~bzr-pqm/bzr/bzr.dev

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/_groupcompress_py.py

  • Committer: Jelmer Vernooij
  • Date: 2011-12-19 13:23:58 UTC
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 6386.
  • Revision ID: jelmer@canonical.com-20111219132358-uvs5a6y92gomzacd
Move importing from future until after doc string, otherwise the doc string will disappear.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2009 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
"""Python version of compiled extensions for doing compression.
 
18
 
 
19
We separate the implementation from the groupcompress.py to avoid importing
 
20
useless stuff.
 
21
"""
 
22
 
 
23
from __future__ import absolute_import
 
24
 
 
25
from bzrlib import osutils
 
26
 
 
27
 
 
28
class _OutputHandler(object):
 
29
    """A simple class which just tracks how to split up an insert request."""
 
30
 
 
31
    def __init__(self, out_lines, index_lines, min_len_to_index):
 
32
        self.out_lines = out_lines
 
33
        self.index_lines = index_lines
 
34
        self.min_len_to_index = min_len_to_index
 
35
        self.cur_insert_lines = []
 
36
        self.cur_insert_len = 0
 
37
 
 
38
    def add_copy(self, start_byte, end_byte):
 
39
        # The data stream allows >64kB in a copy, but to match the compiled
 
40
        # code, we will also limit it to a 64kB copy
 
41
        for start_byte in xrange(start_byte, end_byte, 64*1024):
 
42
            num_bytes = min(64*1024, end_byte - start_byte)
 
43
            copy_bytes = encode_copy_instruction(start_byte, num_bytes)
 
44
            self.out_lines.append(copy_bytes)
 
45
            self.index_lines.append(False)
 
46
 
 
47
    def _flush_insert(self):
 
48
        if not self.cur_insert_lines:
 
49
            return
 
50
        if self.cur_insert_len > 127:
 
51
            raise AssertionError('We cannot insert more than 127 bytes'
 
52
                                 ' at a time.')
 
53
        self.out_lines.append(chr(self.cur_insert_len))
 
54
        self.index_lines.append(False)
 
55
        self.out_lines.extend(self.cur_insert_lines)
 
56
        if self.cur_insert_len < self.min_len_to_index:
 
57
            self.index_lines.extend([False]*len(self.cur_insert_lines))
 
58
        else:
 
59
            self.index_lines.extend([True]*len(self.cur_insert_lines))
 
60
        self.cur_insert_lines = []
 
61
        self.cur_insert_len = 0
 
62
 
 
63
    def _insert_long_line(self, line):
 
64
        # Flush out anything pending
 
65
        self._flush_insert()
 
66
        line_len = len(line)
 
67
        for start_index in xrange(0, line_len, 127):
 
68
            next_len = min(127, line_len - start_index)
 
69
            self.out_lines.append(chr(next_len))
 
70
            self.index_lines.append(False)
 
71
            self.out_lines.append(line[start_index:start_index+next_len])
 
72
            # We don't index long lines, because we won't be able to match
 
73
            # a line split across multiple inserts anway
 
74
            self.index_lines.append(False)
 
75
 
 
76
    def add_insert(self, lines):
 
77
        if self.cur_insert_lines != []:
 
78
            raise AssertionError('self.cur_insert_lines must be empty when'
 
79
                                 ' adding a new insert')
 
80
        for line in lines:
 
81
            if len(line) > 127:
 
82
                self._insert_long_line(line)
 
83
            else:
 
84
                next_len = len(line) + self.cur_insert_len
 
85
                if next_len > 127:
 
86
                    # Adding this line would overflow, so flush, and start over
 
87
                    self._flush_insert()
 
88
                    self.cur_insert_lines = [line]
 
89
                    self.cur_insert_len = len(line)
 
90
                else:
 
91
                    self.cur_insert_lines.append(line)
 
92
                    self.cur_insert_len = next_len
 
93
        self._flush_insert()
 
94
 
 
95
 
 
96
class LinesDeltaIndex(object):
 
97
    """This class indexes matches between strings.
 
98
 
 
99
    :ivar lines: The 'static' lines that will be preserved between runs.
 
100
    :ivar _matching_lines: A dict of {line:[matching offsets]}
 
101
    :ivar line_offsets: The byte offset for the end of each line, used to
 
102
        quickly map between a matching line number and the byte location
 
103
    :ivar endpoint: The total number of bytes in self.line_offsets
 
104
    """
 
105
 
 
106
    _MIN_MATCH_BYTES = 10
 
107
    _SOFT_MIN_MATCH_BYTES = 200
 
108
 
 
109
    def __init__(self, lines):
 
110
        self.lines = []
 
111
        self.line_offsets = []
 
112
        self.endpoint = 0
 
113
        self._matching_lines = {}
 
114
        self.extend_lines(lines, [True]*len(lines))
 
115
 
 
116
    def _update_matching_lines(self, new_lines, index):
 
117
        matches = self._matching_lines
 
118
        start_idx = len(self.lines)
 
119
        if len(new_lines) != len(index):
 
120
            raise AssertionError('The number of lines to be indexed does'
 
121
                ' not match the index/don\'t index flags: %d != %d'
 
122
                % (len(new_lines), len(index)))
 
123
        for idx, do_index in enumerate(index):
 
124
            if not do_index:
 
125
                continue
 
126
            line = new_lines[idx]
 
127
            try:
 
128
                matches[line].add(start_idx + idx)
 
129
            except KeyError:
 
130
                matches[line] = set([start_idx + idx])
 
131
 
 
132
    def get_matches(self, line):
 
133
        """Return the lines which match the line in right."""
 
134
        try:
 
135
            return self._matching_lines[line]
 
136
        except KeyError:
 
137
            return None
 
138
 
 
139
    def _get_longest_match(self, lines, pos):
 
140
        """Look at all matches for the current line, return the longest.
 
141
 
 
142
        :param lines: The lines we are matching against
 
143
        :param pos: The current location we care about
 
144
        :param locations: A list of lines that matched the current location.
 
145
            This may be None, but often we'll have already found matches for
 
146
            this line.
 
147
        :return: (start_in_self, start_in_lines, num_lines)
 
148
            All values are the offset in the list (aka the line number)
 
149
            If start_in_self is None, then we have no matches, and this line
 
150
            should be inserted in the target.
 
151
        """
 
152
        range_start = pos
 
153
        range_len = 0
 
154
        prev_locations = None
 
155
        max_pos = len(lines)
 
156
        matching = self._matching_lines
 
157
        while pos < max_pos:
 
158
            try:
 
159
                locations = matching[lines[pos]]
 
160
            except KeyError:
 
161
                # No more matches, just return whatever we have, but we know
 
162
                # that this last position is not going to match anything
 
163
                pos += 1
 
164
                break
 
165
            # We have a match
 
166
            if prev_locations is None:
 
167
                # This is the first match in a range
 
168
                prev_locations = locations
 
169
                range_len = 1
 
170
                locations = None # Consumed
 
171
            else:
 
172
                # We have a match started, compare to see if any of the
 
173
                # current matches can be continued
 
174
                next_locations = locations.intersection([loc + 1 for loc
 
175
                                                         in prev_locations])
 
176
                if next_locations:
 
177
                    # At least one of the regions continues to match
 
178
                    prev_locations = set(next_locations)
 
179
                    range_len += 1
 
180
                    locations = None # Consumed
 
181
                else:
 
182
                    # All current regions no longer match.
 
183
                    # This line does still match something, just not at the
 
184
                    # end of the previous matches. We will return locations
 
185
                    # so that we can avoid another _matching_lines lookup.
 
186
                    break
 
187
            pos += 1
 
188
        if prev_locations is None:
 
189
            # We have no matches, this is a pure insert
 
190
            return None, pos
 
191
        smallest = min(prev_locations)
 
192
        return (smallest - range_len + 1, range_start, range_len), pos
 
193
 
 
194
    def get_matching_blocks(self, lines, soft=False):
 
195
        """Return the ranges in lines which match self.lines.
 
196
 
 
197
        :param lines: lines to compress
 
198
        :return: A list of (old_start, new_start, length) tuples which reflect
 
199
            a region in self.lines that is present in lines.  The last element
 
200
            of the list is always (old_len, new_len, 0) to provide a end point
 
201
            for generating instructions from the matching blocks list.
 
202
        """
 
203
        # In this code, we iterate over multiple _get_longest_match calls, to
 
204
        # find the next longest copy, and possible insert regions. We then
 
205
        # convert that to the simple matching_blocks representation, since
 
206
        # otherwise inserting 10 lines in a row would show up as 10
 
207
        # instructions.
 
208
        result = []
 
209
        pos = 0
 
210
        max_pos = len(lines)
 
211
        result_append = result.append
 
212
        min_match_bytes = self._MIN_MATCH_BYTES
 
213
        if soft:
 
214
            min_match_bytes = self._SOFT_MIN_MATCH_BYTES
 
215
        while pos < max_pos:
 
216
            block, pos = self._get_longest_match(lines, pos)
 
217
            if block is not None:
 
218
                # Check to see if we match fewer than min_match_bytes. As we
 
219
                # will turn this into a pure 'insert', rather than a copy.
 
220
                # block[-1] is the number of lines. A quick check says if we
 
221
                # have more lines than min_match_bytes, then we know we have
 
222
                # enough bytes.
 
223
                if block[-1] < min_match_bytes:
 
224
                    # This block may be a 'short' block, check
 
225
                    old_start, new_start, range_len = block
 
226
                    matched_bytes = sum(map(len,
 
227
                        lines[new_start:new_start + range_len]))
 
228
                    if matched_bytes < min_match_bytes:
 
229
                        block = None
 
230
            if block is not None:
 
231
                result_append(block)
 
232
        result_append((len(self.lines), len(lines), 0))
 
233
        return result
 
234
 
 
235
    def extend_lines(self, lines, index):
 
236
        """Add more lines to the left-lines list.
 
237
 
 
238
        :param lines: A list of lines to add
 
239
        :param index: A True/False for each node to define if it should be
 
240
            indexed.
 
241
        """
 
242
        self._update_matching_lines(lines, index)
 
243
        self.lines.extend(lines)
 
244
        endpoint = self.endpoint
 
245
        for line in lines:
 
246
            endpoint += len(line)
 
247
            self.line_offsets.append(endpoint)
 
248
        if len(self.line_offsets) != len(self.lines):
 
249
            raise AssertionError('Somehow the line offset indicator'
 
250
                ' got out of sync with the line counter.')
 
251
        self.endpoint = endpoint
 
252
 
 
253
    def _flush_insert(self, start_linenum, end_linenum,
 
254
                      new_lines, out_lines, index_lines):
 
255
        """Add an 'insert' request to the data stream."""
 
256
        bytes_to_insert = ''.join(new_lines[start_linenum:end_linenum])
 
257
        insert_length = len(bytes_to_insert)
 
258
        # Each insert instruction is at most 127 bytes long
 
259
        for start_byte in xrange(0, insert_length, 127):
 
260
            insert_count = min(insert_length - start_byte, 127)
 
261
            out_lines.append(chr(insert_count))
 
262
            # Don't index the 'insert' instruction
 
263
            index_lines.append(False)
 
264
            insert = bytes_to_insert[start_byte:start_byte+insert_count]
 
265
            as_lines = osutils.split_lines(insert)
 
266
            out_lines.extend(as_lines)
 
267
            index_lines.extend([True]*len(as_lines))
 
268
 
 
269
    def _flush_copy(self, old_start_linenum, num_lines,
 
270
                    out_lines, index_lines):
 
271
        if old_start_linenum == 0:
 
272
            first_byte = 0
 
273
        else:
 
274
            first_byte = self.line_offsets[old_start_linenum - 1]
 
275
        stop_byte = self.line_offsets[old_start_linenum + num_lines - 1]
 
276
        num_bytes = stop_byte - first_byte
 
277
        # The data stream allows >64kB in a copy, but to match the compiled
 
278
        # code, we will also limit it to a 64kB copy
 
279
        for start_byte in xrange(first_byte, stop_byte, 64*1024):
 
280
            num_bytes = min(64*1024, stop_byte - start_byte)
 
281
            copy_bytes = encode_copy_instruction(start_byte, num_bytes)
 
282
            out_lines.append(copy_bytes)
 
283
            index_lines.append(False)
 
284
 
 
285
    def make_delta(self, new_lines, bytes_length=None, soft=False):
 
286
        """Compute the delta for this content versus the original content."""
 
287
        if bytes_length is None:
 
288
            bytes_length = sum(map(len, new_lines))
 
289
        # reserved for content type, content length
 
290
        out_lines = ['', '', encode_base128_int(bytes_length)]
 
291
        index_lines = [False, False, False]
 
292
        output_handler = _OutputHandler(out_lines, index_lines,
 
293
                                        self._MIN_MATCH_BYTES)
 
294
        blocks = self.get_matching_blocks(new_lines, soft=soft)
 
295
        current_line_num = 0
 
296
        # We either copy a range (while there are reusable lines) or we
 
297
        # insert new lines. To find reusable lines we traverse
 
298
        for old_start, new_start, range_len in blocks:
 
299
            if new_start != current_line_num:
 
300
                # non-matching region, insert the content
 
301
                output_handler.add_insert(new_lines[current_line_num:new_start])
 
302
            current_line_num = new_start + range_len
 
303
            if range_len:
 
304
                # Convert the line based offsets into byte based offsets
 
305
                if old_start == 0:
 
306
                    first_byte = 0
 
307
                else:
 
308
                    first_byte = self.line_offsets[old_start - 1]
 
309
                last_byte = self.line_offsets[old_start + range_len - 1]
 
310
                output_handler.add_copy(first_byte, last_byte)
 
311
        return out_lines, index_lines
 
312
 
 
313
 
 
314
def encode_base128_int(val):
 
315
    """Convert an integer into a 7-bit lsb encoding."""
 
316
    bytes = []
 
317
    count = 0
 
318
    while val >= 0x80:
 
319
        bytes.append(chr((val | 0x80) & 0xFF))
 
320
        val >>= 7
 
321
    bytes.append(chr(val))
 
322
    return ''.join(bytes)
 
323
 
 
324
 
 
325
def decode_base128_int(bytes):
 
326
    """Decode an integer from a 7-bit lsb encoding."""
 
327
    offset = 0
 
328
    val = 0
 
329
    shift = 0
 
330
    bval = ord(bytes[offset])
 
331
    while bval >= 0x80:
 
332
        val |= (bval & 0x7F) << shift
 
333
        shift += 7
 
334
        offset += 1
 
335
        bval = ord(bytes[offset])
 
336
    val |= bval << shift
 
337
    offset += 1
 
338
    return val, offset
 
339
 
 
340
 
 
341
def encode_copy_instruction(offset, length):
 
342
    """Convert this offset into a control code and bytes."""
 
343
    copy_command = 0x80
 
344
    copy_bytes = [None]
 
345
 
 
346
    for copy_bit in (0x01, 0x02, 0x04, 0x08):
 
347
        base_byte = offset & 0xff
 
348
        if base_byte:
 
349
            copy_command |= copy_bit
 
350
            copy_bytes.append(chr(base_byte))
 
351
        offset >>= 8
 
352
    if length is None:
 
353
        raise ValueError("cannot supply a length of None")
 
354
    if length > 0x10000:
 
355
        raise ValueError("we don't emit copy records for lengths > 64KiB")
 
356
    if length == 0:
 
357
        raise ValueError("We cannot emit a copy of length 0")
 
358
    if length != 0x10000:
 
359
        # A copy of length exactly 64*1024 == 0x10000 is sent as a length of 0,
 
360
        # since that saves bytes for large chained copies
 
361
        for copy_bit in (0x10, 0x20):
 
362
            base_byte = length & 0xff
 
363
            if base_byte:
 
364
                copy_command |= copy_bit
 
365
                copy_bytes.append(chr(base_byte))
 
366
            length >>= 8
 
367
    copy_bytes[0] = chr(copy_command)
 
368
    return ''.join(copy_bytes)
 
369
 
 
370
 
 
371
def decode_copy_instruction(bytes, cmd, pos):
 
372
    """Decode a copy instruction from the next few bytes.
 
373
 
 
374
    A copy instruction is a variable number of bytes, so we will parse the
 
375
    bytes we care about, and return the new position, as well as the offset and
 
376
    length referred to in the bytes.
 
377
 
 
378
    :param bytes: A string of bytes
 
379
    :param cmd: The command code
 
380
    :param pos: The position in bytes right after the copy command
 
381
    :return: (offset, length, newpos)
 
382
        The offset of the copy start, the number of bytes to copy, and the
 
383
        position after the last byte of the copy
 
384
    """
 
385
    if cmd & 0x80 != 0x80:
 
386
        raise ValueError('copy instructions must have bit 0x80 set')
 
387
    offset = 0
 
388
    length = 0
 
389
    if (cmd & 0x01):
 
390
        offset = ord(bytes[pos])
 
391
        pos += 1
 
392
    if (cmd & 0x02):
 
393
        offset = offset | (ord(bytes[pos]) << 8)
 
394
        pos += 1
 
395
    if (cmd & 0x04):
 
396
        offset = offset | (ord(bytes[pos]) << 16)
 
397
        pos += 1
 
398
    if (cmd & 0x08):
 
399
        offset = offset | (ord(bytes[pos]) << 24)
 
400
        pos += 1
 
401
    if (cmd & 0x10):
 
402
        length = ord(bytes[pos])
 
403
        pos += 1
 
404
    if (cmd & 0x20):
 
405
        length = length | (ord(bytes[pos]) << 8)
 
406
        pos += 1
 
407
    if (cmd & 0x40):
 
408
        length = length | (ord(bytes[pos]) << 16)
 
409
        pos += 1
 
410
    if length == 0:
 
411
        length = 65536
 
412
    return (offset, length, pos)
 
413
 
 
414
 
 
415
def make_delta(source_bytes, target_bytes):
 
416
    """Create a delta from source to target."""
 
417
    if type(source_bytes) is not str:
 
418
        raise TypeError('source is not a str')
 
419
    if type(target_bytes) is not str:
 
420
        raise TypeError('target is not a str')
 
421
    line_locations = LinesDeltaIndex(osutils.split_lines(source_bytes))
 
422
    delta, _ = line_locations.make_delta(osutils.split_lines(target_bytes),
 
423
                                         bytes_length=len(target_bytes))
 
424
    return ''.join(delta)
 
425
 
 
426
 
 
427
def apply_delta(basis, delta):
 
428
    """Apply delta to this object to become new_version_id."""
 
429
    if type(basis) is not str:
 
430
        raise TypeError('basis is not a str')
 
431
    if type(delta) is not str:
 
432
        raise TypeError('delta is not a str')
 
433
    target_length, pos = decode_base128_int(delta)
 
434
    lines = []
 
435
    len_delta = len(delta)
 
436
    while pos < len_delta:
 
437
        cmd = ord(delta[pos])
 
438
        pos += 1
 
439
        if cmd & 0x80:
 
440
            offset, length, pos = decode_copy_instruction(delta, cmd, pos)
 
441
            last = offset + length
 
442
            if last > len(basis):
 
443
                raise ValueError('data would copy bytes past the'
 
444
                                 'end of source')
 
445
            lines.append(basis[offset:last])
 
446
        else: # Insert of 'cmd' bytes
 
447
            if cmd == 0:
 
448
                raise ValueError('Command == 0 not supported yet')
 
449
            lines.append(delta[pos:pos+cmd])
 
450
            pos += cmd
 
451
    bytes = ''.join(lines)
 
452
    if len(bytes) != target_length:
 
453
        raise ValueError('Delta claimed to be %d long, but ended up'
 
454
                         ' %d long' % (target_length, len(bytes)))
 
455
    return bytes
 
456
 
 
457
 
 
458
def apply_delta_to_source(source, delta_start, delta_end):
 
459
    """Extract a delta from source bytes, and apply it."""
 
460
    source_size = len(source)
 
461
    if delta_start >= source_size:
 
462
        raise ValueError('delta starts after source')
 
463
    if delta_end > source_size:
 
464
        raise ValueError('delta ends after source')
 
465
    if delta_start >= delta_end:
 
466
        raise ValueError('delta starts after it ends')
 
467
    delta_bytes = source[delta_start:delta_end]
 
468
    return apply_delta(source, delta_bytes)