]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/nodes/relation.h
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[postgresql] / src / include / nodes / relation.h
1 /*-------------------------------------------------------------------------
2  *
3  * relation.h
4  *        Definitions for planner's internal data structures.
5  *
6  *
7  * Portions Copyright (c) 1996-2007, PostgreSQL Global Development Group
8  * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
9  *
10  * $PostgreSQL: pgsql/src/include/nodes/relation.h,v 1.130 2007/01/05 22:19:56 momjian Exp $
11  *
12  *-------------------------------------------------------------------------
13  */
14 #ifndef RELATION_H
15 #define RELATION_H
16
17 #include "access/sdir.h"
18 #include "nodes/bitmapset.h"
19 #include "nodes/parsenodes.h"
20 #include "storage/block.h"
21
22
23 /*
24  * Relids
25  *              Set of relation identifiers (indexes into the rangetable).
26  */
27 typedef Bitmapset *Relids;
28
29 /*
30  * When looking for a "cheapest path", this enum specifies whether we want
31  * cheapest startup cost or cheapest total cost.
32  */
33 typedef enum CostSelector
34 {
35         STARTUP_COST, TOTAL_COST
36 } CostSelector;
37
38 /*
39  * The cost estimate produced by cost_qual_eval() includes both a one-time
40  * (startup) cost, and a per-tuple cost.
41  */
42 typedef struct QualCost
43 {
44         Cost            startup;                /* one-time cost */
45         Cost            per_tuple;              /* per-evaluation cost */
46 } QualCost;
47
48
49 /*----------
50  * PlannerInfo
51  *              Per-query information for planning/optimization
52  *
53  * This struct is conventionally called "root" in all the planner routines.
54  * It holds links to all of the planner's working state, in addition to the
55  * original Query.      Note that at present the planner extensively modifies
56  * the passed-in Query data structure; someday that should stop.
57  *----------
58  */
59 typedef struct PlannerInfo
60 {
61         NodeTag         type;
62
63         Query      *parse;                      /* the Query being planned */
64
65         /*
66          * simple_rel_array holds pointers to "base rels" and "other rels" (see
67          * comments for RelOptInfo for more info).      It is indexed by rangetable
68          * index (so entry 0 is always wasted).  Entries can be NULL when an RTE
69          * does not correspond to a base relation, such as a join RTE or an
70          * unreferenced view RTE; or if the RelOptInfo hasn't been made yet.
71          */
72         struct RelOptInfo **simple_rel_array;           /* All 1-relation RelOptInfos */
73         int                     simple_rel_array_size;  /* allocated size of array */
74
75         /*
76          * join_rel_list is a list of all join-relation RelOptInfos we have
77          * considered in this planning run.  For small problems we just scan the
78          * list to do lookups, but when there are many join relations we build a
79          * hash table for faster lookups.  The hash table is present and valid
80          * when join_rel_hash is not NULL.      Note that we still maintain the list
81          * even when using the hash table for lookups; this simplifies life for
82          * GEQO.
83          */
84         List       *join_rel_list;      /* list of join-relation RelOptInfos */
85         struct HTAB *join_rel_hash; /* optional hashtable for join relations */
86
87         List       *equi_key_list;      /* list of lists of equijoined PathKeyItems */
88
89         List       *left_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for outer
90                                                                                  * join clauses w/nonnullable var on
91                                                                                  * left */
92
93         List       *right_join_clauses;         /* list of RestrictInfos for outer
94                                                                                  * join clauses w/nonnullable var on
95                                                                                  * right */
96
97         List       *full_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for full
98                                                                                  * outer join clauses */
99
100         List       *oj_info_list;       /* list of OuterJoinInfos */
101
102         List       *in_info_list;       /* list of InClauseInfos */
103
104         List       *append_rel_list;    /* list of AppendRelInfos */
105
106         List       *query_pathkeys; /* desired pathkeys for query_planner(), and
107                                                                  * actual pathkeys afterwards */
108
109         List       *group_pathkeys; /* groupClause pathkeys, if any */
110         List       *sort_pathkeys;      /* sortClause pathkeys, if any */
111
112         double          total_table_pages;              /* # of pages in all tables of query */
113
114         double          tuple_fraction; /* tuple_fraction passed to query_planner */
115
116         bool            hasJoinRTEs;    /* true if any RTEs are RTE_JOIN kind */
117         bool            hasOuterJoins;  /* true if any RTEs are outer joins */
118         bool            hasHavingQual;  /* true if havingQual was non-null */
119         bool            hasPseudoConstantQuals; /* true if any RestrictInfo has
120                                                                                  * pseudoconstant = true */
121 } PlannerInfo;
122
123
124 /*----------
125  * RelOptInfo
126  *              Per-relation information for planning/optimization
127  *
128  * For planning purposes, a "base rel" is either a plain relation (a table)
129  * or the output of a sub-SELECT or function that appears in the range table.
130  * In either case it is uniquely identified by an RT index.  A "joinrel"
131  * is the joining of two or more base rels.  A joinrel is identified by
132  * the set of RT indexes for its component baserels.  We create RelOptInfo
133  * nodes for each baserel and joinrel, and store them in the PlannerInfo's
134  * simple_rel_array and join_rel_list respectively.
135  *
136  * Note that there is only one joinrel for any given set of component
137  * baserels, no matter what order we assemble them in; so an unordered
138  * set is the right datatype to identify it with.
139  *
140  * We also have "other rels", which are like base rels in that they refer to
141  * single RT indexes; but they are not part of the join tree, and are given
142  * a different RelOptKind to identify them.
143  *
144  * Currently the only kind of otherrels are those made for member relations
145  * of an "append relation", that is an inheritance set or UNION ALL subquery.
146  * An append relation has a parent RTE that is a base rel, which represents
147  * the entire append relation.  The member RTEs are otherrels.  The parent
148  * is present in the query join tree but the members are not.  The member
149  * RTEs and otherrels are used to plan the scans of the individual tables or
150  * subqueries of the append set; then the parent baserel is given an Append
151  * plan comprising the best plans for the individual member rels.  (See
152  * comments for AppendRelInfo for more information.)
153  *
154  * At one time we also made otherrels to represent join RTEs, for use in
155  * handling join alias Vars.  Currently this is not needed because all join
156  * alias Vars are expanded to non-aliased form during preprocess_expression.
157  *
158  * Parts of this data structure are specific to various scan and join
159  * mechanisms.  It didn't seem worth creating new node types for them.
160  *
161  *              relids - Set of base-relation identifiers; it is a base relation
162  *                              if there is just one, a join relation if more than one
163  *              rows - estimated number of tuples in the relation after restriction
164  *                         clauses have been applied (ie, output rows of a plan for it)
165  *              width - avg. number of bytes per tuple in the relation after the
166  *                              appropriate projections have been done (ie, output width)
167  *              reltargetlist - List of Var nodes for the attributes we need to
168  *                                              output from this relation (in no particular order)
169  *                                              NOTE: in a child relation, may contain RowExprs
170  *              pathlist - List of Path nodes, one for each potentially useful
171  *                                 method of generating the relation
172  *              cheapest_startup_path - the pathlist member with lowest startup cost
173  *                                                              (regardless of its ordering)
174  *              cheapest_total_path - the pathlist member with lowest total cost
175  *                                                        (regardless of its ordering)
176  *              cheapest_unique_path - for caching cheapest path to produce unique
177  *                                                         (no duplicates) output from relation
178  *
179  * If the relation is a base relation it will have these fields set:
180  *
181  *              relid - RTE index (this is redundant with the relids field, but
182  *                              is provided for convenience of access)
183  *              rtekind - distinguishes plain relation, subquery, or function RTE
184  *              min_attr, max_attr - range of valid AttrNumbers for rel
185  *              attr_needed - array of bitmapsets indicating the highest joinrel
186  *                              in which each attribute is needed; if bit 0 is set then
187  *                              the attribute is needed as part of final targetlist
188  *              attr_widths - cache space for per-attribute width estimates;
189  *                                        zero means not computed yet
190  *              indexlist - list of IndexOptInfo nodes for relation's indexes
191  *                                      (always NIL if it's not a table)
192  *              pages - number of disk pages in relation (zero if not a table)
193  *              tuples - number of tuples in relation (not considering restrictions)
194  *              subplan - plan for subquery (NULL if it's not a subquery)
195  *
196  *              Note: for a subquery, tuples and subplan are not set immediately
197  *              upon creation of the RelOptInfo object; they are filled in when
198  *              set_base_rel_pathlist processes the object.
199  *
200  *              For otherrels that are appendrel members, these fields are filled
201  *              in just as for a baserel.
202  *
203  * The presence of the remaining fields depends on the restrictions
204  * and joins that the relation participates in:
205  *
206  *              baserestrictinfo - List of RestrictInfo nodes, containing info about
207  *                                      each non-join qualification clause in which this relation
208  *                                      participates (only used for base rels)
209  *              baserestrictcost - Estimated cost of evaluating the baserestrictinfo
210  *                                      clauses at a single tuple (only used for base rels)
211  *              joininfo  - List of RestrictInfo nodes, containing info about each
212  *                                      join clause in which this relation participates
213  *              index_outer_relids - only used for base rels; set of outer relids
214  *                                      that participate in indexable joinclauses for this rel
215  *              index_inner_paths - only used for base rels; list of InnerIndexscanInfo
216  *                                      nodes showing best indexpaths for various subsets of
217  *                                      index_outer_relids.
218  *
219  * Note: Keeping a restrictinfo list in the RelOptInfo is useful only for
220  * base rels, because for a join rel the set of clauses that are treated as
221  * restrict clauses varies depending on which sub-relations we choose to join.
222  * (For example, in a 3-base-rel join, a clause relating rels 1 and 2 must be
223  * treated as a restrictclause if we join {1} and {2 3} to make {1 2 3}; but
224  * if we join {1 2} and {3} then that clause will be a restrictclause in {1 2}
225  * and should not be processed again at the level of {1 2 3}.)  Therefore,
226  * the restrictinfo list in the join case appears in individual JoinPaths
227  * (field joinrestrictinfo), not in the parent relation.  But it's OK for
228  * the RelOptInfo to store the joininfo list, because that is the same
229  * for a given rel no matter how we form it.
230  *
231  * We store baserestrictcost in the RelOptInfo (for base relations) because
232  * we know we will need it at least once (to price the sequential scan)
233  * and may need it multiple times to price index scans.
234  *----------
235  */
236 typedef enum RelOptKind
237 {
238         RELOPT_BASEREL,
239         RELOPT_JOINREL,
240         RELOPT_OTHER_MEMBER_REL
241 } RelOptKind;
242
243 typedef struct RelOptInfo
244 {
245         NodeTag         type;
246
247         RelOptKind      reloptkind;
248
249         /* all relations included in this RelOptInfo */
250         Relids          relids;                 /* set of base relids (rangetable indexes) */
251
252         /* size estimates generated by planner */
253         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
254         int                     width;                  /* estimated avg width of result tuples */
255
256         /* materialization information */
257         List       *reltargetlist;      /* needed Vars */
258         List       *pathlist;           /* Path structures */
259         struct Path *cheapest_startup_path;
260         struct Path *cheapest_total_path;
261         struct Path *cheapest_unique_path;
262
263         /* information about a base rel (not set for join rels!) */
264         Index           relid;
265         RTEKind         rtekind;                /* RELATION, SUBQUERY, or FUNCTION */
266         AttrNumber      min_attr;               /* smallest attrno of rel (often <0) */
267         AttrNumber      max_attr;               /* largest attrno of rel */
268         Relids     *attr_needed;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
269         int32      *attr_widths;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
270         List       *indexlist;
271         BlockNumber pages;
272         double          tuples;
273         struct Plan *subplan;           /* if subquery */
274
275         /* used by various scans and joins: */
276         List       *baserestrictinfo;           /* RestrictInfo structures (if base
277                                                                                  * rel) */
278         QualCost        baserestrictcost;               /* cost of evaluating the above */
279         List       *joininfo;           /* RestrictInfo structures for join clauses
280                                                                  * involving this rel */
281
282         /* cached info about inner indexscan paths for relation: */
283         Relids          index_outer_relids;             /* other relids in indexable join
284                                                                                  * clauses */
285         List       *index_inner_paths;          /* InnerIndexscanInfo nodes */
286
287         /*
288          * Inner indexscans are not in the main pathlist because they are not
289          * usable except in specific join contexts.  We use the index_inner_paths
290          * list just to avoid recomputing the best inner indexscan repeatedly for
291          * similar outer relations.  See comments for InnerIndexscanInfo.
292          */
293 } RelOptInfo;
294
295 /*
296  * IndexOptInfo
297  *              Per-index information for planning/optimization
298  *
299  *              Prior to Postgres 7.0, RelOptInfo was used to describe both relations
300  *              and indexes, but that created confusion without actually doing anything
301  *              useful.  So now we have a separate IndexOptInfo struct for indexes.
302  *
303  *              opfamily[], indexkeys[], and ordering[] have ncolumns entries.
304  *              Zeroes in the indexkeys[] array indicate index columns that are
305  *              expressions; there is one element in indexprs for each such column.
306  *
307  *              Note: for historical reasons, the opfamily and ordering arrays have
308  *              an extra entry that is always zero.  Some code scans until it sees a
309  *              zero entry, rather than looking at ncolumns.
310  *
311  *              The indexprs and indpred expressions have been run through
312  *              prepqual.c and eval_const_expressions() for ease of matching to
313  *              WHERE clauses.  indpred is in implicit-AND form.
314  */
315
316 typedef struct IndexOptInfo
317 {
318         NodeTag         type;
319
320         Oid                     indexoid;               /* OID of the index relation */
321         RelOptInfo *rel;                        /* back-link to index's table */
322
323         /* statistics from pg_class */
324         BlockNumber pages;                      /* number of disk pages in index */
325         double          tuples;                 /* number of index tuples in index */
326
327         /* index descriptor information */
328         int                     ncolumns;               /* number of columns in index */
329         Oid                *opfamily;           /* OIDs of operator families for columns */
330         int                *indexkeys;          /* column numbers of index's keys, or 0 */
331         Oid                *ordering;           /* OIDs of sort operators for each column */
332         Oid                     relam;                  /* OID of the access method (in pg_am) */
333
334         RegProcedure amcostestimate;    /* OID of the access method's cost fcn */
335
336         List       *indexprs;           /* expressions for non-simple index columns */
337         List       *indpred;            /* predicate if a partial index, else NIL */
338
339         bool            predOK;                 /* true if predicate matches query */
340         bool            unique;                 /* true if a unique index */
341         bool            amoptionalkey;  /* can query omit key for the first column? */
342 } IndexOptInfo;
343
344
345 /*
346  * PathKeys
347  *
348  *      The sort ordering of a path is represented by a list of sublists of
349  *      PathKeyItem nodes.      An empty list implies no known ordering.  Otherwise
350  *      the first sublist represents the primary sort key, the second the
351  *      first secondary sort key, etc.  Each sublist contains one or more
352  *      PathKeyItem nodes, each of which can be taken as the attribute that
353  *      appears at that sort position.  (See optimizer/README for more
354  *      information.)
355  */
356
357 typedef struct PathKeyItem
358 {
359         NodeTag         type;
360
361         Node       *key;                        /* the item that is ordered */
362         Oid                     sortop;                 /* the ordering operator ('<' op) */
363
364         /*
365          * key typically points to a Var node, ie a relation attribute, but it can
366          * also point to an arbitrary expression representing the value indexed by
367          * an index expression.
368          */
369 } PathKeyItem;
370
371 /*
372  * Type "Path" is used as-is for sequential-scan paths.  For other
373  * path types it is the first component of a larger struct.
374  *
375  * Note: "pathtype" is the NodeTag of the Plan node we could build from this
376  * Path.  It is partially redundant with the Path's NodeTag, but allows us
377  * to use the same Path type for multiple Plan types where there is no need
378  * to distinguish the Plan type during path processing.
379  */
380
381 typedef struct Path
382 {
383         NodeTag         type;
384
385         NodeTag         pathtype;               /* tag identifying scan/join method */
386
387         RelOptInfo *parent;                     /* the relation this path can build */
388
389         /* estimated execution costs for path (see costsize.c for more info) */
390         Cost            startup_cost;   /* cost expended before fetching any tuples */
391         Cost            total_cost;             /* total cost (assuming all tuples fetched) */
392
393         List       *pathkeys;           /* sort ordering of path's output */
394         /* pathkeys is a List of Lists of PathKeyItem nodes; see above */
395 } Path;
396
397 /*----------
398  * IndexPath represents an index scan over a single index.
399  *
400  * 'indexinfo' is the index to be scanned.
401  *
402  * 'indexclauses' is a list of index qualification clauses, with implicit
403  * AND semantics across the list.  Each clause is a RestrictInfo node from
404  * the query's WHERE or JOIN conditions.
405  *
406  * 'indexquals' has the same structure as 'indexclauses', but it contains
407  * the actual indexqual conditions that can be used with the index.
408  * In simple cases this is identical to 'indexclauses', but when special
409  * indexable operators appear in 'indexclauses', they are replaced by the
410  * derived indexscannable conditions in 'indexquals'.
411  *
412  * 'isjoininner' is TRUE if the path is a nestloop inner scan (that is,
413  * some of the index conditions are join rather than restriction clauses).
414  * Note that the path costs will be calculated differently from a plain
415  * indexscan in this case, and in addition there's a special 'rows' value
416  * different from the parent RelOptInfo's (see below).
417  *
418  * 'indexscandir' is one of:
419  *              ForwardScanDirection: forward scan of an ordered index
420  *              BackwardScanDirection: backward scan of an ordered index
421  *              NoMovementScanDirection: scan of an unordered index, or don't care
422  * (The executor doesn't care whether it gets ForwardScanDirection or
423  * NoMovementScanDirection for an indexscan, but the planner wants to
424  * distinguish ordered from unordered indexes for building pathkeys.)
425  *
426  * 'indextotalcost' and 'indexselectivity' are saved in the IndexPath so that
427  * we need not recompute them when considering using the same index in a
428  * bitmap index/heap scan (see BitmapHeapPath).  The costs of the IndexPath
429  * itself represent the costs of an IndexScan plan type.
430  *
431  * 'rows' is the estimated result tuple count for the indexscan.  This
432  * is the same as path.parent->rows for a simple indexscan, but it is
433  * different for a nestloop inner scan, because the additional indexquals
434  * coming from join clauses make the scan more selective than the parent
435  * rel's restrict clauses alone would do.
436  *----------
437  */
438 typedef struct IndexPath
439 {
440         Path            path;
441         IndexOptInfo *indexinfo;
442         List       *indexclauses;
443         List       *indexquals;
444         bool            isjoininner;
445         ScanDirection indexscandir;
446         Cost            indextotalcost;
447         Selectivity indexselectivity;
448         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
449 } IndexPath;
450
451 /*
452  * BitmapHeapPath represents one or more indexscans that generate TID bitmaps
453  * instead of directly accessing the heap, followed by AND/OR combinations
454  * to produce a single bitmap, followed by a heap scan that uses the bitmap.
455  * Note that the output is always considered unordered, since it will come
456  * out in physical heap order no matter what the underlying indexes did.
457  *
458  * The individual indexscans are represented by IndexPath nodes, and any
459  * logic on top of them is represented by a tree of BitmapAndPath and
460  * BitmapOrPath nodes.  Notice that we can use the same IndexPath node both
461  * to represent a regular IndexScan plan, and as the child of a BitmapHeapPath
462  * that represents scanning the same index using a BitmapIndexScan.  The
463  * startup_cost and total_cost figures of an IndexPath always represent the
464  * costs to use it as a regular IndexScan.      The costs of a BitmapIndexScan
465  * can be computed using the IndexPath's indextotalcost and indexselectivity.
466  *
467  * BitmapHeapPaths can be nestloop inner indexscans.  The isjoininner and
468  * rows fields serve the same purpose as for plain IndexPaths.
469  */
470 typedef struct BitmapHeapPath
471 {
472         Path            path;
473         Path       *bitmapqual;         /* IndexPath, BitmapAndPath, BitmapOrPath */
474         bool            isjoininner;    /* T if it's a nestloop inner scan */
475         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
476 } BitmapHeapPath;
477
478 /*
479  * BitmapAndPath represents a BitmapAnd plan node; it can only appear as
480  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
481  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
482  * we make it a derivative of Path anyway.
483  */
484 typedef struct BitmapAndPath
485 {
486         Path            path;
487         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapOrPaths */
488         Selectivity bitmapselectivity;
489 } BitmapAndPath;
490
491 /*
492  * BitmapOrPath represents a BitmapOr plan node; it can only appear as
493  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
494  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
495  * we make it a derivative of Path anyway.
496  */
497 typedef struct BitmapOrPath
498 {
499         Path            path;
500         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapAndPaths */
501         Selectivity bitmapselectivity;
502 } BitmapOrPath;
503
504 /*
505  * TidPath represents a scan by TID
506  *
507  * tidquals is an implicitly OR'ed list of qual expressions of the form
508  * "CTID = pseudoconstant" or "CTID = ANY(pseudoconstant_array)".
509  * Note they are bare expressions, not RestrictInfos.
510  */
511 typedef struct TidPath
512 {
513         Path            path;
514         List       *tidquals;           /* qual(s) involving CTID = something */
515 } TidPath;
516
517 /*
518  * AppendPath represents an Append plan, ie, successive execution of
519  * several member plans.
520  *
521  * Note: it is possible for "subpaths" to contain only one, or even no,
522  * elements.  These cases are optimized during create_append_plan.
523  */
524 typedef struct AppendPath
525 {
526         Path            path;
527         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
528 } AppendPath;
529
530 /*
531  * ResultPath represents use of a Result plan node to compute a variable-free
532  * targetlist with no underlying tables (a "SELECT expressions" query).
533  * The query could have a WHERE clause, too, represented by "quals".
534  *
535  * Note that quals is a list of bare clauses, not RestrictInfos.
536  */
537 typedef struct ResultPath
538 {
539         Path            path;
540         List       *quals;
541 } ResultPath;
542
543 /*
544  * MaterialPath represents use of a Material plan node, i.e., caching of
545  * the output of its subpath.  This is used when the subpath is expensive
546  * and needs to be scanned repeatedly, or when we need mark/restore ability
547  * and the subpath doesn't have it.
548  */
549 typedef struct MaterialPath
550 {
551         Path            path;
552         Path       *subpath;
553 } MaterialPath;
554
555 /*
556  * UniquePath represents elimination of distinct rows from the output of
557  * its subpath.
558  *
559  * This is unlike the other Path nodes in that it can actually generate
560  * different plans: either hash-based or sort-based implementation, or a
561  * no-op if the input path can be proven distinct already.      The decision
562  * is sufficiently localized that it's not worth having separate Path node
563  * types.  (Note: in the no-op case, we could eliminate the UniquePath node
564  * entirely and just return the subpath; but it's convenient to have a
565  * UniquePath in the path tree to signal upper-level routines that the input
566  * is known distinct.)
567  */
568 typedef enum
569 {
570         UNIQUE_PATH_NOOP,                       /* input is known unique already */
571         UNIQUE_PATH_HASH,                       /* use hashing */
572         UNIQUE_PATH_SORT                        /* use sorting */
573 } UniquePathMethod;
574
575 typedef struct UniquePath
576 {
577         Path            path;
578         Path       *subpath;
579         UniquePathMethod umethod;
580         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
581 } UniquePath;
582
583 /*
584  * All join-type paths share these fields.
585  */
586
587 typedef struct JoinPath
588 {
589         Path            path;
590
591         JoinType        jointype;
592
593         Path       *outerjoinpath;      /* path for the outer side of the join */
594         Path       *innerjoinpath;      /* path for the inner side of the join */
595
596         List       *joinrestrictinfo;           /* RestrictInfos to apply to join */
597
598         /*
599          * See the notes for RelOptInfo to understand why joinrestrictinfo is
600          * needed in JoinPath, and can't be merged into the parent RelOptInfo.
601          */
602 } JoinPath;
603
604 /*
605  * A nested-loop path needs no special fields.
606  */
607
608 typedef JoinPath NestPath;
609
610 /*
611  * A mergejoin path has these fields.
612  *
613  * path_mergeclauses lists the clauses (in the form of RestrictInfos)
614  * that will be used in the merge.  The parallel lists path_mergefamilies
615  * and path_mergestrategies specify the merge semantics for each clause
616  * (in effect, defining the relevant sort ordering for each clause).
617  *
618  * Note that the mergeclauses are a subset of the parent relation's
619  * restriction-clause list.  Any join clauses that are not mergejoinable
620  * appear only in the parent's restrict list, and must be checked by a
621  * qpqual at execution time.
622  *
623  * outersortkeys (resp. innersortkeys) is NIL if the outer path
624  * (resp. inner path) is already ordered appropriately for the
625  * mergejoin.  If it is not NIL then it is a PathKeys list describing
626  * the ordering that must be created by an explicit sort step.
627  */
628
629 typedef struct MergePath
630 {
631         JoinPath        jpath;
632         List       *path_mergeclauses;          /* join clauses to be used for merge */
633         List       *path_mergefamilies;         /* OID list of btree opfamilies */
634         List       *path_mergestrategies;       /* integer list of btree strategies */
635         List       *outersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
636         List       *innersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
637 } MergePath;
638
639 /*
640  * A hashjoin path has these fields.
641  *
642  * The remarks above for mergeclauses apply for hashclauses as well.
643  *
644  * Hashjoin does not care what order its inputs appear in, so we have
645  * no need for sortkeys.
646  */
647
648 typedef struct HashPath
649 {
650         JoinPath        jpath;
651         List       *path_hashclauses;           /* join clauses used for hashing */
652 } HashPath;
653
654 /*
655  * Restriction clause info.
656  *
657  * We create one of these for each AND sub-clause of a restriction condition
658  * (WHERE or JOIN/ON clause).  Since the restriction clauses are logically
659  * ANDed, we can use any one of them or any subset of them to filter out
660  * tuples, without having to evaluate the rest.  The RestrictInfo node itself
661  * stores data used by the optimizer while choosing the best query plan.
662  *
663  * If a restriction clause references a single base relation, it will appear
664  * in the baserestrictinfo list of the RelOptInfo for that base rel.
665  *
666  * If a restriction clause references more than one base rel, it will
667  * appear in the joininfo list of every RelOptInfo that describes a strict
668  * subset of the base rels mentioned in the clause.  The joininfo lists are
669  * used to drive join tree building by selecting plausible join candidates.
670  * The clause cannot actually be applied until we have built a join rel
671  * containing all the base rels it references, however.
672  *
673  * When we construct a join rel that includes all the base rels referenced
674  * in a multi-relation restriction clause, we place that clause into the
675  * joinrestrictinfo lists of paths for the join rel, if neither left nor
676  * right sub-path includes all base rels referenced in the clause.      The clause
677  * will be applied at that join level, and will not propagate any further up
678  * the join tree.  (Note: the "predicate migration" code was once intended to
679  * push restriction clauses up and down the plan tree based on evaluation
680  * costs, but it's dead code and is unlikely to be resurrected in the
681  * foreseeable future.)
682  *
683  * Note that in the presence of more than two rels, a multi-rel restriction
684  * might reach different heights in the join tree depending on the join
685  * sequence we use.  So, these clauses cannot be associated directly with
686  * the join RelOptInfo, but must be kept track of on a per-join-path basis.
687  *
688  * When dealing with outer joins we have to be very careful about pushing qual
689  * clauses up and down the tree.  An outer join's own JOIN/ON conditions must
690  * be evaluated exactly at that join node, and any quals appearing in WHERE or
691  * in a JOIN above the outer join cannot be pushed down below the outer join.
692  * Otherwise the outer join will produce wrong results because it will see the
693  * wrong sets of input rows.  All quals are stored as RestrictInfo nodes
694  * during planning, but there's a flag to indicate whether a qual has been
695  * pushed down to a lower level than its original syntactic placement in the
696  * join tree would suggest.  If an outer join prevents us from pushing a qual
697  * down to its "natural" semantic level (the level associated with just the
698  * base rels used in the qual) then we mark the qual with a "required_relids"
699  * value including more than just the base rels it actually uses.  By
700  * pretending that the qual references all the rels appearing in the outer
701  * join, we prevent it from being evaluated below the outer join's joinrel.
702  * When we do form the outer join's joinrel, we still need to distinguish
703  * those quals that are actually in that join's JOIN/ON condition from those
704  * that appeared higher in the tree and were pushed down to the join rel
705  * because they used no other rels.  That's what the is_pushed_down flag is
706  * for; it tells us that a qual came from a point above the join of the
707  * set of base rels listed in required_relids.  A clause that originally came
708  * from WHERE will *always* have its is_pushed_down flag set; a clause that
709  * came from an INNER JOIN condition, but doesn't use all the rels being
710  * joined, will also have is_pushed_down set because it will get attached to
711  * some lower joinrel.
712  *
713  * When application of a qual must be delayed by outer join, we also mark it
714  * with outerjoin_delayed = true.  This isn't redundant with required_relids
715  * because that might equal clause_relids whether or not it's an outer-join
716  * clause.
717  *
718  * In general, the referenced clause might be arbitrarily complex.      The
719  * kinds of clauses we can handle as indexscan quals, mergejoin clauses,
720  * or hashjoin clauses are fairly limited --- the code for each kind of
721  * path is responsible for identifying the restrict clauses it can use
722  * and ignoring the rest.  Clauses not implemented by an indexscan,
723  * mergejoin, or hashjoin will be placed in the plan qual or joinqual field
724  * of the finished Plan node, where they will be enforced by general-purpose
725  * qual-expression-evaluation code.  (But we are still entitled to count
726  * their selectivity when estimating the result tuple count, if we
727  * can guess what it is...)
728  *
729  * When the referenced clause is an OR clause, we generate a modified copy
730  * in which additional RestrictInfo nodes are inserted below the top-level
731  * OR/AND structure.  This is a convenience for OR indexscan processing:
732  * indexquals taken from either the top level or an OR subclause will have
733  * associated RestrictInfo nodes.
734  *
735  * The can_join flag is set true if the clause looks potentially useful as
736  * a merge or hash join clause, that is if it is a binary opclause with
737  * nonoverlapping sets of relids referenced in the left and right sides.
738  * (Whether the operator is actually merge or hash joinable isn't checked,
739  * however.)
740  *
741  * The pseudoconstant flag is set true if the clause contains no Vars of
742  * the current query level and no volatile functions.  Such a clause can be
743  * pulled out and used as a one-time qual in a gating Result node.      We keep
744  * pseudoconstant clauses in the same lists as other RestrictInfos so that
745  * the regular clause-pushing machinery can assign them to the correct join
746  * level, but they need to be treated specially for cost and selectivity
747  * estimates.  Note that a pseudoconstant clause can never be an indexqual
748  * or merge or hash join clause, so it's of no interest to large parts of
749  * the planner.
750  */
751
752 typedef struct RestrictInfo
753 {
754         NodeTag         type;
755
756         Expr       *clause;                     /* the represented clause of WHERE or JOIN */
757
758         bool            is_pushed_down; /* TRUE if clause was pushed down in level */
759
760         bool            outerjoin_delayed;              /* TRUE if delayed by outer join */
761
762         bool            can_join;               /* see comment above */
763
764         bool            pseudoconstant; /* see comment above */
765
766         /* The set of relids (varnos) actually referenced in the clause: */
767         Relids          clause_relids;
768
769         /* The set of relids required to evaluate the clause: */
770         Relids          required_relids;
771
772         /* These fields are set for any binary opclause: */
773         Relids          left_relids;    /* relids in left side of clause */
774         Relids          right_relids;   /* relids in right side of clause */
775
776         /* This field is NULL unless clause is an OR clause: */
777         Expr       *orclause;           /* modified clause with RestrictInfos */
778
779         /* cache space for cost and selectivity */
780         QualCost        eval_cost;              /* eval cost of clause; -1 if not yet set */
781         Selectivity this_selec;         /* selectivity; -1 if not yet set */
782
783         /* valid if clause is mergejoinable, else InvalidOid: */
784         Oid                     mergejoinoperator;              /* copy of clause operator */
785         Oid                     left_sortop;    /* leftside sortop needed for mergejoin */
786         Oid                     right_sortop;   /* rightside sortop needed for mergejoin */
787         Oid                     mergeopfamily;  /* btree opfamily relating these ops */
788
789         /* cache space for mergeclause processing; NIL if not yet set */
790         List       *left_pathkey;       /* canonical pathkey for left side */
791         List       *right_pathkey;      /* canonical pathkey for right side */
792
793         /* cache space for mergeclause processing; -1 if not yet set */
794         Selectivity left_mergescansel;          /* fraction of left side to scan */
795         Selectivity right_mergescansel;         /* fraction of right side to scan */
796
797         /* valid if clause is hashjoinable, else InvalidOid: */
798         Oid                     hashjoinoperator;               /* copy of clause operator */
799
800         /* cache space for hashclause processing; -1 if not yet set */
801         Selectivity left_bucketsize;    /* avg bucketsize of left side */
802         Selectivity right_bucketsize;           /* avg bucketsize of right side */
803 } RestrictInfo;
804
805 /*
806  * Inner indexscan info.
807  *
808  * An inner indexscan is one that uses one or more joinclauses as index
809  * conditions (perhaps in addition to plain restriction clauses).  So it
810  * can only be used as the inner path of a nestloop join where the outer
811  * relation includes all other relids appearing in those joinclauses.
812  * The set of usable joinclauses, and thus the best inner indexscan,
813  * thus varies depending on which outer relation we consider; so we have
814  * to recompute the best such path for every join.      To avoid lots of
815  * redundant computation, we cache the results of such searches.  For
816  * each relation we compute the set of possible otherrelids (all relids
817  * appearing in joinquals that could become indexquals for this table).
818  * Two outer relations whose relids have the same intersection with this
819  * set will have the same set of available joinclauses and thus the same
820  * best inner indexscan for the inner relation.  By taking the intersection
821  * before scanning the cache, we avoid recomputing when considering
822  * join rels that differ only by the inclusion of irrelevant other rels.
823  *
824  * The search key also includes a bool showing whether the join being
825  * considered is an outer join.  Since we constrain the join order for
826  * outer joins, I believe that this bool can only have one possible value
827  * for any particular base relation; but store it anyway to avoid confusion.
828  */
829
830 typedef struct InnerIndexscanInfo
831 {
832         NodeTag         type;
833         /* The lookup key: */
834         Relids          other_relids;   /* a set of relevant other relids */
835         bool            isouterjoin;    /* true if join is outer */
836         /* Best path for this lookup key: */
837         Path       *best_innerpath; /* best inner indexscan, or NULL if none */
838 } InnerIndexscanInfo;
839
840 /*
841  * Outer join info.
842  *
843  * One-sided outer joins constrain the order of joining partially but not
844  * completely.  We flatten such joins into the planner's top-level list of
845  * relations to join, but record information about each outer join in an
846  * OuterJoinInfo struct.  These structs are kept in the PlannerInfo node's
847  * oj_info_list.
848  *
849  * min_lefthand and min_righthand are the sets of base relids that must be
850  * available on each side when performing the outer join.  lhs_strict is
851  * true if the outer join's condition cannot succeed when the LHS variables
852  * are all NULL (this means that the outer join can commute with upper-level
853  * outer joins even if it appears in their RHS).  We don't bother to set
854  * lhs_strict for FULL JOINs, however.
855  *
856  * It is not valid for either min_lefthand or min_righthand to be empty sets;
857  * if they were, this would break the logic that enforces join order.
858  *
859  * Note: OuterJoinInfo directly represents only LEFT JOIN and FULL JOIN;
860  * RIGHT JOIN is handled by switching the inputs to make it a LEFT JOIN.
861  * We make an OuterJoinInfo for FULL JOINs even though there is no flexibility
862  * of planning for them, because this simplifies make_join_rel()'s API.
863  */
864
865 typedef struct OuterJoinInfo
866 {
867         NodeTag         type;
868         Relids          min_lefthand;   /* base relids in minimum LHS for join */
869         Relids          min_righthand;  /* base relids in minimum RHS for join */
870         bool            is_full_join;   /* it's a FULL OUTER JOIN */
871         bool            lhs_strict;             /* joinclause is strict for some LHS rel */
872 } OuterJoinInfo;
873
874 /*
875  * IN clause info.
876  *
877  * When we convert top-level IN quals into join operations, we must restrict
878  * the order of joining and use special join methods at some join points.
879  * We record information about each such IN clause in an InClauseInfo struct.
880  * These structs are kept in the PlannerInfo node's in_info_list.
881  */
882
883 typedef struct InClauseInfo
884 {
885         NodeTag         type;
886         Relids          lefthand;               /* base relids in lefthand expressions */
887         Relids          righthand;              /* base relids coming from the subselect */
888         List       *sub_targetlist; /* targetlist of original RHS subquery */
889
890         /*
891          * Note: sub_targetlist is just a list of Vars or expressions; it does not
892          * contain TargetEntry nodes.
893          */
894 } InClauseInfo;
895
896 /*
897  * Append-relation info.
898  *
899  * When we expand an inheritable table or a UNION-ALL subselect into an
900  * "append relation" (essentially, a list of child RTEs), we build an
901  * AppendRelInfo for each child RTE.  The list of AppendRelInfos indicates
902  * which child RTEs must be included when expanding the parent, and each
903  * node carries information needed to translate Vars referencing the parent
904  * into Vars referencing that child.
905  *
906  * These structs are kept in the PlannerInfo node's append_rel_list.
907  * Note that we just throw all the structs into one list, and scan the
908  * whole list when desiring to expand any one parent.  We could have used
909  * a more complex data structure (eg, one list per parent), but this would
910  * be harder to update during operations such as pulling up subqueries,
911  * and not really any easier to scan.  Considering that typical queries
912  * will not have many different append parents, it doesn't seem worthwhile
913  * to complicate things.
914  *
915  * Note: after completion of the planner prep phase, any given RTE is an
916  * append parent having entries in append_rel_list if and only if its
917  * "inh" flag is set.  We clear "inh" for plain tables that turn out not
918  * to have inheritance children, and (in an abuse of the original meaning
919  * of the flag) we set "inh" for subquery RTEs that turn out to be
920  * flattenable UNION ALL queries.  This lets us avoid useless searches
921  * of append_rel_list.
922  *
923  * Note: the data structure assumes that append-rel members are single
924  * baserels.  This is OK for inheritance, but it prevents us from pulling
925  * up a UNION ALL member subquery if it contains a join.  While that could
926  * be fixed with a more complex data structure, at present there's not much
927  * point because no improvement in the plan could result.
928  */
929
930 typedef struct AppendRelInfo
931 {
932         NodeTag         type;
933
934         /*
935          * These fields uniquely identify this append relationship.  There can be
936          * (in fact, always should be) multiple AppendRelInfos for the same
937          * parent_relid, but never more than one per child_relid, since a given
938          * RTE cannot be a child of more than one append parent.
939          */
940         Index           parent_relid;   /* RT index of append parent rel */
941         Index           child_relid;    /* RT index of append child rel */
942
943         /*
944          * For an inheritance appendrel, the parent and child are both regular
945          * relations, and we store their rowtype OIDs here for use in translating
946          * whole-row Vars.      For a UNION-ALL appendrel, the parent and child are
947          * both subqueries with no named rowtype, and we store InvalidOid here.
948          */
949         Oid                     parent_reltype; /* OID of parent's composite type */
950         Oid                     child_reltype;  /* OID of child's composite type */
951
952         /*
953          * The N'th element of this list is the integer column number of the child
954          * column corresponding to the N'th column of the parent. A list element
955          * is zero if it corresponds to a dropped column of the parent (this is
956          * only possible for inheritance cases, not UNION ALL).
957          */
958         List       *col_mappings;       /* list of child attribute numbers */
959
960         /*
961          * The N'th element of this list is a Var or expression representing the
962          * child column corresponding to the N'th column of the parent. This is
963          * used to translate Vars referencing the parent rel into references to
964          * the child.  A list element is NULL if it corresponds to a dropped
965          * column of the parent (this is only possible for inheritance cases, not
966          * UNION ALL).
967          *
968          * This might seem redundant with the col_mappings data, but it is handy
969          * because flattening of sub-SELECTs that are members of a UNION ALL will
970          * cause changes in the expressions that need to be substituted for a
971          * parent Var.  Adjusting this data structure lets us track what really
972          * needs to be substituted.
973          *
974          * Notice we only store entries for user columns (attno > 0).  Whole-row
975          * Vars are special-cased, and system columns (attno < 0) need no special
976          * translation since their attnos are the same for all tables.
977          *
978          * Caution: the Vars have varlevelsup = 0.      Be careful to adjust as needed
979          * when copying into a subquery.
980          */
981         List       *translated_vars;    /* Expressions in the child's Vars */
982
983         /*
984          * We store the parent table's OID here for inheritance, or InvalidOid for
985          * UNION ALL.  This is only needed to help in generating error messages if
986          * an attempt is made to reference a dropped parent column.
987          */
988         Oid                     parent_reloid;  /* OID of parent relation */
989 } AppendRelInfo;
990
991 #endif   /* RELATION_H */