:
 
930
            first = end
 
931
            end = roffset
 
932
            if offset < roffset:
 
933
                break
 
934
        return first, end
 
935
 
 
936
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
937
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
938
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
939
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
940
        if self._root_node is not None:
 
941
            cached_offsets.add(0)
 
942
        return cached_offsets
 
943
 
 
944
    def _get_root_node(self):
 
945
        if self._root_node is None:
 
946
            # We may not have a root node yet
 
947
            self._get_internal_nodes([0])
 
948
        return self._root_node
 
949
 
 
950
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
951
        found = {}
 
952
        needed = []
 
953
        for idx in node_indexes:
 
954
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
955
                found[0] = self._root_node
 
956
                continue
 
957
            try:
 
958
                found[idx] = cache[idx]
 
959
            except KeyError:
 
960
                needed.append(idx)
 
961
        if not needed:
 
962
            return found
 
963
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
964
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
965
        return found
 
966
 
 
967
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
968
        """Get a node, from cache or disk.
 
969
 
 
970
        After getting it, the node will be cached.
 
971
        """
 
972
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
973
 
 
974
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
975
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
976
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
977
            for node in nodes.itervalues():
 
978
                for key, value in node.all_items():
 
979
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
980
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
981
                        # before.
 
982
                        break
 
983
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
984
 
 
985
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
986
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
987
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
988
        self._cache_leaf_values(found)
 
989
        return found
 
990
 
 
991
    def iter_all_entries(self):
 
992
        """Iterate over all keys within the index.
 
993
 
 
994
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
995
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
996
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
997
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
998
            the most efficient order for the index.
 
999
        """
 
1000
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
1001
            trace.mutter_callsite(3,
 
1002
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
1003
        if not self.key_count():
 
1004
            return
 
1005
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
1006
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
1007
            if self.node_ref_lists:
 
1008
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1009
                    yield (self, key, value, refs)
 
1010
            else:
 
1011
                for key, (value, refs) in self._root_node.all_items():
 
1012
                    yield (self, key, value)
 
1013
            return
 
1014
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
1015
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
1016
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
1017
        if needed_offsets == [0]:
 
1018
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
1019
            # read everything
 
1020
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
1021
        else:
 
1022
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
1023
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
1024
        # for spilling index builds to disk.
 
1025
        if self.node_ref_lists:
 
1026
            for _, node in nodes:
 
1027
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1028
                    yield (self, key, value, refs)
 
1029
        else:
 
1030
            for _, node in nodes:
 
1031
                for key, (value, refs) in node.all_items():
 
1032
                    yield (self, key, value)
 
1033
 
 
1034
    @staticmethod
 
1035
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
1036
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
1037
 
 
1038
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
1039
        fixed_keys
 
1040
 
 
1041
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
1042
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
1043
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
1044
        """
 
1045
        if not in_keys:
 
1046
            return []
 
1047
        if not fixed_keys:
 
1048
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
1049
            # fall to the left.
 
1050
            return [(0, in_keys)]
 
1051
 
 
1052
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
1053
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
1054
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
1055
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
1056
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
1057
        #       function, so there is even more to be gained.
 
1058
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
1059
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
1060
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
1061
            return [(bisect.bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
1062
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
1063
        #     offsets = {}
 
1064
        #     for key in in_keys:
 
1065
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
1066
        #                            []).append(key)
 
1067
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
1068
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
1069
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
1070
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1071
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1072
 
 
1073
        class InputDone(Exception): pass
 
1074
        class FixedDone(Exception): pass
 
1075
 
 
1076
        output = []
 
1077
        cur_out = []
 
1078
 
 
1079
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
1080
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
1081
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
1082
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
1083
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
1084
        try:
 
1085
            while True:
 
1086
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1087
                    cur_keys = []
 
1088
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
1089
                    output.append(cur_out)
 
1090
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
1091
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
1092
                        try:
 
1093
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
1094
                        except StopIteration:
 
1095
                            raise InputDone
 
1096
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
1097
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
1098
                # the end
 
1099
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
1100
                    try:
 
1101
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
1102
                    except StopIteration:
 
1103
                        raise FixedDone
 
1104
        except InputDone:
 
1105
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1106
            pass
 
1107
        except FixedDone:
 
1108
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1109
            # have to add one more for the tail
 
1110
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1111
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1112
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1113
            output.append(cur_out)
 
1114
        return output
 
1115
 
 
1116
    def _walk_through_internal_nodes(self, keys):
 
1117
        """Take the given set of keys, and find the corresponding LeafNodes.
 
1118
 
 
1119
        :param keys: An unsorted iterable of keys to search for
 
1120
        :return: (nodes, index_and_keys)
 
1121
            nodes is a dict mapping {index: LeafNode}
 
1122
            keys_at_index is a list of tuples of [(index, [keys for Leaf])]
 
1123
        """
 
1124
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1125
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1126
        # large queries are being made.
 
1127
        keys_at_index = [(0, sorted(keys))]
 
1128
 
 
1129
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1130
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1131
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1132
 
 
1133
            next_nodes_and_keys = []
 
1134
            for node_index, sub_keys in keys_at_index:
 
1135
                node = nodes[node_index]
 
1136
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1137
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1138
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1139
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1140
            keys_at_index = next_nodes_and_keys
 
1141
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1142
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in keys_at_index]
 
1143
 
 
1144
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1145
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1146
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1147
        return nodes, keys_at_index
 
1148
 
 
1149
    def iter_entries(self, keys):
 
1150
        """Iterate over keys within the index.
 
1151
 
 
1152
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1153
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1154
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1155
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1156
        """
 
1157
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1158
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1159
        # large queries are being made.
 
1160
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1161
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1162
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1163
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1164
        # which it then bisects for, etc.)
 
1165
        keys = frozenset(keys)
 
1166
        if not keys:
 
1167
            return
 
1168
 
 
1169
        if not self.key_count():
 
1170
            return
 
1171
 
 
1172
        needed_keys = []
 
1173
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1174
            needed_keys = keys
 
1175
        else:
 
1176
            for key in keys:
 
1177
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1178
                if value is not None:
 
1179
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1180
                    value, refs = value
 
1181
                    if self.node_ref_lists:
 
1182
                        yield (self, key, value, refs)
 
1183
                    else:
 
1184
                        yield (self, key, value)
 
1185
                else:
 
1186
                    needed_keys.append(key)
 
1187
 
 
1188
        last_key = None
 
1189
        needed_keys = keys
 
1190
        if not needed_keys:
 
1191
            return
 
1192
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(needed_keys)
 
1193
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1194
            if not sub_keys:
 
1195
                continue
 
1196
            node = nodes[node_index]
 
1197
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1198
                if next_sub_key in node:
 
1199
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1200
                    if self.node_ref_lists:
 
1201
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1202
                    else:
 
1203
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1204
 
 
1205
    def _find_ancestors(self, keys, ref_list_num, parent_map, missing_keys):
 
1206
        """Find the parent_map information for the set of keys.
 
1207
 
 
1208
        This populates the parent_map dict and missing_keys set based on the
 
1209
        queried keys. It also can fill out an arbitrary number of parents that
 
1210
        it finds while searching for the supplied keys.
 
1211
 
 
1212
        It is unlikely that you want to call this directly. See
 
1213
        "CombinedGraphIndex.find_ancestry()" for a more appropriate API.
 
1214
 
 
1215
        :param keys: A keys whose ancestry we want to return
 
1216
            Every key will either end up in 'parent_map' or 'missing_keys'.
 
1217
        :param ref_list_num: This index in the ref_lists is the parents we
 
1218
            care about.
 
1219
        :param parent_map: {key: parent_keys} for keys that are present in this
 
1220
            index. This may contain more entries than were in 'keys', that are
 
1221
            reachable ancestors of the keys requested.
 
1222
        :param missing_keys: keys which are known to be missing in this index.
 
1223
            This may include parents that were not directly requested, but we
 
1224
            were able to determine that they are not present in this index.
 
1225
        :return: search_keys    parents that were found but not queried to know
 
1226
            if they are missing or present. Callers can re-query this index for
 
1227
            those keys, and they will be placed into parent_map or missing_keys
 
1228
        """
 
1229
        if not self.key_count():
 
1230
            # We use key_count() to trigger reading the root node and
 
1231
            # determining info about this BTreeGraphIndex
 
1232
            # If we don't have any keys, then everything is missing
 
1233
            missing_keys.update(keys)
 
1234
            return set()
 
1235
        if ref_list_num >= self.node_ref_lists:
 
1236
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
1237
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
1238
 
 
1239
        # The main trick we are trying to accomplish is that when we find a
 
1240
        # key listing its parents, we expect that the parent key is also likely
 
1241
        # to sit on the same page. Allowing us to expand parents quickly
 
1242
        # without suffering the full stack of bisecting, etc.
 
1243
        nodes, nodes_and_keys = self._walk_through_internal_nodes(keys)
 
1244
 
 
1245
        # These are parent keys which could not be immediately resolved on the
 
1246
        # page where the child was present. Note that we may already be
 
1247
        # searching for that key, and it may actually be present [or known
 
1248
        # missing] on one of the other pages we are reading.
 
1249
        # TODO:
 
1250
        #   We could try searching for them in the immediate previous or next
 
1251
        #   page. If they occur "later" we could put them in a pending lookup
 
1252
        #   set, and then for each node we read thereafter we could check to
 
1253
        #   see if they are present.
 
1254
        #   However, we don't know the impact of keeping this list of things
 
1255
        #   that I'm going to search for every node I come across from here on
 
1256
        #   out.
 
1257
        #   It doesn't handle the case when the parent key is missing on a
 
1258
        #   page that we *don't* read. So we already have to handle being
 
1259
        #   re-entrant for that.
 
1260
        #   Since most keys contain a date string, they are more likely to be
 
1261
        #   found earlier in the file than later, but we would know that right
 
1262
        #   away (key < min_key), and wouldn't keep searching it on every other
 
1263
        #   page that we read.
 
1264
        #   Mostly, it is an idea, one which should be benchmarked.
 
1265
        parents_not_on_page = set()
 
1266
 
 
1267
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1268
            if not sub_keys:
 
1269
                continue
 
1270
            # sub_keys is all of the keys we are looking for that should exist
 
1271
            # on this page, if they aren't here, then they won't be found
 
1272
            node = nodes[node_index]
 
1273
            parents_to_check = set()
 
1274
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1275
                if next_sub_key not in node:
 
1276
                    # This one is just not present in the index at all
 
1277
                    missing_keys.add(next_sub_key)
 
1278
                else:
 
1279
                    value, refs = node[next_sub_key]
 
1280
                    parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1281
                    parent_map[next_sub_key] = parent_keys
 
1282
                    parents_to_check.update(parent_keys)
 
1283
            # Don't look for things we've already found
 
1284
            parents_to_check = parents_to_check.difference(parent_map)
 
1285
            # this can be used to test the benefit of having the check loop
 
1286
            # inlined.
 
1287
            # parents_not_on_page.update(parents_to_check)
 
1288
            # continue
 
1289
            while parents_to_check:
 
1290
                next_parents_to_check = set()
 
1291
                for key in parents_to_check:
 
1292
                    if key in node:
 
1293
                        value, refs = node[key]
 
1294
                        parent_keys = refs[ref_list_num]
 
1295
                        parent_map[key] = parent_keys
 
1296
                        next_parents_to_check.update(parent_keys)
 
1297
                    else:
 
1298
                        # This parent either is genuinely missing, or should be
 
1299
                        # found on another page. Perf test whether it is better
 
1300
                        # to check if this node should fit on this page or not.
 
1301
                        # in the 'everything-in-one-pack' scenario, this *not*
 
1302
                        # doing the check is 237ms vs 243ms.
 
1303
                        # So slightly better, but I assume the standard 'lots
 
1304
                        # of packs' is going to show a reasonable improvement
 
1305
                        # from the check, because it avoids 'going around
 
1306
                        # again' for everything that is in another index
 
1307
                        # parents_not_on_page.add(key)
 
1308
                        # Missing for some reason
 
1309
                        if key < node.min_key:
 
1310
                            # in the case of bzr.dev, 3.4k/5.3k misses are
 
1311
                            # 'earlier' misses (65%)
 
1312
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1313
                        elif key > node.max_key:
 
1314
                            # This parent key would be present on a different
 
1315
                            # LeafNode
 
1316
                            parents_not_on_page.add(key)
 
1317
                        else:
 
1318
                            # assert key != node.min_key and key != node.max_key
 
1319
                            # If it was going to be present, it would be on
 
1320
                            # *this* page, so mark it missing.
 
1321
                            missing_keys.add(key)
 
1322
                parents_to_check = next_parents_to_check.difference(parent_map)
 
1323
                # Might want to do another .difference() from missing_keys
 
1324
        # parents_not_on_page could have been found on a different page, or be
 
1325
        # known to be missing. So cull out everything that has already been
 
1326
        # found.
 
1327
        search_keys = parents_not_on_page.difference(
 
1328
            parent_map).difference(missing_keys)
 
1329
        return search_keys
 
1330
 
 
1331
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1332
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1333
 
 
1334
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1335
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1336
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1337
        only the former key is returned.
 
1338
 
 
1339
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1340
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1341
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1342
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1343
 
 
1344
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1345
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1346
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1347
            The first element cannot be 'None'.
 
1348
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1349
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1350
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1351
            returned.
 
1352
        """
 
1353
        keys = sorted(set(keys))
 
1354
        if not keys:
 
1355
            return
 
1356
        # Load if needed to check key lengths
 
1357
        if self._key_count is None:
 
1358
            self._get_root_node()
 
1359
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1360
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1361
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1362
        nodes = {}
 
1363
        if self.node_ref_lists:
 
1364
            if self._key_length == 1:
 
1365
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1366
                    nodes[key] = value, refs
 
1367
            else:
 
1368
                nodes_by_key = {}
 
1369
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1370
                    key_value = key, value, refs
 
1371
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1372
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1373
                    key_dict = nodes_by_key
 
1374
                    for subkey in key[:-1]:
 
1375
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1376
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1377
        else:
 
1378
            if self._key_length == 1:
 
1379
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1380
                    nodes[key] = value
 
1381
            else:
 
1382
                nodes_by_key = {}
 
1383
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1384
                    key_value = key, value
 
1385
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1386
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1387
                    key_dict = nodes_by_key
 
1388
                    for subkey in key[:-1]:
 
1389
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1390
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1391
        if self._key_length == 1:
 
1392
            for key in keys:
 
1393
                # sanity check
 
1394
                if key[0] is None:
 
1395
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1396
                if len(key) != self._key_length:
 
1397
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1398
                try:
 
1399
                    if self.node_ref_lists:
 
1400
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1401
                        yield self, key, value, node_refs
 
1402
                    else:
 
1403
                        yield self, key, nodes[key]
 
1404
                except KeyError:
 
1405
                    pass
 
1406
            return
 
1407
        for key in keys:
 
1408
            # sanity check
 
1409
            if key[0] is None:
 
1410
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1411
            if len(key) != self._key_length:
 
1412
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1413
            # find what it refers to:
 
1414
            key_dict = nodes_by_key
 
1415
            elements = list(key)
 
1416
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1417
            try:
 
1418
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1419
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1420
                    elements.pop(0)
 
1421
            except KeyError:
 
1422
                # a non-existant lookup.
 
1423
                continue
 
1424
            if len(elements):
 
1425
                dicts = [key_dict]
 
1426
                while dicts:
 
1427
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1428
                    # can't be empty or would not exist
 
1429
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1430
                    if type(value) == dict:
 
1431
                        # push keys
 
1432
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1433
                    else:
 
1434
                        # yield keys
 
1435
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1436
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1437
                            # ready to yield.
 
1438
                            yield (self, ) + value
 
1439
            else:
 
1440
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1441
                yield (self, ) + key_dict
 
1442
 
 
1443
    def key_count(self):
 
1444
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1445
 
 
1446
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1447
        header.
 
1448
        """
 
1449
        if self._key_count is None:
 
1450
            self._get_root_node()
 
1451
        return self._key_count
 
1452
 
 
1453
    def _compute_row_offsets(self):
 
1454
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1455
        offsets = []
 
1456
        row_offset = 0
 
1457
        for row in self._row_lengths:
 
1458
            offsets.append(row_offset)
 
1459
            row_offset += row
 
1460
        offsets.append(row_offset)
 
1461
        self._row_offsets = offsets
 
1462
 
 
1463
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1464
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1465
 
 
1466
        :param bytes: The data to parse.
 
1467
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1468
            data. (which may be of length 0).
 
1469
        """
 
1470
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1471
        if not signature == self._signature():
 
1472
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1473
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1474
        options_line = lines[0]
 
1475
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1476
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1477
        try:
 
1478
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1479
        except ValueError:
 
1480
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1481
        options_line = lines[1]
 
1482
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1483
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1484
        try:
 
1485
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1486
        except ValueError:
 
1487
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1488
        options_line = lines[2]
 
1489
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1490
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1491
        try:
 
1492
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1493
        except ValueError:
 
1494
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1495
        options_line = lines[3]
 
1496
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1497
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1498
        try:
 
1499
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1500
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1501
                if len(length)])
 
1502
        except ValueError:
 
1503
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1504
        self._compute_row_offsets()
 
1505
 
 
1506
        # calculate the bytes we have processed
 
1507
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1508
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1509
 
 
1510
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1511
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1512
 
 
1513
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1514
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1515
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1516
        a read may improve performance.
 
1517
 
 
1518
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1519
        :return: None
 
1520
        """
 
1521
        # may be the byte string of the whole file
 
1522
        bytes = None
 
1523
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1524
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1525
        ranges = []
 
1526
        base_offset = self._base_offset
 
1527
        for index in nodes:
 
1528
            offset = (index * _PAGE_SIZE)
 
1529
            size = _PAGE_SIZE
 
1530
            if index == 0:
 
1531
                # Root node - special case
 
1532
                if self._size:
 
1533
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1534
                else:
 
1535
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1536
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1537
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1538
                    num_bytes = len(bytes)
 
1539
                    self._size = num_bytes - base_offset
 
1540
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1541
                    ranges = [(start, min(_PAGE_SIZE, num_bytes - start))
 
1542
                        for start in xrange(base_offset, num_bytes, _PAGE_SIZE)]
 
1543
                    break
 
1544
            else:
 
1545
                if offset > self._size:
 
1546
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1547
                                         ' of the file %s > %s'
 
1548
                                         % (offset, self._size))
 
1549
                size = min(size, self._size - offset)
 
1550
            ranges.append((base_offset + offset, size))
 
1551
        if not ranges:
 
1552
            return
 
1553
        elif bytes is not None:
 
1554
            # already have the whole file
 
1555
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+size])
 
1556
                           for start, size in ranges]
 
1557
        elif self._file is None:
 
1558
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1559
        else:
 
1560
            data_ranges = []
 
1561
            for offset, size in ranges:
 
1562
                self._file.seek(offset)
 
1563
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1564
        for offset, data in data_ranges:
 
1565
            offset -= base_offset
 
1566
            if offset == 0:
 
1567
                # extract the header
 
1568
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1569
                if len(data) == 0:
 
1570
                    continue
 
1571
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1572
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1573
                node = self._leaf_factory(bytes, self._key_length,
 
1574
                                          self.node_ref_lists)
 
1575
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1576
                node = _InternalNode(bytes)
 
1577
            else:
 
1578
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1579
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1580
 
 
1581
    def _signature(self):
 
1582
        """The file signature for this index type."""
 
1583
        return _BTSIGNATURE
 
1584
 
 
1585
    def validate(self):
 
1586
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1587
        # just read and parse every node.
 
1588
        self._get_root_node()
 
1589
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1590
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1591
        else:
 
1592
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1593
            start_node = 1
 
1594
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1595
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1596
            pass
 
1597
 
 
1598
 
 
1599
_gcchk_factory = _LeafNode
 
1600
 
 
1601
try:
 
1602
    from bzrlib import _btree_serializer_pyx as _btree_serializer
 
1603
    _gcchk_factory = _btree_serializer._parse_into_chk
 
1604
except ImportError, e:
 
1605
    osutils.failed_to_load_extension(e)
 
1606
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer