]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/nodes/relation.h
Put back planner's ability to cache the results of mergejoinscansel(),
[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 1.134 2007/01/22 20:00:40 tgl 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-rel 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       *eq_classes;                         /* list of active EquivalenceClasses */
88
89         List       *canon_pathkeys;                     /* list of "canonical" PathKeys */
90
91         List       *left_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
92                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
93                                                                                  * w/nonnullable var on left */
94
95         List       *right_join_clauses;         /* list of RestrictInfos for
96                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
97                                                                                  * w/nonnullable var on right */
98
99         List       *full_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
100                                                                                  * mergejoinable full join clauses */
101
102         List       *oj_info_list;       /* list of OuterJoinInfos */
103
104         List       *in_info_list;       /* list of InClauseInfos */
105
106         List       *append_rel_list;    /* list of AppendRelInfos */
107
108         List       *query_pathkeys; /* desired pathkeys for query_planner(), and
109                                                                  * actual pathkeys afterwards */
110
111         List       *group_pathkeys; /* groupClause pathkeys, if any */
112         List       *sort_pathkeys;      /* sortClause pathkeys, if any */
113
114         MemoryContext planner_cxt;      /* context holding PlannerInfo */
115
116         double          total_table_pages;              /* # of pages in all tables of query */
117
118         double          tuple_fraction; /* tuple_fraction passed to query_planner */
119
120         bool            hasJoinRTEs;    /* true if any RTEs are RTE_JOIN kind */
121         bool            hasOuterJoins;  /* true if any RTEs are outer joins */
122         bool            hasHavingQual;  /* true if havingQual was non-null */
123         bool            hasPseudoConstantQuals; /* true if any RestrictInfo has
124                                                                                  * pseudoconstant = true */
125 } PlannerInfo;
126
127
128 /*----------
129  * RelOptInfo
130  *              Per-relation information for planning/optimization
131  *
132  * For planning purposes, a "base rel" is either a plain relation (a table)
133  * or the output of a sub-SELECT or function that appears in the range table.
134  * In either case it is uniquely identified by an RT index.  A "joinrel"
135  * is the joining of two or more base rels.  A joinrel is identified by
136  * the set of RT indexes for its component baserels.  We create RelOptInfo
137  * nodes for each baserel and joinrel, and store them in the PlannerInfo's
138  * simple_rel_array and join_rel_list respectively.
139  *
140  * Note that there is only one joinrel for any given set of component
141  * baserels, no matter what order we assemble them in; so an unordered
142  * set is the right datatype to identify it with.
143  *
144  * We also have "other rels", which are like base rels in that they refer to
145  * single RT indexes; but they are not part of the join tree, and are given
146  * a different RelOptKind to identify them.
147  *
148  * Currently the only kind of otherrels are those made for member relations
149  * of an "append relation", that is an inheritance set or UNION ALL subquery.
150  * An append relation has a parent RTE that is a base rel, which represents
151  * the entire append relation.  The member RTEs are otherrels.  The parent
152  * is present in the query join tree but the members are not.  The member
153  * RTEs and otherrels are used to plan the scans of the individual tables or
154  * subqueries of the append set; then the parent baserel is given an Append
155  * plan comprising the best plans for the individual member rels.  (See
156  * comments for AppendRelInfo for more information.)
157  *
158  * At one time we also made otherrels to represent join RTEs, for use in
159  * handling join alias Vars.  Currently this is not needed because all join
160  * alias Vars are expanded to non-aliased form during preprocess_expression.
161  *
162  * Parts of this data structure are specific to various scan and join
163  * mechanisms.  It didn't seem worth creating new node types for them.
164  *
165  *              relids - Set of base-relation identifiers; it is a base relation
166  *                              if there is just one, a join relation if more than one
167  *              rows - estimated number of tuples in the relation after restriction
168  *                         clauses have been applied (ie, output rows of a plan for it)
169  *              width - avg. number of bytes per tuple in the relation after the
170  *                              appropriate projections have been done (ie, output width)
171  *              reltargetlist - List of Var nodes for the attributes we need to
172  *                                              output from this relation (in no particular order)
173  *                                              NOTE: in a child relation, may contain RowExprs
174  *              pathlist - List of Path nodes, one for each potentially useful
175  *                                 method of generating the relation
176  *              cheapest_startup_path - the pathlist member with lowest startup cost
177  *                                                              (regardless of its ordering)
178  *              cheapest_total_path - the pathlist member with lowest total cost
179  *                                                        (regardless of its ordering)
180  *              cheapest_unique_path - for caching cheapest path to produce unique
181  *                                                         (no duplicates) output from relation
182  *
183  * If the relation is a base relation it will have these fields set:
184  *
185  *              relid - RTE index (this is redundant with the relids field, but
186  *                              is provided for convenience of access)
187  *              rtekind - distinguishes plain relation, subquery, or function RTE
188  *              min_attr, max_attr - range of valid AttrNumbers for rel
189  *              attr_needed - array of bitmapsets indicating the highest joinrel
190  *                              in which each attribute is needed; if bit 0 is set then
191  *                              the attribute is needed as part of final targetlist
192  *              attr_widths - cache space for per-attribute width estimates;
193  *                                        zero means not computed yet
194  *              indexlist - list of IndexOptInfo nodes for relation's indexes
195  *                                      (always NIL if it's not a table)
196  *              pages - number of disk pages in relation (zero if not a table)
197  *              tuples - number of tuples in relation (not considering restrictions)
198  *              subplan - plan for subquery (NULL if it's not a subquery)
199  *
200  *              Note: for a subquery, tuples and subplan are not set immediately
201  *              upon creation of the RelOptInfo object; they are filled in when
202  *              set_base_rel_pathlist processes the object.
203  *
204  *              For otherrels that are appendrel members, these fields are filled
205  *              in just as for a baserel.
206  *
207  * The presence of the remaining fields depends on the restrictions
208  * and joins that the relation participates in:
209  *
210  *              baserestrictinfo - List of RestrictInfo nodes, containing info about
211  *                                      each non-join qualification clause in which this relation
212  *                                      participates (only used for base rels)
213  *              baserestrictcost - Estimated cost of evaluating the baserestrictinfo
214  *                                      clauses at a single tuple (only used for base rels)
215  *              joininfo  - List of RestrictInfo nodes, containing info about each
216  *                                      join clause in which this relation participates (but
217  *                                      note this excludes clauses that might be derivable from
218  *                                      EquivalenceClasses)
219  *              has_eclass_joins - flag that EquivalenceClass joins are possible
220  *              index_outer_relids - only used for base rels; set of outer relids
221  *                                      that participate in indexable joinclauses for this rel
222  *              index_inner_paths - only used for base rels; list of InnerIndexscanInfo
223  *                                      nodes showing best indexpaths for various subsets of
224  *                                      index_outer_relids.
225  *
226  * Note: Keeping a restrictinfo list in the RelOptInfo is useful only for
227  * base rels, because for a join rel the set of clauses that are treated as
228  * restrict clauses varies depending on which sub-relations we choose to join.
229  * (For example, in a 3-base-rel join, a clause relating rels 1 and 2 must be
230  * treated as a restrictclause if we join {1} and {2 3} to make {1 2 3}; but
231  * if we join {1 2} and {3} then that clause will be a restrictclause in {1 2}
232  * and should not be processed again at the level of {1 2 3}.)  Therefore,
233  * the restrictinfo list in the join case appears in individual JoinPaths
234  * (field joinrestrictinfo), not in the parent relation.  But it's OK for
235  * the RelOptInfo to store the joininfo list, because that is the same
236  * for a given rel no matter how we form it.
237  *
238  * We store baserestrictcost in the RelOptInfo (for base relations) because
239  * we know we will need it at least once (to price the sequential scan)
240  * and may need it multiple times to price index scans.
241  *----------
242  */
243 typedef enum RelOptKind
244 {
245         RELOPT_BASEREL,
246         RELOPT_JOINREL,
247         RELOPT_OTHER_MEMBER_REL
248 } RelOptKind;
249
250 typedef struct RelOptInfo
251 {
252         NodeTag         type;
253
254         RelOptKind      reloptkind;
255
256         /* all relations included in this RelOptInfo */
257         Relids          relids;                 /* set of base relids (rangetable indexes) */
258
259         /* size estimates generated by planner */
260         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
261         int                     width;                  /* estimated avg width of result tuples */
262
263         /* materialization information */
264         List       *reltargetlist;      /* needed Vars */
265         List       *pathlist;           /* Path structures */
266         struct Path *cheapest_startup_path;
267         struct Path *cheapest_total_path;
268         struct Path *cheapest_unique_path;
269
270         /* information about a base rel (not set for join rels!) */
271         Index           relid;
272         RTEKind         rtekind;                /* RELATION, SUBQUERY, or FUNCTION */
273         AttrNumber      min_attr;               /* smallest attrno of rel (often <0) */
274         AttrNumber      max_attr;               /* largest attrno of rel */
275         Relids     *attr_needed;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
276         int32      *attr_widths;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
277         List       *indexlist;
278         BlockNumber pages;
279         double          tuples;
280         struct Plan *subplan;           /* if subquery */
281
282         /* used by various scans and joins: */
283         List       *baserestrictinfo;           /* RestrictInfo structures (if base
284                                                                                  * rel) */
285         QualCost        baserestrictcost;               /* cost of evaluating the above */
286         List       *joininfo;           /* RestrictInfo structures for join clauses
287                                                                  * involving this rel */
288         bool            has_eclass_joins;               /* T means joininfo is incomplete */
289
290         /* cached info about inner indexscan paths for relation: */
291         Relids          index_outer_relids;             /* other relids in indexable join
292                                                                                  * clauses */
293         List       *index_inner_paths;          /* InnerIndexscanInfo nodes */
294
295         /*
296          * Inner indexscans are not in the main pathlist because they are not
297          * usable except in specific join contexts.  We use the index_inner_paths
298          * list just to avoid recomputing the best inner indexscan repeatedly for
299          * similar outer relations.  See comments for InnerIndexscanInfo.
300          */
301 } RelOptInfo;
302
303 /*
304  * IndexOptInfo
305  *              Per-index information for planning/optimization
306  *
307  *              Prior to Postgres 7.0, RelOptInfo was used to describe both relations
308  *              and indexes, but that created confusion without actually doing anything
309  *              useful.  So now we have a separate IndexOptInfo struct for indexes.
310  *
311  *              opfamily[], indexkeys[], fwdsortop[], revsortop[], and nulls_first[]
312  *              each have ncolumns entries.  Note: for historical reasons, the
313  *              opfamily array has an extra entry that is always zero.  Some code
314  *              scans until it sees a zero entry, rather than looking at ncolumns.
315  *
316  *              Zeroes in the indexkeys[] array indicate index columns that are
317  *              expressions; there is one element in indexprs for each such column.
318  *
319  *              For an unordered index, the sortop arrays contains zeroes.  Note that
320  *              fwdsortop[] and nulls_first[] describe the sort ordering of a forward
321  *              indexscan; we can also consider a backward indexscan, which will
322  *              generate sort order described by revsortop/!nulls_first.
323  *
324  *              The indexprs and indpred expressions have been run through
325  *              prepqual.c and eval_const_expressions() for ease of matching to
326  *              WHERE clauses. indpred is in implicit-AND form.
327  */
328 typedef struct IndexOptInfo
329 {
330         NodeTag         type;
331
332         Oid                     indexoid;               /* OID of the index relation */
333         RelOptInfo *rel;                        /* back-link to index's table */
334
335         /* statistics from pg_class */
336         BlockNumber pages;                      /* number of disk pages in index */
337         double          tuples;                 /* number of index tuples in index */
338
339         /* index descriptor information */
340         int                     ncolumns;               /* number of columns in index */
341         Oid                *opfamily;           /* OIDs of operator families for columns */
342         int                *indexkeys;          /* column numbers of index's keys, or 0 */
343         Oid                *fwdsortop;          /* OIDs of sort operators for each column */
344         Oid                *revsortop;          /* OIDs of sort operators for backward scan */
345         bool       *nulls_first;        /* do NULLs come first in the sort order? */
346         Oid                     relam;                  /* OID of the access method (in pg_am) */
347
348         RegProcedure amcostestimate;    /* OID of the access method's cost fcn */
349
350         List       *indexprs;           /* expressions for non-simple index columns */
351         List       *indpred;            /* predicate if a partial index, else NIL */
352
353         bool            predOK;                 /* true if predicate matches query */
354         bool            unique;                 /* true if a unique index */
355         bool            amoptionalkey;  /* can query omit key for the first column? */
356 } IndexOptInfo;
357
358
359 /*
360  * EquivalenceClasses
361  *
362  * Whenever we can determine that a mergejoinable equality clause A = B is
363  * not delayed by any outer join, we create an EquivalenceClass containing
364  * the expressions A and B to record this knowledge.  If we later find another
365  * equivalence B = C, we add C to the existing EquivalenceClass; this may
366  * require merging two existing EquivalenceClasses.  At the end of the qual
367  * distribution process, we have sets of values that are known all transitively
368  * equal to each other, where "equal" is according to the rules of the btree
369  * operator family(s) shown in ec_opfamilies.  (We restrict an EC to contain
370  * only equalities whose operators belong to the same set of opfamilies.  This
371  * could probably be relaxed, but for now it's not worth the trouble, since
372  * nearly all equality operators belong to only one btree opclass anyway.)
373  *
374  * We also use EquivalenceClasses as the base structure for PathKeys, letting
375  * us represent knowledge about different sort orderings being equivalent.
376  * Since every PathKey must reference an EquivalenceClass, we will end up
377  * with single-member EquivalenceClasses whenever a sort key expression has
378  * not been equivalenced to anything else.  It is also possible that such an
379  * EquivalenceClass will contain a volatile expression ("ORDER BY random()"),
380  * which is a case that can't arise otherwise since clauses containing
381  * volatile functions are never considered mergejoinable.  We mark such
382  * EquivalenceClasses specially to prevent them from being merged with
383  * ordinary EquivalenceClasses.
384  *
385  * We allow equality clauses appearing below the nullable side of an outer join
386  * to form EquivalenceClasses, but these have a slightly different meaning:
387  * the included values might be all NULL rather than all the same non-null
388  * values.  See src/backend/optimizer/README for more on that point.
389  *
390  * NB: if ec_merged isn't NULL, this class has been merged into another, and
391  * should be ignored in favor of using the pointed-to class.
392  */
393 typedef struct EquivalenceClass
394 {
395         NodeTag         type;
396
397         List       *ec_opfamilies;              /* btree operator family OIDs */
398         List       *ec_members;                 /* list of EquivalenceMembers */
399         List       *ec_sources;                 /* list of generating RestrictInfos */
400         List       *ec_derives;                 /* list of derived RestrictInfos */
401         Relids          ec_relids;                      /* all relids appearing in ec_members */
402         bool            ec_has_const;           /* any pseudoconstants in ec_members? */
403         bool            ec_has_volatile;        /* the (sole) member is a volatile expr */
404         bool            ec_below_outer_join;    /* equivalence applies below an OJ */
405         bool            ec_broken;                      /* failed to generate needed clauses? */
406         struct EquivalenceClass *ec_merged;             /* set if merged into another EC */
407 } EquivalenceClass;
408
409 /*
410  * EquivalenceMember - one member expression of an EquivalenceClass
411  *
412  * em_is_child signifies that this element was built by transposing a member
413  * for an inheritance parent relation to represent the corresponding expression
414  * on an inheritance child.  The element should be ignored for all purposes
415  * except constructing inner-indexscan paths for the child relation.  (Other
416  * types of join are driven from transposed joininfo-list entries.)  Note
417  * that the EC's ec_relids field does NOT include the child relation.
418  *
419  * em_datatype is usually the same as exprType(em_expr), but can be
420  * different when dealing with a binary-compatible opfamily; in particular
421  * anyarray_ops would never work without this.  Use em_datatype when
422  * looking up a specific btree operator to work with this expression.
423  */
424 typedef struct EquivalenceMember
425 {
426         NodeTag         type;
427
428         Expr       *em_expr;            /* the expression represented */
429         Relids          em_relids;              /* all relids appearing in em_expr */
430         bool            em_is_const;    /* expression is pseudoconstant? */
431         bool            em_is_child;    /* derived version for a child relation? */
432         Oid                     em_datatype;    /* the "nominal type" used by the opfamily */
433 } EquivalenceMember;
434
435 /*
436  * PathKeys
437  *
438  * The sort ordering of a path is represented by a list of PathKey nodes.
439  * An empty list implies no known ordering.  Otherwise the first item
440  * represents the primary sort key, the second the first secondary sort key,
441  * etc.  The value being sorted is represented by linking to an
442  * EquivalenceClass containing that value and including pk_opfamily among its
443  * ec_opfamilies.  This is a convenient method because it makes it trivial
444  * to detect equivalent and closely-related orderings.  (See optimizer/README
445  * for more information.)
446  *
447  * Note: pk_strategy is either BTLessStrategyNumber (for ASC) or
448  * BTGreaterStrategyNumber (for DESC).  We assume that all ordering-capable
449  * index types will use btree-compatible strategy numbers.
450  */
451
452 typedef struct PathKey
453 {
454         NodeTag         type;
455
456         EquivalenceClass *pk_eclass;    /* the value that is ordered */
457         Oid                     pk_opfamily;            /* btree opfamily defining the ordering */
458         int                     pk_strategy;            /* sort direction (ASC or DESC) */
459         bool            pk_nulls_first;         /* do NULLs come before normal values? */
460 } PathKey;
461
462 /*
463  * Type "Path" is used as-is for sequential-scan paths.  For other
464  * path types it is the first component of a larger struct.
465  *
466  * Note: "pathtype" is the NodeTag of the Plan node we could build from this
467  * Path.  It is partially redundant with the Path's NodeTag, but allows us
468  * to use the same Path type for multiple Plan types where there is no need
469  * to distinguish the Plan type during path processing.
470  */
471
472 typedef struct Path
473 {
474         NodeTag         type;
475
476         NodeTag         pathtype;               /* tag identifying scan/join method */
477
478         RelOptInfo *parent;                     /* the relation this path can build */
479
480         /* estimated execution costs for path (see costsize.c for more info) */
481         Cost            startup_cost;   /* cost expended before fetching any tuples */
482         Cost            total_cost;             /* total cost (assuming all tuples fetched) */
483
484         List       *pathkeys;           /* sort ordering of path's output */
485         /* pathkeys is a List of PathKey nodes; see above */
486 } Path;
487
488 /*----------
489  * IndexPath represents an index scan over a single index.
490  *
491  * 'indexinfo' is the index to be scanned.
492  *
493  * 'indexclauses' is a list of index qualification clauses, with implicit
494  * AND semantics across the list.  Each clause is a RestrictInfo node from
495  * the query's WHERE or JOIN conditions.
496  *
497  * 'indexquals' has the same structure as 'indexclauses', but it contains
498  * the actual indexqual conditions that can be used with the index.
499  * In simple cases this is identical to 'indexclauses', but when special
500  * indexable operators appear in 'indexclauses', they are replaced by the
501  * derived indexscannable conditions in 'indexquals'.
502  *
503  * 'isjoininner' is TRUE if the path is a nestloop inner scan (that is,
504  * some of the index conditions are join rather than restriction clauses).
505  * Note that the path costs will be calculated differently from a plain
506  * indexscan in this case, and in addition there's a special 'rows' value
507  * different from the parent RelOptInfo's (see below).
508  *
509  * 'indexscandir' is one of:
510  *              ForwardScanDirection: forward scan of an ordered index
511  *              BackwardScanDirection: backward scan of an ordered index
512  *              NoMovementScanDirection: scan of an unordered index, or don't care
513  * (The executor doesn't care whether it gets ForwardScanDirection or
514  * NoMovementScanDirection for an indexscan, but the planner wants to
515  * distinguish ordered from unordered indexes for building pathkeys.)
516  *
517  * 'indextotalcost' and 'indexselectivity' are saved in the IndexPath so that
518  * we need not recompute them when considering using the same index in a
519  * bitmap index/heap scan (see BitmapHeapPath).  The costs of the IndexPath
520  * itself represent the costs of an IndexScan plan type.
521  *
522  * 'rows' is the estimated result tuple count for the indexscan.  This
523  * is the same as path.parent->rows for a simple indexscan, but it is
524  * different for a nestloop inner scan, because the additional indexquals
525  * coming from join clauses make the scan more selective than the parent
526  * rel's restrict clauses alone would do.
527  *----------
528  */
529 typedef struct IndexPath
530 {
531         Path            path;
532         IndexOptInfo *indexinfo;
533         List       *indexclauses;
534         List       *indexquals;
535         bool            isjoininner;
536         ScanDirection indexscandir;
537         Cost            indextotalcost;
538         Selectivity indexselectivity;
539         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
540 } IndexPath;
541
542 /*
543  * BitmapHeapPath represents one or more indexscans that generate TID bitmaps
544  * instead of directly accessing the heap, followed by AND/OR combinations
545  * to produce a single bitmap, followed by a heap scan that uses the bitmap.
546  * Note that the output is always considered unordered, since it will come
547  * out in physical heap order no matter what the underlying indexes did.
548  *
549  * The individual indexscans are represented by IndexPath nodes, and any
550  * logic on top of them is represented by a tree of BitmapAndPath and
551  * BitmapOrPath nodes.  Notice that we can use the same IndexPath node both
552  * to represent a regular IndexScan plan, and as the child of a BitmapHeapPath
553  * that represents scanning the same index using a BitmapIndexScan.  The
554  * startup_cost and total_cost figures of an IndexPath always represent the
555  * costs to use it as a regular IndexScan.      The costs of a BitmapIndexScan
556  * can be computed using the IndexPath's indextotalcost and indexselectivity.
557  *
558  * BitmapHeapPaths can be nestloop inner indexscans.  The isjoininner and
559  * rows fields serve the same purpose as for plain IndexPaths.
560  */
561 typedef struct BitmapHeapPath
562 {
563         Path            path;
564         Path       *bitmapqual;         /* IndexPath, BitmapAndPath, BitmapOrPath */
565         bool            isjoininner;    /* T if it's a nestloop inner scan */
566         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
567 } BitmapHeapPath;
568
569 /*
570  * BitmapAndPath represents a BitmapAnd plan node; it can only appear as
571  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
572  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
573  * we make it a derivative of Path anyway.
574  */
575 typedef struct BitmapAndPath
576 {
577         Path            path;
578         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapOrPaths */
579         Selectivity bitmapselectivity;
580 } BitmapAndPath;
581
582 /*
583  * BitmapOrPath represents a BitmapOr plan node; it can only appear as
584  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
585  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
586  * we make it a derivative of Path anyway.
587  */
588 typedef struct BitmapOrPath
589 {
590         Path            path;
591         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapAndPaths */
592         Selectivity bitmapselectivity;
593 } BitmapOrPath;
594
595 /*
596  * TidPath represents a scan by TID
597  *
598  * tidquals is an implicitly OR'ed list of qual expressions of the form
599  * "CTID = pseudoconstant" or "CTID = ANY(pseudoconstant_array)".
600  * Note they are bare expressions, not RestrictInfos.
601  */
602 typedef struct TidPath
603 {
604         Path            path;
605         List       *tidquals;           /* qual(s) involving CTID = something */
606 } TidPath;
607
608 /*
609  * AppendPath represents an Append plan, ie, successive execution of
610  * several member plans.
611  *
612  * Note: it is possible for "subpaths" to contain only one, or even no,
613  * elements.  These cases are optimized during create_append_plan.
614  */
615 typedef struct AppendPath
616 {
617         Path            path;
618         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
619 } AppendPath;
620
621 /*
622  * ResultPath represents use of a Result plan node to compute a variable-free
623  * targetlist with no underlying tables (a "SELECT expressions" query).
624  * The query could have a WHERE clause, too, represented by "quals".
625  *
626  * Note that quals is a list of bare clauses, not RestrictInfos.
627  */
628 typedef struct ResultPath
629 {
630         Path            path;
631         List       *quals;
632 } ResultPath;
633
634 /*
635  * MaterialPath represents use of a Material plan node, i.e., caching of
636  * the output of its subpath.  This is used when the subpath is expensive
637  * and needs to be scanned repeatedly, or when we need mark/restore ability
638  * and the subpath doesn't have it.
639  */
640 typedef struct MaterialPath
641 {
642         Path            path;
643         Path       *subpath;
644 } MaterialPath;
645
646 /*
647  * UniquePath represents elimination of distinct rows from the output of
648  * its subpath.
649  *
650  * This is unlike the other Path nodes in that it can actually generate
651  * different plans: either hash-based or sort-based implementation, or a
652  * no-op if the input path can be proven distinct already.      The decision
653  * is sufficiently localized that it's not worth having separate Path node
654  * types.  (Note: in the no-op case, we could eliminate the UniquePath node
655  * entirely and just return the subpath; but it's convenient to have a
656  * UniquePath in the path tree to signal upper-level routines that the input
657  * is known distinct.)
658  */
659 typedef enum
660 {
661         UNIQUE_PATH_NOOP,                       /* input is known unique already */
662         UNIQUE_PATH_HASH,                       /* use hashing */
663         UNIQUE_PATH_SORT                        /* use sorting */
664 } UniquePathMethod;
665
666 typedef struct UniquePath
667 {
668         Path            path;
669         Path       *subpath;
670         UniquePathMethod umethod;
671         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
672 } UniquePath;
673
674 /*
675  * All join-type paths share these fields.
676  */
677
678 typedef struct JoinPath
679 {
680         Path            path;
681
682         JoinType        jointype;
683
684         Path       *outerjoinpath;      /* path for the outer side of the join */
685         Path       *innerjoinpath;      /* path for the inner side of the join */
686
687         List       *joinrestrictinfo;           /* RestrictInfos to apply to join */
688
689         /*
690          * See the notes for RelOptInfo to understand why joinrestrictinfo is
691          * needed in JoinPath, and can't be merged into the parent RelOptInfo.
692          */
693 } JoinPath;
694
695 /*
696  * A nested-loop path needs no special fields.
697  */
698
699 typedef JoinPath NestPath;
700
701 /*
702  * A mergejoin path has these fields.
703  *
704  * path_mergeclauses lists the clauses (in the form of RestrictInfos)
705  * that will be used in the merge.
706  *
707  * Note that the mergeclauses are a subset of the parent relation's
708  * restriction-clause list.  Any join clauses that are not mergejoinable
709  * appear only in the parent's restrict list, and must be checked by a
710  * qpqual at execution time.
711  *
712  * outersortkeys (resp. innersortkeys) is NIL if the outer path
713  * (resp. inner path) is already ordered appropriately for the
714  * mergejoin.  If it is not NIL then it is a PathKeys list describing
715  * the ordering that must be created by an explicit sort step.
716  */
717
718 typedef struct MergePath
719 {
720         JoinPath        jpath;
721         List       *path_mergeclauses;          /* join clauses to be used for merge */
722         List       *outersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
723         List       *innersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
724 } MergePath;
725
726 /*
727  * A hashjoin path has these fields.
728  *
729  * The remarks above for mergeclauses apply for hashclauses as well.
730  *
731  * Hashjoin does not care what order its inputs appear in, so we have
732  * no need for sortkeys.
733  */
734
735 typedef struct HashPath
736 {
737         JoinPath        jpath;
738         List       *path_hashclauses;           /* join clauses used for hashing */
739 } HashPath;
740
741 /*
742  * Restriction clause info.
743  *
744  * We create one of these for each AND sub-clause of a restriction condition
745  * (WHERE or JOIN/ON clause).  Since the restriction clauses are logically
746  * ANDed, we can use any one of them or any subset of them to filter out
747  * tuples, without having to evaluate the rest.  The RestrictInfo node itself
748  * stores data used by the optimizer while choosing the best query plan.
749  *
750  * If a restriction clause references a single base relation, it will appear
751  * in the baserestrictinfo list of the RelOptInfo for that base rel.
752  *
753  * If a restriction clause references more than one base rel, it will
754  * appear in the joininfo list of every RelOptInfo that describes a strict
755  * subset of the base rels mentioned in the clause.  The joininfo lists are
756  * used to drive join tree building by selecting plausible join candidates.
757  * The clause cannot actually be applied until we have built a join rel
758  * containing all the base rels it references, however.
759  *
760  * When we construct a join rel that includes all the base rels referenced
761  * in a multi-relation restriction clause, we place that clause into the
762  * joinrestrictinfo lists of paths for the join rel, if neither left nor
763  * right sub-path includes all base rels referenced in the clause.      The clause
764  * will be applied at that join level, and will not propagate any further up
765  * the join tree.  (Note: the "predicate migration" code was once intended to
766  * push restriction clauses up and down the plan tree based on evaluation
767  * costs, but it's dead code and is unlikely to be resurrected in the
768  * foreseeable future.)
769  *
770  * Note that in the presence of more than two rels, a multi-rel restriction
771  * might reach different heights in the join tree depending on the join
772  * sequence we use.  So, these clauses cannot be associated directly with
773  * the join RelOptInfo, but must be kept track of on a per-join-path basis.
774  *
775  * RestrictInfos that represent equivalence conditions (i.e., mergejoinable
776  * equalities that are not outerjoin-delayed) are handled a bit differently.
777  * Initially we attach them to the EquivalenceClasses that are derived from
778  * them.  When we construct a scan or join path, we look through all the
779  * EquivalenceClasses and generate derived RestrictInfos representing the
780  * minimal set of conditions that need to be checked for this particular scan
781  * or join to enforce that all members of each EquivalenceClass are in fact
782  * equal in all rows emitted by the scan or join.
783  *
784  * When dealing with outer joins we have to be very careful about pushing qual
785  * clauses up and down the tree.  An outer join's own JOIN/ON conditions must
786  * be evaluated exactly at that join node, and any quals appearing in WHERE or
787  * in a JOIN above the outer join cannot be pushed down below the outer join.
788  * Otherwise the outer join will produce wrong results because it will see the
789  * wrong sets of input rows.  All quals are stored as RestrictInfo nodes
790  * during planning, but there's a flag to indicate whether a qual has been
791  * pushed down to a lower level than its original syntactic placement in the
792  * join tree would suggest.  If an outer join prevents us from pushing a qual
793  * down to its "natural" semantic level (the level associated with just the
794  * base rels used in the qual) then we mark the qual with a "required_relids"
795  * value including more than just the base rels it actually uses.  By
796  * pretending that the qual references all the rels appearing in the outer
797  * join, we prevent it from being evaluated below the outer join's joinrel.
798  * When we do form the outer join's joinrel, we still need to distinguish
799  * those quals that are actually in that join's JOIN/ON condition from those
800  * that appeared higher in the tree and were pushed down to the join rel
801  * because they used no other rels.  That's what the is_pushed_down flag is
802  * for; it tells us that a qual came from a point above the join of the
803  * set of base rels listed in required_relids.  A clause that originally came
804  * from WHERE will *always* have its is_pushed_down flag set; a clause that
805  * came from an INNER JOIN condition, but doesn't use all the rels being
806  * joined, will also have is_pushed_down set because it will get attached to
807  * some lower joinrel.
808  *
809  * When application of a qual must be delayed by outer join, we also mark it
810  * with outerjoin_delayed = true.  This isn't redundant with required_relids
811  * because that might equal clause_relids whether or not it's an outer-join
812  * clause.
813  *
814  * In general, the referenced clause might be arbitrarily complex.      The
815  * kinds of clauses we can handle as indexscan quals, mergejoin clauses,
816  * or hashjoin clauses are limited (e.g., no volatile functions).  The code
817  * for each kind of path is responsible for identifying the restrict clauses
818  * it can use and ignoring the rest.  Clauses not implemented by an indexscan,
819  * mergejoin, or hashjoin will be placed in the plan qual or joinqual field
820  * of the finished Plan node, where they will be enforced by general-purpose
821  * qual-expression-evaluation code.  (But we are still entitled to count
822  * their selectivity when estimating the result tuple count, if we
823  * can guess what it is...)
824  *
825  * When the referenced clause is an OR clause, we generate a modified copy
826  * in which additional RestrictInfo nodes are inserted below the top-level
827  * OR/AND structure.  This is a convenience for OR indexscan processing:
828  * indexquals taken from either the top level or an OR subclause will have
829  * associated RestrictInfo nodes.
830  *
831  * The can_join flag is set true if the clause looks potentially useful as
832  * a merge or hash join clause, that is if it is a binary opclause with
833  * nonoverlapping sets of relids referenced in the left and right sides.
834  * (Whether the operator is actually merge or hash joinable isn't checked,
835  * however.)
836  *
837  * The pseudoconstant flag is set true if the clause contains no Vars of
838  * the current query level and no volatile functions.  Such a clause can be
839  * pulled out and used as a one-time qual in a gating Result node.      We keep
840  * pseudoconstant clauses in the same lists as other RestrictInfos so that
841  * the regular clause-pushing machinery can assign them to the correct join
842  * level, but they need to be treated specially for cost and selectivity
843  * estimates.  Note that a pseudoconstant clause can never be an indexqual
844  * or merge or hash join clause, so it's of no interest to large parts of
845  * the planner.
846  *
847  * When join clauses are generated from EquivalenceClasses, there may be
848  * several equally valid ways to enforce join equivalence, of which we need
849  * apply only one.  We mark clauses of this kind by setting parent_ec to
850  * point to the generating EquivalenceClass.  Multiple clauses with the same
851  * parent_ec in the same join are redundant.
852  */
853
854 typedef struct RestrictInfo
855 {
856         NodeTag         type;
857
858         Expr       *clause;                     /* the represented clause of WHERE or JOIN */
859
860         bool            is_pushed_down; /* TRUE if clause was pushed down in level */
861
862         bool            outerjoin_delayed;              /* TRUE if delayed by outer join */
863
864         bool            can_join;               /* see comment above */
865
866         bool            pseudoconstant; /* see comment above */
867
868         /* The set of relids (varnos) actually referenced in the clause: */
869         Relids          clause_relids;
870
871         /* The set of relids required to evaluate the clause: */
872         Relids          required_relids;
873
874         /* These fields are set for any binary opclause: */
875         Relids          left_relids;    /* relids in left side of clause */
876         Relids          right_relids;   /* relids in right side of clause */
877
878         /* This field is NULL unless clause is an OR clause: */
879         Expr       *orclause;           /* modified clause with RestrictInfos */
880
881         /* This field is NULL unless clause is potentially redundant: */
882         EquivalenceClass *parent_ec;    /* generating EquivalenceClass */
883
884         /* cache space for cost and selectivity */
885         QualCost        eval_cost;              /* eval cost of clause; -1 if not yet set */
886         Selectivity this_selec;         /* selectivity; -1 if not yet set */
887
888         /* valid if clause is mergejoinable, else NIL */
889         List       *mergeopfamilies;    /* opfamilies containing clause operator */
890
891         /* cache space for mergeclause processing; NULL if not yet set */
892         EquivalenceClass *left_ec;      /* EquivalenceClass containing lefthand */
893         EquivalenceClass *right_ec;     /* EquivalenceClass containing righthand */
894         EquivalenceMember *left_em;             /* EquivalenceMember for lefthand */
895         EquivalenceMember *right_em;    /* EquivalenceMember for righthand */
896         List       *scansel_cache;      /* list of MergeScanSelCache structs */
897
898         /* transient workspace for use while considering a specific join path */
899         bool            outer_is_left;  /* T = outer var on left, F = on right */
900
901         /* valid if clause is hashjoinable, else InvalidOid: */
902         Oid                     hashjoinoperator;               /* copy of clause operator */
903
904         /* cache space for hashclause processing; -1 if not yet set */
905         Selectivity left_bucketsize;    /* avg bucketsize of left side */
906         Selectivity right_bucketsize;           /* avg bucketsize of right side */
907 } RestrictInfo;
908
909 /*
910  * Since mergejoinscansel() is a relatively expensive function, and would
911  * otherwise be invoked many times while planning a large join tree,
912  * we go out of our way to cache its results.  Each mergejoinable
913  * RestrictInfo carries a list of the specific sort orderings that have
914  * been considered for use with it, and the resulting selectivities.
915  */
916 typedef struct MergeScanSelCache
917 {
918         /* Ordering details (cache lookup key) */
919         Oid                     opfamily;               /* btree opfamily defining the ordering */
920         int                     strategy;               /* sort direction (ASC or DESC) */
921         bool            nulls_first;    /* do NULLs come before normal values? */
922         /* Results */
923         Selectivity     leftscansel;    /* scan fraction for clause left side */
924         Selectivity     rightscansel;   /* scan fraction for clause right side */
925 } MergeScanSelCache;
926
927 /*
928  * Inner indexscan info.
929  *
930  * An inner indexscan is one that uses one or more joinclauses as index
931  * conditions (perhaps in addition to plain restriction clauses).  So it
932  * can only be used as the inner path of a nestloop join where the outer
933  * relation includes all other relids appearing in those joinclauses.
934  * The set of usable joinclauses, and thus the best inner indexscan,
935  * thus varies depending on which outer relation we consider; so we have
936  * to recompute the best such path for every join.      To avoid lots of
937  * redundant computation, we cache the results of such searches.  For
938  * each relation we compute the set of possible otherrelids (all relids
939  * appearing in joinquals that could become indexquals for this table).
940  * Two outer relations whose relids have the same intersection with this
941  * set will have the same set of available joinclauses and thus the same
942  * best inner indexscan for the inner relation.  By taking the intersection
943  * before scanning the cache, we avoid recomputing when considering
944  * join rels that differ only by the inclusion of irrelevant other rels.
945  *
946  * The search key also includes a bool showing whether the join being
947  * considered is an outer join.  Since we constrain the join order for
948  * outer joins, I believe that this bool can only have one possible value
949  * for any particular base relation; but store it anyway to avoid confusion.
950  */
951
952 typedef struct InnerIndexscanInfo
953 {
954         NodeTag         type;
955         /* The lookup key: */
956         Relids          other_relids;   /* a set of relevant other relids */
957         bool            isouterjoin;    /* true if join is outer */
958         /* Best path for this lookup key: */
959         Path       *best_innerpath; /* best inner indexscan, or NULL if none */
960 } InnerIndexscanInfo;
961
962 /*
963  * Outer join info.
964  *
965  * One-sided outer joins constrain the order of joining partially but not
966  * completely.  We flatten such joins into the planner's top-level list of
967  * relations to join, but record information about each outer join in an
968  * OuterJoinInfo struct.  These structs are kept in the PlannerInfo node's
969  * oj_info_list.
970  *
971  * min_lefthand and min_righthand are the sets of base relids that must be
972  * available on each side when performing the outer join.  lhs_strict is
973  * true if the outer join's condition cannot succeed when the LHS variables
974  * are all NULL (this means that the outer join can commute with upper-level
975  * outer joins even if it appears in their RHS).  We don't bother to set
976  * lhs_strict for FULL JOINs, however.
977  *
978  * It is not valid for either min_lefthand or min_righthand to be empty sets;
979  * if they were, this would break the logic that enforces join order.
980  *
981  * Note: OuterJoinInfo directly represents only LEFT JOIN and FULL JOIN;
982  * RIGHT JOIN is handled by switching the inputs to make it a LEFT JOIN.
983  * We make an OuterJoinInfo for FULL JOINs even though there is no flexibility
984  * of planning for them, because this simplifies make_join_rel()'s API.
985  */
986
987 typedef struct OuterJoinInfo
988 {
989         NodeTag         type;
990         Relids          min_lefthand;   /* base relids in minimum LHS for join */
991         Relids          min_righthand;  /* base relids in minimum RHS for join */
992         bool            is_full_join;   /* it's a FULL OUTER JOIN */
993         bool            lhs_strict;             /* joinclause is strict for some LHS rel */
994 } OuterJoinInfo;
995
996 /*
997  * IN clause info.
998  *
999  * When we convert top-level IN quals into join operations, we must restrict
1000  * the order of joining and use special join methods at some join points.
1001  * We record information about each such IN clause in an InClauseInfo struct.
1002  * These structs are kept in the PlannerInfo node's in_info_list.
1003  *
1004  * Note: sub_targetlist is just a list of Vars or expressions; it does not
1005  * contain TargetEntry nodes.
1006  */
1007
1008 typedef struct InClauseInfo
1009 {
1010         NodeTag         type;
1011         Relids          lefthand;               /* base relids in lefthand expressions */
1012         Relids          righthand;              /* base relids coming from the subselect */
1013         List       *sub_targetlist; /* targetlist of original RHS subquery */
1014         List       *in_operators;       /* OIDs of the IN's equality operator(s) */
1015 } InClauseInfo;
1016
1017 /*
1018  * Append-relation info.
1019  *
1020  * When we expand an inheritable table or a UNION-ALL subselect into an
1021  * "append relation" (essentially, a list of child RTEs), we build an
1022  * AppendRelInfo for each child RTE.  The list of AppendRelInfos indicates
1023  * which child RTEs must be included when expanding the parent, and each
1024  * node carries information needed to translate Vars referencing the parent
1025  * into Vars referencing that child.
1026  *
1027  * These structs are kept in the PlannerInfo node's append_rel_list.
1028  * Note that we just throw all the structs into one list, and scan the
1029  * whole list when desiring to expand any one parent.  We could have used
1030  * a more complex data structure (eg, one list per parent), but this would
1031  * be harder to update during operations such as pulling up subqueries,
1032  * and not really any easier to scan.  Considering that typical queries
1033  * will not have many different append parents, it doesn't seem worthwhile
1034  * to complicate things.
1035  *
1036  * Note: after completion of the planner prep phase, any given RTE is an
1037  * append parent having entries in append_rel_list if and only if its
1038  * "inh" flag is set.  We clear "inh" for plain tables that turn out not
1039  * to have inheritance children, and (in an abuse of the original meaning
1040  * of the flag) we set "inh" for subquery RTEs that turn out to be
1041  * flattenable UNION ALL queries.  This lets us avoid useless searches
1042  * of append_rel_list.
1043  *
1044  * Note: the data structure assumes that append-rel members are single
1045  * baserels.  This is OK for inheritance, but it prevents us from pulling
1046  * up a UNION ALL member subquery if it contains a join.  While that could
1047  * be fixed with a more complex data structure, at present there's not much
1048  * point because no improvement in the plan could result.
1049  */
1050
1051 typedef struct AppendRelInfo
1052 {
1053         NodeTag         type;
1054
1055         /*
1056          * These fields uniquely identify this append relationship.  There can be
1057          * (in fact, always should be) multiple AppendRelInfos for the same
1058          * parent_relid, but never more than one per child_relid, since a given
1059          * RTE cannot be a child of more than one append parent.
1060          */
1061         Index           parent_relid;   /* RT index of append parent rel */
1062         Index           child_relid;    /* RT index of append child rel */
1063
1064         /*
1065          * For an inheritance appendrel, the parent and child are both regular
1066          * relations, and we store their rowtype OIDs here for use in translating
1067          * whole-row Vars.      For a UNION-ALL appendrel, the parent and child are
1068          * both subqueries with no named rowtype, and we store InvalidOid here.
1069          */
1070         Oid                     parent_reltype; /* OID of parent's composite type */
1071         Oid                     child_reltype;  /* OID of child's composite type */
1072
1073         /*
1074          * The N'th element of this list is the integer column number of the child
1075          * column corresponding to the N'th column of the parent. A list element
1076          * is zero if it corresponds to a dropped column of the parent (this is
1077          * only possible for inheritance cases, not UNION ALL).
1078          */
1079         List       *col_mappings;       /* list of child attribute numbers */
1080
1081         /*
1082          * The N'th element of this list is a Var or expression representing the
1083          * child column corresponding to the N'th column of the parent. This is
1084          * used to translate Vars referencing the parent rel into references to
1085          * the child.  A list element is NULL if it corresponds to a dropped
1086          * column of the parent (this is only possible for inheritance cases, not
1087          * UNION ALL).
1088          *
1089          * This might seem redundant with the col_mappings data, but it is handy
1090          * because flattening of sub-SELECTs that are members of a UNION ALL will
1091          * cause changes in the expressions that need to be substituted for a
1092          * parent Var.  Adjusting this data structure lets us track what really
1093          * needs to be substituted.
1094          *
1095          * Notice we only store entries for user columns (attno > 0).  Whole-row
1096          * Vars are special-cased, and system columns (attno < 0) need no special
1097          * translation since their attnos are the same for all tables.
1098          *
1099          * Caution: the Vars have varlevelsup = 0.      Be careful to adjust as needed
1100          * when copying into a subquery.
1101          */
1102         List       *translated_vars;    /* Expressions in the child's Vars */
1103
1104         /*
1105          * We store the parent table's OID here for inheritance, or InvalidOid for
1106          * UNION ALL.  This is only needed to help in generating error messages if
1107          * an attempt is made to reference a dropped parent column.
1108          */
1109         Oid                     parent_reloid;  /* OID of parent relation */
1110 } AppendRelInfo;
1111
1112 #endif   /* RELATION_H */