~jelmer/ubuntu/maverick/bzr/2.2.5

« back to all changes in this revision

Viewing changes to bzrlib/btree_index.py

  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Jelmer Vernooij
  • Date: 2009-03-10 14:11:59 UTC
  • mfrom: (1.2.1 upstream) (3.1.68 jaunty)
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20090310141159-lwzzo5c1fwrtzgj4
New upstream release.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
# Copyright (C) 2008 Canonical Ltd
 
2
#
 
3
# This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
4
# it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
5
# the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 
6
# (at your option) any later version.
 
7
#
 
8
# This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
# but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
# MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
# GNU General Public License for more details.
 
12
#
 
13
# You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
# along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
# Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 
16
#
 
17
 
 
18
"""B+Tree indices"""
 
19
 
 
20
import array
 
21
import bisect
 
22
from bisect import bisect_right
 
23
from copy import deepcopy
 
24
import math
 
25
import struct
 
26
import tempfile
 
27
import zlib
 
28
 
 
29
from bzrlib import (
 
30
    chunk_writer,
 
31
    debug,
 
32
    errors,
 
33
    index,
 
34
    lru_cache,
 
35
    osutils,
 
36
    trace,
 
37
    )
 
38
from bzrlib.index import _OPTION_NODE_REFS, _OPTION_KEY_ELEMENTS, _OPTION_LEN
 
39
from bzrlib.transport import get_transport
 
40
 
 
41
 
 
42
_BTSIGNATURE = "B+Tree Graph Index 2\n"
 
43
_OPTION_ROW_LENGTHS = "row_lengths="
 
44
_LEAF_FLAG = "type=leaf\n"
 
45
_INTERNAL_FLAG = "type=internal\n"
 
46
_INTERNAL_OFFSET = "offset="
 
47
 
 
48
_RESERVED_HEADER_BYTES = 120
 
49
_PAGE_SIZE = 4096
 
50
 
 
51
# 4K per page: 4MB - 1000 entries
 
52
_NODE_CACHE_SIZE = 1000
 
53
 
 
54
 
 
55
class _BuilderRow(object):
 
56
    """The stored state accumulated while writing out a row in the index.
 
57
 
 
58
    :ivar spool: A temporary file used to accumulate nodes for this row
 
59
        in the tree.
 
60
    :ivar nodes: The count of nodes emitted so far.
 
61
    """
 
62
 
 
63
    def __init__(self):
 
64
        """Create a _BuilderRow."""
 
65
        self.nodes = 0
 
66
        self.spool = tempfile.TemporaryFile()
 
67
        self.writer = None
 
68
 
 
69
    def finish_node(self, pad=True):
 
70
        byte_lines, _, padding = self.writer.finish()
 
71
        if self.nodes == 0:
 
72
            # padded note:
 
73
            self.spool.write("\x00" * _RESERVED_HEADER_BYTES)
 
74
        skipped_bytes = 0
 
75
        if not pad and padding:
 
76
            del byte_lines[-1]
 
77
            skipped_bytes = padding
 
78
        self.spool.writelines(byte_lines)
 
79
        remainder = (self.spool.tell() + skipped_bytes) % _PAGE_SIZE
 
80
        if remainder != 0:
 
81
            raise AssertionError("incorrect node length: %d, %d"
 
82
                                 % (self.spool.tell(), remainder))
 
83
        self.nodes += 1
 
84
        self.writer = None
 
85
 
 
86
 
 
87
class _InternalBuilderRow(_BuilderRow):
 
88
    """The stored state accumulated while writing out internal rows."""
 
89
 
 
90
    def finish_node(self, pad=True):
 
91
        if not pad:
 
92
            raise AssertionError("Must pad internal nodes only.")
 
93
        _BuilderRow.finish_node(self)
 
94
 
 
95
 
 
96
class _LeafBuilderRow(_BuilderRow):
 
97
    """The stored state accumulated while writing out a leaf rows."""
 
98
 
 
99
 
 
100
class BTreeBuilder(index.GraphIndexBuilder):
 
101
    """A Builder for B+Tree based Graph indices.
 
102
 
 
103
    The resulting graph has the structure:
 
104
 
 
105
    _SIGNATURE OPTIONS NODES
 
106
    _SIGNATURE     := 'B+Tree Graph Index 1' NEWLINE
 
107
    OPTIONS        := REF_LISTS KEY_ELEMENTS LENGTH
 
108
    REF_LISTS      := 'node_ref_lists=' DIGITS NEWLINE
 
109
    KEY_ELEMENTS   := 'key_elements=' DIGITS NEWLINE
 
110
    LENGTH         := 'len=' DIGITS NEWLINE
 
111
    ROW_LENGTHS    := 'row_lengths' DIGITS (COMMA DIGITS)*
 
112
    NODES          := NODE_COMPRESSED*
 
113
    NODE_COMPRESSED:= COMPRESSED_BYTES{4096}
 
114
    NODE_RAW       := INTERNAL | LEAF
 
115
    INTERNAL       := INTERNAL_FLAG POINTERS
 
116
    LEAF           := LEAF_FLAG ROWS
 
117
    KEY_ELEMENT    := Not-whitespace-utf8
 
118
    KEY            := KEY_ELEMENT (NULL KEY_ELEMENT)*
 
119
    ROWS           := ROW*
 
120
    ROW            := KEY NULL ABSENT? NULL REFERENCES NULL VALUE NEWLINE
 
121
    ABSENT         := 'a'
 
122
    REFERENCES     := REFERENCE_LIST (TAB REFERENCE_LIST){node_ref_lists - 1}
 
123
    REFERENCE_LIST := (REFERENCE (CR REFERENCE)*)?
 
124
    REFERENCE      := KEY
 
125
    VALUE          := no-newline-no-null-bytes
 
126
    """
 
127
 
 
128
    def __init__(self, reference_lists=0, key_elements=1, spill_at=100000):
 
129
        """See GraphIndexBuilder.__init__.
 
130
 
 
131
        :param spill_at: Optional parameter controlling the maximum number
 
132
            of nodes that BTreeBuilder will hold in memory.
 
133
        """
 
134
        index.GraphIndexBuilder.__init__(self, reference_lists=reference_lists,
 
135
            key_elements=key_elements)
 
136
        self._spill_at = spill_at
 
137
        self._backing_indices = []
 
138
        # A map of {key: (node_refs, value)}
 
139
        self._nodes = {}
 
140
        # Indicate it hasn't been built yet
 
141
        self._nodes_by_key = None
 
142
        self._optimize_for_size = False
 
143
 
 
144
    def add_node(self, key, value, references=()):
 
145
        """Add a node to the index.
 
146
 
 
147
        If adding the node causes the builder to reach its spill_at threshold,
 
148
        disk spilling will be triggered.
 
149
 
 
150
        :param key: The key. keys are non-empty tuples containing
 
151
            as many whitespace-free utf8 bytestrings as the key length
 
152
            defined for this index.
 
153
        :param references: An iterable of iterables of keys. Each is a
 
154
            reference to another key.
 
155
        :param value: The value to associate with the key. It may be any
 
156
            bytes as long as it does not contain \0 or \n.
 
157
        """
 
158
        # we don't care about absent_references
 
159
        node_refs, _ = self._check_key_ref_value(key, references, value)
 
160
        if key in self._nodes:
 
161
            raise errors.BadIndexDuplicateKey(key, self)
 
162
        self._nodes[key] = (node_refs, value)
 
163
        self._keys.add(key)
 
164
        if self._nodes_by_key is not None and self._key_length > 1:
 
165
            self._update_nodes_by_key(key, value, node_refs)
 
166
        if len(self._keys) < self._spill_at:
 
167
            return
 
168
        self._spill_mem_keys_to_disk()
 
169
 
 
170
    def _spill_mem_keys_to_disk(self):
 
171
        """Write the in memory keys down to disk to cap memory consumption.
 
172
 
 
173
        If we already have some keys written to disk, we will combine them so
 
174
        as to preserve the sorted order.  The algorithm for combining uses
 
175
        powers of two.  So on the first spill, write all mem nodes into a
 
176
        single index. On the second spill, combine the mem nodes with the nodes
 
177
        on disk to create a 2x sized disk index and get rid of the first index.
 
178
        On the third spill, create a single new disk index, which will contain
 
179
        the mem nodes, and preserve the existing 2x sized index.  On the fourth,
 
180
        combine mem with the first and second indexes, creating a new one of
 
181
        size 4x. On the fifth create a single new one, etc.
 
182
        """
 
183
        iterators_to_combine = [self._iter_mem_nodes()]
 
184
        pos = -1
 
185
        for pos, backing in enumerate(self._backing_indices):
 
186
            if backing is None:
 
187
                pos -= 1
 
188
                break
 
189
            iterators_to_combine.append(backing.iter_all_entries())
 
190
        backing_pos = pos + 1
 
191
        new_backing_file, size = \
 
192
            self._write_nodes(self._iter_smallest(iterators_to_combine))
 
193
        dir_path, base_name = osutils.split(new_backing_file.name)
 
194
        # Note: The transport here isn't strictly needed, because we will use
 
195
        #       direct access to the new_backing._file object
 
196
        new_backing = BTreeGraphIndex(get_transport(dir_path),
 
197
                                      base_name, size)
 
198
        # GC will clean up the file
 
199
        new_backing._file = new_backing_file
 
200
        if len(self._backing_indices) == backing_pos:
 
201
            self._backing_indices.append(None)
 
202
        self._backing_indices[backing_pos] = new_backing
 
203
        for pos in range(backing_pos):
 
204
            self._backing_indices[pos] = None
 
205
        self._keys = set()
 
206
        self._nodes = {}
 
207
        self._nodes_by_key = None
 
208
 
 
209
    def add_nodes(self, nodes):
 
210
        """Add nodes to the index.
 
211
 
 
212
        :param nodes: An iterable of (key, node_refs, value) entries to add.
 
213
        """
 
214
        if self.reference_lists:
 
215
            for (key, value, node_refs) in nodes:
 
216
                self.add_node(key, value, node_refs)
 
217
        else:
 
218
            for (key, value) in nodes:
 
219
                self.add_node(key, value)
 
220
 
 
221
    def _iter_mem_nodes(self):
 
222
        """Iterate over the nodes held in memory."""
 
223
        nodes = self._nodes
 
224
        if self.reference_lists:
 
225
            for key in sorted(nodes):
 
226
                references, value = nodes[key]
 
227
                yield self, key, value, references
 
228
        else:
 
229
            for key in sorted(nodes):
 
230
                references, value = nodes[key]
 
231
                yield self, key, value
 
232
 
 
233
    def _iter_smallest(self, iterators_to_combine):
 
234
        if len(iterators_to_combine) == 1:
 
235
            for value in iterators_to_combine[0]:
 
236
                yield value
 
237
            return
 
238
        current_values = []
 
239
        for iterator in iterators_to_combine:
 
240
            try:
 
241
                current_values.append(iterator.next())
 
242
            except StopIteration:
 
243
                current_values.append(None)
 
244
        last = None
 
245
        while True:
 
246
            # Decorate candidates with the value to allow 2.4's min to be used.
 
247
            candidates = [(item[1][1], item) for item
 
248
                in enumerate(current_values) if item[1] is not None]
 
249
            if not len(candidates):
 
250
                return
 
251
            selected = min(candidates)
 
252
            # undecorate back to (pos, node)
 
253
            selected = selected[1]
 
254
            if last == selected[1][1]:
 
255
                raise errors.BadIndexDuplicateKey(last, self)
 
256
            last = selected[1][1]
 
257
            # Yield, with self as the index
 
258
            yield (self,) + selected[1][1:]
 
259
            pos = selected[0]
 
260
            try:
 
261
                current_values[pos] = iterators_to_combine[pos].next()
 
262
            except StopIteration:
 
263
                current_values[pos] = None
 
264
 
 
265
    def _add_key(self, string_key, line, rows):
 
266
        """Add a key to the current chunk.
 
267
 
 
268
        :param string_key: The key to add.
 
269
        :param line: The fully serialised key and value.
 
270
        """
 
271
        if rows[-1].writer is None:
 
272
            # opening a new leaf chunk;
 
273
            for pos, internal_row in enumerate(rows[:-1]):
 
274
                # flesh out any internal nodes that are needed to
 
275
                # preserve the height of the tree
 
276
                if internal_row.writer is None:
 
277
                    length = _PAGE_SIZE
 
278
                    if internal_row.nodes == 0:
 
279
                        length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
280
                    internal_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(length, 0,
 
281
                        optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
282
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
283
                    internal_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
284
                        str(rows[pos + 1].nodes) + "\n")
 
285
            # add a new leaf
 
286
            length = _PAGE_SIZE
 
287
            if rows[-1].nodes == 0:
 
288
                length -= _RESERVED_HEADER_BYTES # padded
 
289
            rows[-1].writer = chunk_writer.ChunkWriter(length,
 
290
                optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
291
            rows[-1].writer.write(_LEAF_FLAG)
 
292
        if rows[-1].writer.write(line):
 
293
            # this key did not fit in the node:
 
294
            rows[-1].finish_node()
 
295
            key_line = string_key + "\n"
 
296
            new_row = True
 
297
            for row in reversed(rows[:-1]):
 
298
                # Mark the start of the next node in the node above. If it
 
299
                # doesn't fit then propogate upwards until we find one that
 
300
                # it does fit into.
 
301
                if row.writer.write(key_line):
 
302
                    row.finish_node()
 
303
                else:
 
304
                    # We've found a node that can handle the pointer.
 
305
                    new_row = False
 
306
                    break
 
307
            # If we reached the current root without being able to mark the
 
308
            # division point, then we need a new root:
 
309
            if new_row:
 
310
                # We need a new row
 
311
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
312
                    trace.mutter('Inserting new global row.')
 
313
                new_row = _InternalBuilderRow()
 
314
                reserved_bytes = 0
 
315
                rows.insert(0, new_row)
 
316
                # This will be padded, hence the -100
 
317
                new_row.writer = chunk_writer.ChunkWriter(
 
318
                    _PAGE_SIZE - _RESERVED_HEADER_BYTES,
 
319
                    reserved_bytes,
 
320
                    optimize_for_size=self._optimize_for_size)
 
321
                new_row.writer.write(_INTERNAL_FLAG)
 
322
                new_row.writer.write(_INTERNAL_OFFSET +
 
323
                    str(rows[1].nodes - 1) + "\n")
 
324
                new_row.writer.write(key_line)
 
325
            self._add_key(string_key, line, rows)
 
326
 
 
327
    def _write_nodes(self, node_iterator):
 
328
        """Write node_iterator out as a B+Tree.
 
329
 
 
330
        :param node_iterator: An iterator of sorted nodes. Each node should
 
331
            match the output given by iter_all_entries.
 
332
        :return: A file handle for a temporary file containing a B+Tree for
 
333
            the nodes.
 
334
        """
 
335
        # The index rows - rows[0] is the root, rows[1] is the layer under it
 
336
        # etc.
 
337
        rows = []
 
338
        # forward sorted by key. In future we may consider topological sorting,
 
339
        # at the cost of table scans for direct lookup, or a second index for
 
340
        # direct lookup
 
341
        key_count = 0
 
342
        # A stack with the number of nodes of each size. 0 is the root node
 
343
        # and must always be 1 (if there are any nodes in the tree).
 
344
        self.row_lengths = []
 
345
        # Loop over all nodes adding them to the bottom row
 
346
        # (rows[-1]). When we finish a chunk in a row,
 
347
        # propogate the key that didn't fit (comes after the chunk) to the
 
348
        # row above, transitively.
 
349
        for node in node_iterator:
 
350
            if key_count == 0:
 
351
                # First key triggers the first row
 
352
                rows.append(_LeafBuilderRow())
 
353
            key_count += 1
 
354
            string_key, line = _btree_serializer._flatten_node(node,
 
355
                                    self.reference_lists)
 
356
            self._add_key(string_key, line, rows)
 
357
        for row in reversed(rows):
 
358
            pad = (type(row) != _LeafBuilderRow)
 
359
            row.finish_node(pad=pad)
 
360
        result = tempfile.NamedTemporaryFile()
 
361
        lines = [_BTSIGNATURE]
 
362
        lines.append(_OPTION_NODE_REFS + str(self.reference_lists) + '\n')
 
363
        lines.append(_OPTION_KEY_ELEMENTS + str(self._key_length) + '\n')
 
364
        lines.append(_OPTION_LEN + str(key_count) + '\n')
 
365
        row_lengths = [row.nodes for row in rows]
 
366
        lines.append(_OPTION_ROW_LENGTHS + ','.join(map(str, row_lengths)) + '\n')
 
367
        result.writelines(lines)
 
368
        position = sum(map(len, lines))
 
369
        root_row = True
 
370
        if position > _RESERVED_HEADER_BYTES:
 
371
            raise AssertionError("Could not fit the header in the"
 
372
                                 " reserved space: %d > %d"
 
373
                                 % (position, _RESERVED_HEADER_BYTES))
 
374
        # write the rows out:
 
375
        for row in rows:
 
376
            reserved = _RESERVED_HEADER_BYTES # reserved space for first node
 
377
            row.spool.flush()
 
378
            row.spool.seek(0)
 
379
            # copy nodes to the finalised file.
 
380
            # Special case the first node as it may be prefixed
 
381
            node = row.spool.read(_PAGE_SIZE)
 
382
            result.write(node[reserved:])
 
383
            result.write("\x00" * (reserved - position))
 
384
            position = 0 # Only the root row actually has an offset
 
385
            copied_len = osutils.pumpfile(row.spool, result)
 
386
            if copied_len != (row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE:
 
387
                if type(row) != _LeafBuilderRow:
 
388
                    raise AssertionError("Incorrect amount of data copied"
 
389
                        " expected: %d, got: %d"
 
390
                        % ((row.nodes - 1) * _PAGE_SIZE,
 
391
                           copied_len))
 
392
        result.flush()
 
393
        size = result.tell()
 
394
        result.seek(0)
 
395
        return result, size
 
396
 
 
397
    def finish(self):
 
398
        """Finalise the index.
 
399
 
 
400
        :return: A file handle for a temporary file containing the nodes added
 
401
            to the index.
 
402
        """
 
403
        return self._write_nodes(self.iter_all_entries())[0]
 
404
 
 
405
    def iter_all_entries(self):
 
406
        """Iterate over all keys within the index
 
407
 
 
408
        :return: An iterable of (index, key, reference_lists, value). There is no
 
409
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
410
            efficient order for the index (in this case dictionary hash order).
 
411
        """
 
412
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
413
            trace.mutter_callsite(3,
 
414
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
415
        # Doing serial rather than ordered would be faster; but this shouldn't
 
416
        # be getting called routinely anyway.
 
417
        iterators = [self._iter_mem_nodes()]
 
418
        for backing in self._backing_indices:
 
419
            if backing is not None:
 
420
                iterators.append(backing.iter_all_entries())
 
421
        if len(iterators) == 1:
 
422
            return iterators[0]
 
423
        return self._iter_smallest(iterators)
 
424
 
 
425
    def iter_entries(self, keys):
 
426
        """Iterate over keys within the index.
 
427
 
 
428
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
429
        :return: An iterable of (index, key, value, reference_lists). There is no
 
430
            defined order for the result iteration - it will be in the most
 
431
            efficient order for the index (keys iteration order in this case).
 
432
        """
 
433
        keys = set(keys)
 
434
        local_keys = keys.intersection(self._keys)
 
435
        if self.reference_lists:
 
436
            for key in local_keys:
 
437
                node = self._nodes[key]
 
438
                yield self, key, node[1], node[0]
 
439
        else:
 
440
            for key in local_keys:
 
441
                node = self._nodes[key]
 
442
                yield self, key, node[1]
 
443
        # Find things that are in backing indices that have not been handled
 
444
        # yet.
 
445
        if not self._backing_indices:
 
446
            return # We won't find anything there either
 
447
        # Remove all of the keys that we found locally
 
448
        keys.difference_update(local_keys)
 
449
        for backing in self._backing_indices:
 
450
            if backing is None:
 
451
                continue
 
452
            if not keys:
 
453
                return
 
454
            for node in backing.iter_entries(keys):
 
455
                keys.remove(node[1])
 
456
                yield (self,) + node[1:]
 
457
 
 
458
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
459
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
460
 
 
461
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
462
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
463
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
464
        only the former key is returned.
 
465
 
 
466
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
467
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
468
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
469
            The first element cannot be 'None'.
 
470
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
471
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
472
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
473
            returned.
 
474
        """
 
475
        # XXX: To much duplication with the GraphIndex class; consider finding
 
476
        # a good place to pull out the actual common logic.
 
477
        keys = set(keys)
 
478
        if not keys:
 
479
            return
 
480
        for backing in self._backing_indices:
 
481
            if backing is None:
 
482
                continue
 
483
            for node in backing.iter_entries_prefix(keys):
 
484
                yield (self,) + node[1:]
 
485
        if self._key_length == 1:
 
486
            for key in keys:
 
487
                # sanity check
 
488
                if key[0] is None:
 
489
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
490
                if len(key) != self._key_length:
 
491
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
492
                try:
 
493
                    node = self._nodes[key]
 
494
                except KeyError:
 
495
                    continue
 
496
                if self.reference_lists:
 
497
                    yield self, key, node[1], node[0]
 
498
                else:
 
499
                    yield self, key, node[1]
 
500
            return
 
501
        for key in keys:
 
502
            # sanity check
 
503
            if key[0] is None:
 
504
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
505
            if len(key) != self._key_length:
 
506
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
507
            # find what it refers to:
 
508
            key_dict = self._get_nodes_by_key()
 
509
            elements = list(key)
 
510
            # find the subdict to return
 
511
            try:
 
512
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
513
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
514
                    elements.pop(0)
 
515
            except KeyError:
 
516
                # a non-existant lookup.
 
517
                continue
 
518
            if len(elements):
 
519
                dicts = [key_dict]
 
520
                while dicts:
 
521
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
522
                    # can't be empty or would not exist
 
523
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
524
                    if type(value) == dict:
 
525
                        # push keys
 
526
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
527
                    else:
 
528
                        # yield keys
 
529
                        for value in key_dict.itervalues():
 
530
                            yield (self, ) + value
 
531
            else:
 
532
                yield (self, ) + key_dict
 
533
 
 
534
    def _get_nodes_by_key(self):
 
535
        if self._nodes_by_key is None:
 
536
            nodes_by_key = {}
 
537
            if self.reference_lists:
 
538
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
539
                    key_dict = nodes_by_key
 
540
                    for subkey in key[:-1]:
 
541
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
542
                    key_dict[key[-1]] = key, value, references
 
543
            else:
 
544
                for key, (references, value) in self._nodes.iteritems():
 
545
                    key_dict = nodes_by_key
 
546
                    for subkey in key[:-1]:
 
547
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
548
                    key_dict[key[-1]] = key, value
 
549
            self._nodes_by_key = nodes_by_key
 
550
        return self._nodes_by_key
 
551
 
 
552
    def key_count(self):
 
553
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
554
 
 
555
        For InMemoryGraphIndex the estimate is exact.
 
556
        """
 
557
        return len(self._keys) + sum(backing.key_count() for backing in
 
558
            self._backing_indices if backing is not None)
 
559
 
 
560
    def validate(self):
 
561
        """In memory index's have no known corruption at the moment."""
 
562
 
 
563
 
 
564
class _LeafNode(object):
 
565
    """A leaf node for a serialised B+Tree index."""
 
566
 
 
567
    def __init__(self, bytes, key_length, ref_list_length):
 
568
        """Parse bytes to create a leaf node object."""
 
569
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
570
        self.keys = dict(_btree_serializer._parse_leaf_lines(bytes,
 
571
            key_length, ref_list_length))
 
572
 
 
573
 
 
574
class _InternalNode(object):
 
575
    """An internal node for a serialised B+Tree index."""
 
576
 
 
577
    def __init__(self, bytes):
 
578
        """Parse bytes to create an internal node object."""
 
579
        # splitlines mangles the \r delimiters.. don't use it.
 
580
        self.keys = self._parse_lines(bytes.split('\n'))
 
581
 
 
582
    def _parse_lines(self, lines):
 
583
        nodes = []
 
584
        self.offset = int(lines[1][7:])
 
585
        for line in lines[2:]:
 
586
            if line == '':
 
587
                break
 
588
            nodes.append(tuple(line.split('\0')))
 
589
        return nodes
 
590
 
 
591
 
 
592
class BTreeGraphIndex(object):
 
593
    """Access to nodes via the standard GraphIndex interface for B+Tree's.
 
594
 
 
595
    Individual nodes are held in a LRU cache. This holds the root node in
 
596
    memory except when very large walks are done.
 
597
    """
 
598
 
 
599
    def __init__(self, transport, name, size):
 
600
        """Create a B+Tree index object on the index name.
 
601
 
 
602
        :param transport: The transport to read data for the index from.
 
603
        :param name: The file name of the index on transport.
 
604
        :param size: Optional size of the index in bytes. This allows
 
605
            compatibility with the GraphIndex API, as well as ensuring that
 
606
            the initial read (to read the root node header) can be done
 
607
            without over-reading even on empty indices, and on small indices
 
608
            allows single-IO to read the entire index.
 
609
        """
 
610
        self._transport = transport
 
611
        self._name = name
 
612
        self._size = size
 
613
        self._file = None
 
614
        self._recommended_pages = self._compute_recommended_pages()
 
615
        self._root_node = None
 
616
        # Default max size is 100,000 leave values
 
617
        self._leaf_value_cache = None # lru_cache.LRUCache(100*1000)
 
618
        self._leaf_node_cache = lru_cache.LRUCache(_NODE_CACHE_SIZE)
 
619
        self._internal_node_cache = lru_cache.LRUCache()
 
620
        self._key_count = None
 
621
        self._row_lengths = None
 
622
        self._row_offsets = None # Start of each row, [-1] is the end
 
623
 
 
624
    def __eq__(self, other):
 
625
        """Equal when self and other were created with the same parameters."""
 
626
        return (
 
627
            type(self) == type(other) and
 
628
            self._transport == other._transport and
 
629
            self._name == other._name and
 
630
            self._size == other._size)
 
631
 
 
632
    def __ne__(self, other):
 
633
        return not self.__eq__(other)
 
634
 
 
635
    def _get_and_cache_nodes(self, nodes):
 
636
        """Read nodes and cache them in the lru.
 
637
 
 
638
        The nodes list supplied is sorted and then read from disk, each node
 
639
        being inserted it into the _node_cache.
 
640
 
 
641
        Note: Asking for more nodes than the _node_cache can contain will
 
642
        result in some of the results being immediately discarded, to prevent
 
643
        this an assertion is raised if more nodes are asked for than are
 
644
        cachable.
 
645
 
 
646
        :return: A dict of {node_pos: node}
 
647
        """
 
648
        found = {}
 
649
        start_of_leaves = None
 
650
        for node_pos, node in self._read_nodes(sorted(nodes)):
 
651
            if node_pos == 0: # Special case
 
652
                self._root_node = node
 
653
            else:
 
654
                if start_of_leaves is None:
 
655
                    start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
656
                if node_pos < start_of_leaves:
 
657
                    self._internal_node_cache.add(node_pos, node)
 
658
                else:
 
659
                    self._leaf_node_cache.add(node_pos, node)
 
660
            found[node_pos] = node
 
661
        return found
 
662
 
 
663
    def _compute_recommended_pages(self):
 
664
        """Convert transport's recommended_page_size into btree pages.
 
665
 
 
666
        recommended_page_size is in bytes, we want to know how many _PAGE_SIZE
 
667
        pages fit in that length.
 
668
        """
 
669
        recommended_read = self._transport.recommended_page_size()
 
670
        recommended_pages = int(math.ceil(recommended_read /
 
671
                                          float(_PAGE_SIZE)))
 
672
        return recommended_pages
 
673
 
 
674
    def _compute_total_pages_in_index(self):
 
675
        """How many pages are in the index.
 
676
 
 
677
        If we have read the header we will use the value stored there.
 
678
        Otherwise it will be computed based on the length of the index.
 
679
        """
 
680
        if self._size is None:
 
681
            raise AssertionError('_compute_total_pages_in_index should not be'
 
682
                                 ' called when self._size is None')
 
683
        if self._root_node is not None:
 
684
            # This is the number of pages as defined by the header
 
685
            return self._row_offsets[-1]
 
686
        # This is the number of pages as defined by the size of the index. They
 
687
        # should be indentical.
 
688
        total_pages = int(math.ceil(self._size / float(_PAGE_SIZE)))
 
689
        return total_pages
 
690
 
 
691
    def _expand_offsets(self, offsets):
 
692
        """Find extra pages to download.
 
693
 
 
694
        The idea is that we always want to make big-enough requests (like 64kB
 
695
        for http), so that we don't waste round trips. So given the entries
 
696
        that we already have cached and the new pages being downloaded figure
 
697
        out what other pages we might want to read.
 
698
 
 
699
        See also doc/developers/btree_index_prefetch.txt for more details.
 
700
 
 
701
        :param offsets: The offsets to be read
 
702
        :return: A list of offsets to download
 
703
        """
 
704
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
705
            trace.mutter('expanding: %s\toffsets: %s', self._name, offsets)
 
706
 
 
707
        if len(offsets) >= self._recommended_pages:
 
708
            # Don't add more, we are already requesting more than enough
 
709
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
710
                trace.mutter('  not expanding large request (%s >= %s)',
 
711
                             len(offsets), self._recommended_pages)
 
712
            return offsets
 
713
        if self._size is None:
 
714
            # Don't try anything, because we don't know where the file ends
 
715
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
716
                trace.mutter('  not expanding without knowing index size')
 
717
            return offsets
 
718
        total_pages = self._compute_total_pages_in_index()
 
719
        cached_offsets = self._get_offsets_to_cached_pages()
 
720
        # If reading recommended_pages would read the rest of the index, just
 
721
        # do so.
 
722
        if total_pages - len(cached_offsets) <= self._recommended_pages:
 
723
            # Read whatever is left
 
724
            if cached_offsets:
 
725
                expanded = [x for x in xrange(total_pages)
 
726
                               if x not in cached_offsets]
 
727
            else:
 
728
                expanded = range(total_pages)
 
729
            if 'index' in debug.debug_flags:
 
730
                trace.mutter('  reading all unread pages: %s', expanded)
 
731
            return expanded
 
732
 
 
733
        if self._root_node is None:
 
734
            # ATM on the first read of the root node of a large index, we don't
 
735
            # bother pre-reading any other pages. This is because the
 
736
            # likelyhood of actually reading interesting pages is very low.
 
737
            # See doc/developers/btree_index_prefetch.txt for a discussion, and
 
738
            # a possible implementation when we are guessing that the second
 
739
            # layer index is small
 
740
            final_offsets = offsets
 
741
        else:
 
742
            tree_depth = len(self._row_lengths)
 
743
            if len(cached_offsets) < tree_depth and len(offsets) == 1:
 
744
                # We haven't read enough to justify expansion
 
745
                # If we are only going to read the root node, and 1 leaf node,
 
746
                # then it isn't worth expanding our request. Once we've read at
 
747
                # least 2 nodes, then we are probably doing a search, and we
 
748
                # start expanding our requests.
 
749
                if 'index' in debug.debug_flags:
 
750
                    trace.mutter('  not expanding on first reads')
 
751
                return offsets
 
752
            final_offsets = self._expand_to_neighbors(offsets, cached_offsets,
 
753
                                                      total_pages)
 
754
 
 
755
        final_offsets = sorted(final_offsets)
 
756
        if 'index' in debug.debug_flags:
 
757
            trace.mutter('expanded:  %s', final_offsets)
 
758
        return final_offsets
 
759
 
 
760
    def _expand_to_neighbors(self, offsets, cached_offsets, total_pages):
 
761
        """Expand requests to neighbors until we have enough pages.
 
762
 
 
763
        This is called from _expand_offsets after policy has determined that we
 
764
        want to expand.
 
765
        We only want to expand requests within a given layer. We cheat a little
 
766
        bit and assume all requests will be in the same layer. This is true
 
767
        given the current design, but if it changes this algorithm may perform
 
768
        oddly.
 
769
 
 
770
        :param offsets: requested offsets
 
771
        :param cached_offsets: offsets for pages we currently have cached
 
772
        :return: A set() of offsets after expansion
 
773
        """
 
774
        final_offsets = set(offsets)
 
775
        first = end = None
 
776
        new_tips = set(final_offsets)
 
777
        while len(final_offsets) < self._recommended_pages and new_tips:
 
778
            next_tips = set()
 
779
            for pos in new_tips:
 
780
                if first is None:
 
781
                    first, end = self._find_layer_first_and_end(pos)
 
782
                previous = pos - 1
 
783
                if (previous > 0
 
784
                    and previous not in cached_offsets
 
785
                    and previous not in final_offsets
 
786
                    and previous >= first):
 
787
                    next_tips.add(previous)
 
788
                after = pos + 1
 
789
                if (after < total_pages
 
790
                    and after not in cached_offsets
 
791
                    and after not in final_offsets
 
792
                    and after < end):
 
793
                    next_tips.add(after)
 
794
                # This would keep us from going bigger than
 
795
                # recommended_pages by only expanding the first offsets.
 
796
                # However, if we are making a 'wide' request, it is
 
797
                # reasonable to expand all points equally.
 
798
                # if len(final_offsets) > recommended_pages:
 
799
                #     break
 
800
            final_offsets.update(next_tips)
 
801
            new_tips = next_tips
 
802
        return final_offsets
 
803
 
 
804
    def external_references(self, ref_list_num):
 
805
        if self._root_node is None:
 
806
            self._get_root_node()
 
807
        if ref_list_num + 1 > self.node_ref_lists:
 
808
            raise ValueError('No ref list %d, index has %d ref lists'
 
809
                % (ref_list_num, self.node_ref_lists))
 
810
        keys = set()
 
811
        refs = set()
 
812
        for node in self.iter_all_entries():
 
813
            keys.add(node[1])
 
814
            refs.update(node[3][ref_list_num])
 
815
        return refs - keys
 
816
 
 
817
    def _find_layer_first_and_end(self, offset):
 
818
        """Find the start/stop nodes for the layer corresponding to offset.
 
819
 
 
820
        :return: (first, end)
 
821
            first is the first node in this layer
 
822
            end is the first node of the next layer
 
823
        """
 
824
        first = end = 0
 
825
        for roffset in self._row_offsets:
 
826
            first = end
 
827
            end = roffset
 
828
            if offset < roffset:
 
829
                break
 
830
        return first, end
 
831
 
 
832
    def _get_offsets_to_cached_pages(self):
 
833
        """Determine what nodes we already have cached."""
 
834
        cached_offsets = set(self._internal_node_cache.keys())
 
835
        cached_offsets.update(self._leaf_node_cache.keys())
 
836
        if self._root_node is not None:
 
837
            cached_offsets.add(0)
 
838
        return cached_offsets
 
839
 
 
840
    def _get_root_node(self):
 
841
        if self._root_node is None:
 
842
            # We may not have a root node yet
 
843
            self._get_internal_nodes([0])
 
844
        return self._root_node
 
845
 
 
846
    def _get_nodes(self, cache, node_indexes):
 
847
        found = {}
 
848
        needed = []
 
849
        for idx in node_indexes:
 
850
            if idx == 0 and self._root_node is not None:
 
851
                found[0] = self._root_node
 
852
                continue
 
853
            try:
 
854
                found[idx] = cache[idx]
 
855
            except KeyError:
 
856
                needed.append(idx)
 
857
        if not needed:
 
858
            return found
 
859
        needed = self._expand_offsets(needed)
 
860
        found.update(self._get_and_cache_nodes(needed))
 
861
        return found
 
862
 
 
863
    def _get_internal_nodes(self, node_indexes):
 
864
        """Get a node, from cache or disk.
 
865
 
 
866
        After getting it, the node will be cached.
 
867
        """
 
868
        return self._get_nodes(self._internal_node_cache, node_indexes)
 
869
 
 
870
    def _cache_leaf_values(self, nodes):
 
871
        """Cache directly from key => value, skipping the btree."""
 
872
        if self._leaf_value_cache is not None:
 
873
            for node in nodes.itervalues():
 
874
                for key, value in node.keys.iteritems():
 
875
                    if key in self._leaf_value_cache:
 
876
                        # Don't add the rest of the keys, we've seen this node
 
877
                        # before.
 
878
                        break
 
879
                    self._leaf_value_cache[key] = value
 
880
 
 
881
    def _get_leaf_nodes(self, node_indexes):
 
882
        """Get a bunch of nodes, from cache or disk."""
 
883
        found = self._get_nodes(self._leaf_node_cache, node_indexes)
 
884
        self._cache_leaf_values(found)
 
885
        return found
 
886
 
 
887
    def iter_all_entries(self):
 
888
        """Iterate over all keys within the index.
 
889
 
 
890
        :return: An iterable of (index, key, value) or (index, key, value, reference_lists).
 
891
            The former tuple is used when there are no reference lists in the
 
892
            index, making the API compatible with simple key:value index types.
 
893
            There is no defined order for the result iteration - it will be in
 
894
            the most efficient order for the index.
 
895
        """
 
896
        if 'evil' in debug.debug_flags:
 
897
            trace.mutter_callsite(3,
 
898
                "iter_all_entries scales with size of history.")
 
899
        if not self.key_count():
 
900
            return
 
901
        if self._row_offsets[-1] == 1:
 
902
            # There is only the root node, and we read that via key_count()
 
903
            if self.node_ref_lists:
 
904
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
905
                    yield (self, key, value, refs)
 
906
            else:
 
907
                for key, (value, refs) in sorted(self._root_node.keys.items()):
 
908
                    yield (self, key, value)
 
909
            return
 
910
        start_of_leaves = self._row_offsets[-2]
 
911
        end_of_leaves = self._row_offsets[-1]
 
912
        needed_offsets = range(start_of_leaves, end_of_leaves)
 
913
        if needed_offsets == [0]:
 
914
            # Special case when we only have a root node, as we have already
 
915
            # read everything
 
916
            nodes = [(0, self._root_node)]
 
917
        else:
 
918
            nodes = self._read_nodes(needed_offsets)
 
919
        # We iterate strictly in-order so that we can use this function
 
920
        # for spilling index builds to disk.
 
921
        if self.node_ref_lists:
 
922
            for _, node in nodes:
 
923
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
924
                    yield (self, key, value, refs)
 
925
        else:
 
926
            for _, node in nodes:
 
927
                for key, (value, refs) in sorted(node.keys.items()):
 
928
                    yield (self, key, value)
 
929
 
 
930
    @staticmethod
 
931
    def _multi_bisect_right(in_keys, fixed_keys):
 
932
        """Find the positions where each 'in_key' would fit in fixed_keys.
 
933
 
 
934
        This is equivalent to doing "bisect_right" on each in_key into
 
935
        fixed_keys
 
936
 
 
937
        :param in_keys: A sorted list of keys to match with fixed_keys
 
938
        :param fixed_keys: A sorted list of keys to match against
 
939
        :return: A list of (integer position, [key list]) tuples.
 
940
        """
 
941
        if not in_keys:
 
942
            return []
 
943
        if not fixed_keys:
 
944
            # no pointers in the fixed_keys list, which means everything must
 
945
            # fall to the left.
 
946
            return [(0, in_keys)]
 
947
 
 
948
        # TODO: Iterating both lists will generally take M + N steps
 
949
        #       Bisecting each key will generally take M * log2 N steps.
 
950
        #       If we had an efficient way to compare, we could pick the method
 
951
        #       based on which has the fewer number of steps.
 
952
        #       There is also the argument that bisect_right is a compiled
 
953
        #       function, so there is even more to be gained.
 
954
        # iter_steps = len(in_keys) + len(fixed_keys)
 
955
        # bisect_steps = len(in_keys) * math.log(len(fixed_keys), 2)
 
956
        if len(in_keys) == 1: # Bisect will always be faster for M = 1
 
957
            return [(bisect_right(fixed_keys, in_keys[0]), in_keys)]
 
958
        # elif bisect_steps < iter_steps:
 
959
        #     offsets = {}
 
960
        #     for key in in_keys:
 
961
        #         offsets.setdefault(bisect_right(fixed_keys, key),
 
962
        #                            []).append(key)
 
963
        #     return [(o, offsets[o]) for o in sorted(offsets)]
 
964
        in_keys_iter = iter(in_keys)
 
965
        fixed_keys_iter = enumerate(fixed_keys)
 
966
        cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
967
        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
968
 
 
969
        class InputDone(Exception): pass
 
970
        class FixedDone(Exception): pass
 
971
 
 
972
        output = []
 
973
        cur_out = []
 
974
 
 
975
        # TODO: Another possibility is that rather than iterating on each side,
 
976
        #       we could use a combination of bisecting and iterating. For
 
977
        #       example, while cur_in_key < fixed_key, bisect to find its
 
978
        #       point, then iterate all matching keys, then bisect (restricted
 
979
        #       to only the remainder) for the next one, etc.
 
980
        try:
 
981
            while True:
 
982
                if cur_in_key < cur_fixed_key:
 
983
                    cur_keys = []
 
984
                    cur_out = (cur_fixed_offset, cur_keys)
 
985
                    output.append(cur_out)
 
986
                    while cur_in_key < cur_fixed_key:
 
987
                        cur_keys.append(cur_in_key)
 
988
                        try:
 
989
                            cur_in_key = in_keys_iter.next()
 
990
                        except StopIteration:
 
991
                            raise InputDone
 
992
                    # At this point cur_in_key must be >= cur_fixed_key
 
993
                # step the cur_fixed_key until we pass the cur key, or walk off
 
994
                # the end
 
995
                while cur_in_key >= cur_fixed_key:
 
996
                    try:
 
997
                        cur_fixed_offset, cur_fixed_key = fixed_keys_iter.next()
 
998
                    except StopIteration:
 
999
                        raise FixedDone
 
1000
        except InputDone:
 
1001
            # We consumed all of the input, nothing more to do
 
1002
            pass
 
1003
        except FixedDone:
 
1004
            # There was some input left, but we consumed all of fixed, so we
 
1005
            # have to add one more for the tail
 
1006
            cur_keys = [cur_in_key]
 
1007
            cur_keys.extend(in_keys_iter)
 
1008
            cur_out = (len(fixed_keys), cur_keys)
 
1009
            output.append(cur_out)
 
1010
        return output
 
1011
 
 
1012
    def iter_entries(self, keys):
 
1013
        """Iterate over keys within the index.
 
1014
 
 
1015
        :param keys: An iterable providing the keys to be retrieved.
 
1016
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1017
            keys supplied. No additional keys will be returned, and every
 
1018
            key supplied that is in the index will be returned.
 
1019
        """
 
1020
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1021
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1022
        # large queries are being made.
 
1023
        # However, now that we are doing multi-way bisecting, we need the keys
 
1024
        # in sorted order anyway. We could change the multi-way code to not
 
1025
        # require sorted order. (For example, it bisects for the first node,
 
1026
        # does an in-order search until a key comes before the current point,
 
1027
        # which it then bisects for, etc.)
 
1028
        keys = frozenset(keys)
 
1029
        if not keys:
 
1030
            return
 
1031
 
 
1032
        if not self.key_count():
 
1033
            return
 
1034
 
 
1035
        needed_keys = []
 
1036
        if self._leaf_value_cache is None:
 
1037
            needed_keys = keys
 
1038
        else:
 
1039
            for key in keys:
 
1040
                value = self._leaf_value_cache.get(key, None)
 
1041
                if value is not None:
 
1042
                    # This key is known not to be here, skip it
 
1043
                    value, refs = value
 
1044
                    if self.node_ref_lists:
 
1045
                        yield (self, key, value, refs)
 
1046
                    else:
 
1047
                        yield (self, key, value)
 
1048
                else:
 
1049
                    needed_keys.append(key)
 
1050
 
 
1051
        last_key = None
 
1052
        needed_keys = keys
 
1053
        if not needed_keys:
 
1054
            return
 
1055
        # 6 seconds spent in miss_torture using the sorted() line.
 
1056
        # Even with out of order disk IO it seems faster not to sort it when
 
1057
        # large queries are being made.
 
1058
        needed_keys = sorted(needed_keys)
 
1059
 
 
1060
        nodes_and_keys = [(0, needed_keys)]
 
1061
 
 
1062
        for row_pos, next_row_start in enumerate(self._row_offsets[1:-1]):
 
1063
            node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
1064
            nodes = self._get_internal_nodes(node_indexes)
 
1065
 
 
1066
            next_nodes_and_keys = []
 
1067
            for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1068
                node = nodes[node_index]
 
1069
                positions = self._multi_bisect_right(sub_keys, node.keys)
 
1070
                node_offset = next_row_start + node.offset
 
1071
                next_nodes_and_keys.extend([(node_offset + pos, s_keys)
 
1072
                                           for pos, s_keys in positions])
 
1073
            nodes_and_keys = next_nodes_and_keys
 
1074
        # We should now be at the _LeafNodes
 
1075
        node_indexes = [idx for idx, s_keys in nodes_and_keys]
 
1076
 
 
1077
        # TODO: We may *not* want to always read all the nodes in one
 
1078
        #       big go. Consider setting a max size on this.
 
1079
 
 
1080
        nodes = self._get_leaf_nodes(node_indexes)
 
1081
        for node_index, sub_keys in nodes_and_keys:
 
1082
            if not sub_keys:
 
1083
                continue
 
1084
            node = nodes[node_index]
 
1085
            for next_sub_key in sub_keys:
 
1086
                if next_sub_key in node.keys:
 
1087
                    value, refs = node.keys[next_sub_key]
 
1088
                    if self.node_ref_lists:
 
1089
                        yield (self, next_sub_key, value, refs)
 
1090
                    else:
 
1091
                        yield (self, next_sub_key, value)
 
1092
 
 
1093
    def iter_entries_prefix(self, keys):
 
1094
        """Iterate over keys within the index using prefix matching.
 
1095
 
 
1096
        Prefix matching is applied within the tuple of a key, not to within
 
1097
        the bytestring of each key element. e.g. if you have the keys ('foo',
 
1098
        'bar'), ('foobar', 'gam') and do a prefix search for ('foo', None) then
 
1099
        only the former key is returned.
 
1100
 
 
1101
        WARNING: Note that this method currently causes a full index parse
 
1102
        unconditionally (which is reasonably appropriate as it is a means for
 
1103
        thunking many small indices into one larger one and still supplies
 
1104
        iter_all_entries at the thunk layer).
 
1105
 
 
1106
        :param keys: An iterable providing the key prefixes to be retrieved.
 
1107
            Each key prefix takes the form of a tuple the length of a key, but
 
1108
            with the last N elements 'None' rather than a regular bytestring.
 
1109
            The first element cannot be 'None'.
 
1110
        :return: An iterable as per iter_all_entries, but restricted to the
 
1111
            keys with a matching prefix to those supplied. No additional keys
 
1112
            will be returned, and every match that is in the index will be
 
1113
            returned.
 
1114
        """
 
1115
        keys = sorted(set(keys))
 
1116
        if not keys:
 
1117
            return
 
1118
        # Load if needed to check key lengths
 
1119
        if self._key_count is None:
 
1120
            self._get_root_node()
 
1121
        # TODO: only access nodes that can satisfy the prefixes we are looking
 
1122
        # for. For now, to meet API usage (as this function is not used by
 
1123
        # current bzrlib) just suck the entire index and iterate in memory.
 
1124
        nodes = {}
 
1125
        if self.node_ref_lists:
 
1126
            if self._key_length == 1:
 
1127
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1128
                    nodes[key] = value, refs
 
1129
            else:
 
1130
                nodes_by_key = {}
 
1131
                for _1, key, value, refs in self.iter_all_entries():
 
1132
                    key_value = key, value, refs
 
1133
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1134
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1135
                    key_dict = nodes_by_key
 
1136
                    for subkey in key[:-1]:
 
1137
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1138
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1139
        else:
 
1140
            if self._key_length == 1:
 
1141
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1142
                    nodes[key] = value
 
1143
            else:
 
1144
                nodes_by_key = {}
 
1145
                for _1, key, value in self.iter_all_entries():
 
1146
                    key_value = key, value
 
1147
                    # For a key of (foo, bar, baz) create
 
1148
                    # _nodes_by_key[foo][bar][baz] = key_value
 
1149
                    key_dict = nodes_by_key
 
1150
                    for subkey in key[:-1]:
 
1151
                        key_dict = key_dict.setdefault(subkey, {})
 
1152
                    key_dict[key[-1]] = key_value
 
1153
        if self._key_length == 1:
 
1154
            for key in keys:
 
1155
                # sanity check
 
1156
                if key[0] is None:
 
1157
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1158
                if len(key) != self._key_length:
 
1159
                    raise errors.BadIndexKey(key)
 
1160
                try:
 
1161
                    if self.node_ref_lists:
 
1162
                        value, node_refs = nodes[key]
 
1163
                        yield self, key, value, node_refs
 
1164
                    else:
 
1165
                        yield self, key, nodes[key]
 
1166
                except KeyError:
 
1167
                    pass
 
1168
            return
 
1169
        for key in keys:
 
1170
            # sanity check
 
1171
            if key[0] is None:
 
1172
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1173
            if len(key) != self._key_length:
 
1174
                raise errors.BadIndexKey(key)
 
1175
            # find what it refers to:
 
1176
            key_dict = nodes_by_key
 
1177
            elements = list(key)
 
1178
            # find the subdict whose contents should be returned.
 
1179
            try:
 
1180
                while len(elements) and elements[0] is not None:
 
1181
                    key_dict = key_dict[elements[0]]
 
1182
                    elements.pop(0)
 
1183
            except KeyError:
 
1184
                # a non-existant lookup.
 
1185
                continue
 
1186
            if len(elements):
 
1187
                dicts = [key_dict]
 
1188
                while dicts:
 
1189
                    key_dict = dicts.pop(-1)
 
1190
                    # can't be empty or would not exist
 
1191
                    item, value = key_dict.iteritems().next()
 
1192
                    if type(value) == dict:
 
1193
                        # push keys
 
1194
                        dicts.extend(key_dict.itervalues())
 
1195
                    else:
 
1196
                        # yield keys
 
1197
                        for value in key_dict.itervalues():
 
1198
                            # each value is the key:value:node refs tuple
 
1199
                            # ready to yield.
 
1200
                            yield (self, ) + value
 
1201
            else:
 
1202
                # the last thing looked up was a terminal element
 
1203
                yield (self, ) + key_dict
 
1204
 
 
1205
    def key_count(self):
 
1206
        """Return an estimate of the number of keys in this index.
 
1207
 
 
1208
        For BTreeGraphIndex the estimate is exact as it is contained in the
 
1209
        header.
 
1210
        """
 
1211
        if self._key_count is None:
 
1212
            self._get_root_node()
 
1213
        return self._key_count
 
1214
 
 
1215
    def _compute_row_offsets(self):
 
1216
        """Fill out the _row_offsets attribute based on _row_lengths."""
 
1217
        offsets = []
 
1218
        row_offset = 0
 
1219
        for row in self._row_lengths:
 
1220
            offsets.append(row_offset)
 
1221
            row_offset += row
 
1222
        offsets.append(row_offset)
 
1223
        self._row_offsets = offsets
 
1224
 
 
1225
    def _parse_header_from_bytes(self, bytes):
 
1226
        """Parse the header from a region of bytes.
 
1227
 
 
1228
        :param bytes: The data to parse.
 
1229
        :return: An offset, data tuple such as readv yields, for the unparsed
 
1230
            data. (which may be of length 0).
 
1231
        """
 
1232
        signature = bytes[0:len(self._signature())]
 
1233
        if not signature == self._signature():
 
1234
            raise errors.BadIndexFormatSignature(self._name, BTreeGraphIndex)
 
1235
        lines = bytes[len(self._signature()):].splitlines()
 
1236
        options_line = lines[0]
 
1237
        if not options_line.startswith(_OPTION_NODE_REFS):
 
1238
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1239
        try:
 
1240
            self.node_ref_lists = int(options_line[len(_OPTION_NODE_REFS):])
 
1241
        except ValueError:
 
1242
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1243
        options_line = lines[1]
 
1244
        if not options_line.startswith(_OPTION_KEY_ELEMENTS):
 
1245
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1246
        try:
 
1247
            self._key_length = int(options_line[len(_OPTION_KEY_ELEMENTS):])
 
1248
        except ValueError:
 
1249
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1250
        options_line = lines[2]
 
1251
        if not options_line.startswith(_OPTION_LEN):
 
1252
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1253
        try:
 
1254
            self._key_count = int(options_line[len(_OPTION_LEN):])
 
1255
        except ValueError:
 
1256
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1257
        options_line = lines[3]
 
1258
        if not options_line.startswith(_OPTION_ROW_LENGTHS):
 
1259
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1260
        try:
 
1261
            self._row_lengths = map(int, [length for length in
 
1262
                options_line[len(_OPTION_ROW_LENGTHS):].split(',')
 
1263
                if len(length)])
 
1264
        except ValueError:
 
1265
            raise errors.BadIndexOptions(self)
 
1266
        self._compute_row_offsets()
 
1267
 
 
1268
        # calculate the bytes we have processed
 
1269
        header_end = (len(signature) + sum(map(len, lines[0:4])) + 4)
 
1270
        return header_end, bytes[header_end:]
 
1271
 
 
1272
    def _read_nodes(self, nodes):
 
1273
        """Read some nodes from disk into the LRU cache.
 
1274
 
 
1275
        This performs a readv to get the node data into memory, and parses each
 
1276
        node, then yields it to the caller. The nodes are requested in the
 
1277
        supplied order. If possible doing sort() on the list before requesting
 
1278
        a read may improve performance.
 
1279
 
 
1280
        :param nodes: The nodes to read. 0 - first node, 1 - second node etc.
 
1281
        :return: None
 
1282
        """
 
1283
        # may be the byte string of the whole file
 
1284
        bytes = None
 
1285
        # list of (offset, length) regions of the file that should, evenually
 
1286
        # be read in to data_ranges, either from 'bytes' or from the transport
 
1287
        ranges = []
 
1288
        for index in nodes:
 
1289
            offset = index * _PAGE_SIZE
 
1290
            size = _PAGE_SIZE
 
1291
            if index == 0:
 
1292
                # Root node - special case
 
1293
                if self._size:
 
1294
                    size = min(_PAGE_SIZE, self._size)
 
1295
                else:
 
1296
                    # The only case where we don't know the size, is for very
 
1297
                    # small indexes. So we read the whole thing
 
1298
                    bytes = self._transport.get_bytes(self._name)
 
1299
                    self._size = len(bytes)
 
1300
                    # the whole thing should be parsed out of 'bytes'
 
1301
                    ranges.append((0, len(bytes)))
 
1302
                    break
 
1303
            else:
 
1304
                if offset > self._size:
 
1305
                    raise AssertionError('tried to read past the end'
 
1306
                                         ' of the file %s > %s'
 
1307
                                         % (offset, self._size))
 
1308
                size = min(size, self._size - offset)
 
1309
            ranges.append((offset, size))
 
1310
        if not ranges:
 
1311
            return
 
1312
        elif bytes is not None:
 
1313
            # already have the whole file
 
1314
            data_ranges = [(start, bytes[start:start+_PAGE_SIZE])
 
1315
                           for start in xrange(0, len(bytes), _PAGE_SIZE)]
 
1316
        elif self._file is None:
 
1317
            data_ranges = self._transport.readv(self._name, ranges)
 
1318
        else:
 
1319
            data_ranges = []
 
1320
            for offset, size in ranges:
 
1321
                self._file.seek(offset)
 
1322
                data_ranges.append((offset, self._file.read(size)))
 
1323
        for offset, data in data_ranges:
 
1324
            if offset == 0:
 
1325
                # extract the header
 
1326
                offset, data = self._parse_header_from_bytes(data)
 
1327
                if len(data) == 0:
 
1328
                    continue
 
1329
            bytes = zlib.decompress(data)
 
1330
            if bytes.startswith(_LEAF_FLAG):
 
1331
                node = _LeafNode(bytes, self._key_length, self.node_ref_lists)
 
1332
            elif bytes.startswith(_INTERNAL_FLAG):
 
1333
                node = _InternalNode(bytes)
 
1334
            else:
 
1335
                raise AssertionError("Unknown node type for %r" % bytes)
 
1336
            yield offset / _PAGE_SIZE, node
 
1337
 
 
1338
    def _signature(self):
 
1339
        """The file signature for this index type."""
 
1340
        return _BTSIGNATURE
 
1341
 
 
1342
    def validate(self):
 
1343
        """Validate that everything in the index can be accessed."""
 
1344
        # just read and parse every node.
 
1345
        self._get_root_node()
 
1346
        if len(self._row_lengths) > 1:
 
1347
            start_node = self._row_offsets[1]
 
1348
        else:
 
1349
            # We shouldn't be reading anything anyway
 
1350
            start_node = 1
 
1351
        node_end = self._row_offsets[-1]
 
1352
        for node in self._read_nodes(range(start_node, node_end)):
 
1353
            pass
 
1354
 
 
1355
 
 
1356
try:
 
1357
    from bzrlib import _btree_serializer_c as _btree_serializer
 
1358
except ImportError:
 
1359
    from bzrlib import _btree_serializer_py as _btree_serializer