]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/nodes/relation.h
Create the system catalog infrastructure needed for KNNGIST.
[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) 1996-2010, PostgreSQL Global Development Group
8  * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
9  *
10  * src/include/nodes/relation.h
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/params.h"
20 #include "nodes/parsenodes.h"
21 #include "storage/block.h"
22
23
24 /*
25  * Relids
26  *              Set of relation identifiers (indexes into the rangetable).
27  */
28 typedef Bitmapset *Relids;
29
30 /*
31  * When looking for a "cheapest path", this enum specifies whether we want
32  * cheapest startup cost or cheapest total cost.
33  */
34 typedef enum CostSelector
35 {
36         STARTUP_COST, TOTAL_COST
37 } CostSelector;
38
39 /*
40  * The cost estimate produced by cost_qual_eval() includes both a one-time
41  * (startup) cost, and a per-tuple cost.
42  */
43 typedef struct QualCost
44 {
45         Cost            startup;                /* one-time cost */
46         Cost            per_tuple;              /* per-evaluation cost */
47 } QualCost;
48
49
50 /*----------
51  * PlannerGlobal
52  *              Global information for planning/optimization
53  *
54  * PlannerGlobal holds state for an entire planner invocation; this state
55  * is shared across all levels of sub-Queries that exist in the command being
56  * planned.
57  *----------
58  */
59 typedef struct PlannerGlobal
60 {
61         NodeTag         type;
62
63         ParamListInfo boundParams;      /* Param values provided to planner() */
64
65         List       *paramlist;          /* to keep track of cross-level Params */
66
67         List       *subplans;           /* Plans for SubPlan nodes */
68
69         List       *subrtables;         /* Rangetables for SubPlan nodes */
70
71         List       *subrowmarks;        /* PlanRowMarks for SubPlan nodes */
72
73         Bitmapset  *rewindPlanIDs;      /* indices of subplans that require REWIND */
74
75         List       *finalrtable;        /* "flat" rangetable for executor */
76
77         List       *finalrowmarks;      /* "flat" list of PlanRowMarks */
78
79         List       *relationOids;       /* OIDs of relations the plan depends on */
80
81         List       *invalItems;         /* other dependencies, as PlanInvalItems */
82
83         Index           lastPHId;               /* highest PlaceHolderVar ID assigned */
84
85         bool            transientPlan;  /* redo plan when TransactionXmin changes? */
86 } PlannerGlobal;
87
88 /* macro for fetching the Plan associated with a SubPlan node */
89 #define planner_subplan_get_plan(root, subplan) \
90         ((Plan *) list_nth((root)->glob->subplans, (subplan)->plan_id - 1))
91
92
93 /*----------
94  * PlannerInfo
95  *              Per-query information for planning/optimization
96  *
97  * This struct is conventionally called "root" in all the planner routines.
98  * It holds links to all of the planner's working state, in addition to the
99  * original Query.      Note that at present the planner extensively modifies
100  * the passed-in Query data structure; someday that should stop.
101  *----------
102  */
103 typedef struct PlannerInfo
104 {
105         NodeTag         type;
106
107         Query      *parse;                      /* the Query being planned */
108
109         PlannerGlobal *glob;            /* global info for current planner run */
110
111         Index           query_level;    /* 1 at the outermost Query */
112
113         struct PlannerInfo *parent_root;        /* NULL at outermost Query */
114
115         /*
116          * simple_rel_array holds pointers to "base rels" and "other rels" (see
117          * comments for RelOptInfo for more info).      It is indexed by rangetable
118          * index (so entry 0 is always wasted).  Entries can be NULL when an RTE
119          * does not correspond to a base relation, such as a join RTE or an
120          * unreferenced view RTE; or if the RelOptInfo hasn't been made yet.
121          */
122         struct RelOptInfo **simple_rel_array;           /* All 1-rel RelOptInfos */
123         int                     simple_rel_array_size;  /* allocated size of array */
124
125         /*
126          * simple_rte_array is the same length as simple_rel_array and holds
127          * pointers to the associated rangetable entries.  This lets us avoid
128          * rt_fetch(), which can be a bit slow once large inheritance sets have
129          * been expanded.
130          */
131         RangeTblEntry **simple_rte_array;       /* rangetable as an array */
132
133         /*
134          * join_rel_list is a list of all join-relation RelOptInfos we have
135          * considered in this planning run.  For small problems we just scan the
136          * list to do lookups, but when there are many join relations we build a
137          * hash table for faster lookups.  The hash table is present and valid
138          * when join_rel_hash is not NULL.      Note that we still maintain the list
139          * even when using the hash table for lookups; this simplifies life for
140          * GEQO.
141          */
142         List       *join_rel_list;      /* list of join-relation RelOptInfos */
143         struct HTAB *join_rel_hash; /* optional hashtable for join relations */
144
145         /*
146          * When doing a dynamic-programming-style join search, join_rel_level[k]
147          * is a list of all join-relation RelOptInfos of level k, and
148          * join_cur_level is the current level.  New join-relation RelOptInfos are
149          * automatically added to the join_rel_level[join_cur_level] list.
150          * join_rel_level is NULL if not in use.
151          */
152         List      **join_rel_level; /* lists of join-relation RelOptInfos */
153         int                     join_cur_level; /* index of list being extended */
154
155         List       *resultRelations;    /* integer list of RT indexes, or NIL */
156
157         List       *init_plans;         /* init SubPlans for query */
158
159         List       *cte_plan_ids;       /* per-CTE-item list of subplan IDs */
160
161         List       *eq_classes;         /* list of active EquivalenceClasses */
162
163         List       *canon_pathkeys; /* list of "canonical" PathKeys */
164
165         List       *left_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
166                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
167                                                                                  * w/nonnullable var on left */
168
169         List       *right_join_clauses;         /* list of RestrictInfos for
170                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
171                                                                                  * w/nonnullable var on right */
172
173         List       *full_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
174                                                                                  * mergejoinable full join clauses */
175
176         List       *join_info_list; /* list of SpecialJoinInfos */
177
178         List       *append_rel_list;    /* list of AppendRelInfos */
179
180         List       *rowMarks;           /* list of PlanRowMarks */
181
182         List       *placeholder_list;           /* list of PlaceHolderInfos */
183
184         List       *query_pathkeys; /* desired pathkeys for query_planner(), and
185                                                                  * actual pathkeys afterwards */
186
187         List       *group_pathkeys; /* groupClause pathkeys, if any */
188         List       *window_pathkeys;    /* pathkeys of bottom window, if any */
189         List       *distinct_pathkeys;          /* distinctClause pathkeys, if any */
190         List       *sort_pathkeys;      /* sortClause pathkeys, if any */
191
192         List       *minmax_aggs;        /* List of MinMaxAggInfos */
193
194         List       *initial_rels;       /* RelOptInfos we are now trying to join */
195
196         MemoryContext planner_cxt;      /* context holding PlannerInfo */
197
198         double          total_table_pages;              /* # of pages in all tables of query */
199
200         double          tuple_fraction; /* tuple_fraction passed to query_planner */
201         double          limit_tuples;   /* limit_tuples passed to query_planner */
202
203         bool            hasInheritedTarget;             /* true if parse->resultRelation is an
204                                                                                  * inheritance child rel */
205         bool            hasJoinRTEs;    /* true if any RTEs are RTE_JOIN kind */
206         bool            hasHavingQual;  /* true if havingQual was non-null */
207         bool            hasPseudoConstantQuals; /* true if any RestrictInfo has
208                                                                                  * pseudoconstant = true */
209         bool            hasRecursion;   /* true if planning a recursive WITH item */
210
211         /* These fields are used only when hasRecursion is true: */
212         int                     wt_param_id;    /* PARAM_EXEC ID for the work table */
213         struct Plan *non_recursive_plan;        /* plan for non-recursive term */
214
215         /* These fields are workspace for createplan.c */
216         Relids          curOuterRels;                   /* outer rels above current node */
217         List       *curOuterParams;                     /* not-yet-assigned NestLoopParams */
218
219         /* optional private data for join_search_hook, e.g., GEQO */
220         void       *join_search_private;
221 } PlannerInfo;
222
223
224 /*
225  * In places where it's known that simple_rte_array[] must have been prepared
226  * already, we just index into it to fetch RTEs.  In code that might be
227  * executed before or after entering query_planner(), use this macro.
228  */
229 #define planner_rt_fetch(rti, root) \
230         ((root)->simple_rte_array ? (root)->simple_rte_array[rti] : \
231          rt_fetch(rti, (root)->parse->rtable))
232
233
234 /*----------
235  * RelOptInfo
236  *              Per-relation information for planning/optimization
237  *
238  * For planning purposes, a "base rel" is either a plain relation (a table)
239  * or the output of a sub-SELECT or function that appears in the range table.
240  * In either case it is uniquely identified by an RT index.  A "joinrel"
241  * is the joining of two or more base rels.  A joinrel is identified by
242  * the set of RT indexes for its component baserels.  We create RelOptInfo
243  * nodes for each baserel and joinrel, and store them in the PlannerInfo's
244  * simple_rel_array and join_rel_list respectively.
245  *
246  * Note that there is only one joinrel for any given set of component
247  * baserels, no matter what order we assemble them in; so an unordered
248  * set is the right datatype to identify it with.
249  *
250  * We also have "other rels", which are like base rels in that they refer to
251  * single RT indexes; but they are not part of the join tree, and are given
252  * a different RelOptKind to identify them.  Lastly, there is a RelOptKind
253  * for "dead" relations, which are base rels that we have proven we don't
254  * need to join after all.
255  *
256  * Currently the only kind of otherrels are those made for member relations
257  * of an "append relation", that is an inheritance set or UNION ALL subquery.
258  * An append relation has a parent RTE that is a base rel, which represents
259  * the entire append relation.  The member RTEs are otherrels.  The parent
260  * is present in the query join tree but the members are not.  The member
261  * RTEs and otherrels are used to plan the scans of the individual tables or
262  * subqueries of the append set; then the parent baserel is given Append
263  * and/or MergeAppend paths comprising the best paths for the individual
264  * member rels.  (See comments for AppendRelInfo for more information.)
265  *
266  * At one time we also made otherrels to represent join RTEs, for use in
267  * handling join alias Vars.  Currently this is not needed because all join
268  * alias Vars are expanded to non-aliased form during preprocess_expression.
269  *
270  * Parts of this data structure are specific to various scan and join
271  * mechanisms.  It didn't seem worth creating new node types for them.
272  *
273  *              relids - Set of base-relation identifiers; it is a base relation
274  *                              if there is just one, a join relation if more than one
275  *              rows - estimated number of tuples in the relation after restriction
276  *                         clauses have been applied (ie, output rows of a plan for it)
277  *              width - avg. number of bytes per tuple in the relation after the
278  *                              appropriate projections have been done (ie, output width)
279  *              reltargetlist - List of Var and PlaceHolderVar nodes for the values
280  *                                              we need to output from this relation.
281  *                                              List is in no particular order, but all rels of an
282  *                                              appendrel set must use corresponding orders.
283  *                                              NOTE: in a child relation, may contain RowExpr or
284  *                                              ConvertRowtypeExpr representing a whole-row Var.
285  *              pathlist - List of Path nodes, one for each potentially useful
286  *                                 method of generating the relation
287  *              cheapest_startup_path - the pathlist member with lowest startup cost
288  *                                                              (regardless of its ordering)
289  *              cheapest_total_path - the pathlist member with lowest total cost
290  *                                                        (regardless of its ordering)
291  *              cheapest_unique_path - for caching cheapest path to produce unique
292  *                                                         (no duplicates) output from relation
293  *
294  * If the relation is a base relation it will have these fields set:
295  *
296  *              relid - RTE index (this is redundant with the relids field, but
297  *                              is provided for convenience of access)
298  *              rtekind - distinguishes plain relation, subquery, or function RTE
299  *              min_attr, max_attr - range of valid AttrNumbers for rel
300  *              attr_needed - array of bitmapsets indicating the highest joinrel
301  *                              in which each attribute is needed; if bit 0 is set then
302  *                              the attribute is needed as part of final targetlist
303  *              attr_widths - cache space for per-attribute width estimates;
304  *                                        zero means not computed yet
305  *              indexlist - list of IndexOptInfo nodes for relation's indexes
306  *                                      (always NIL if it's not a table)
307  *              pages - number of disk pages in relation (zero if not a table)
308  *              tuples - number of tuples in relation (not considering restrictions)
309  *              subplan - plan for subquery (NULL if it's not a subquery)
310  *              subrtable - rangetable for subquery (NIL if it's not a subquery)
311  *              subrowmark - rowmarks for subquery (NIL if it's not a subquery)
312  *
313  *              Note: for a subquery, tuples and subplan are not set immediately
314  *              upon creation of the RelOptInfo object; they are filled in when
315  *              set_base_rel_pathlist processes the object.
316  *
317  *              For otherrels that are appendrel members, these fields are filled
318  *              in just as for a baserel.
319  *
320  * The presence of the remaining fields depends on the restrictions
321  * and joins that the relation participates in:
322  *
323  *              baserestrictinfo - List of RestrictInfo nodes, containing info about
324  *                                      each non-join qualification clause in which this relation
325  *                                      participates (only used for base rels)
326  *              baserestrictcost - Estimated cost of evaluating the baserestrictinfo
327  *                                      clauses at a single tuple (only used for base rels)
328  *              joininfo  - List of RestrictInfo nodes, containing info about each
329  *                                      join clause in which this relation participates (but
330  *                                      note this excludes clauses that might be derivable from
331  *                                      EquivalenceClasses)
332  *              has_eclass_joins - flag that EquivalenceClass joins are possible
333  *              index_outer_relids - only used for base rels; set of outer relids
334  *                                      that participate in indexable joinclauses for this rel
335  *              index_inner_paths - only used for base rels; list of InnerIndexscanInfo
336  *                                      nodes showing best indexpaths for various subsets of
337  *                                      index_outer_relids.
338  *
339  * Note: Keeping a restrictinfo list in the RelOptInfo is useful only for
340  * base rels, because for a join rel the set of clauses that are treated as
341  * restrict clauses varies depending on which sub-relations we choose to join.
342  * (For example, in a 3-base-rel join, a clause relating rels 1 and 2 must be
343  * treated as a restrictclause if we join {1} and {2 3} to make {1 2 3}; but
344  * if we join {1 2} and {3} then that clause will be a restrictclause in {1 2}
345  * and should not be processed again at the level of {1 2 3}.)  Therefore,
346  * the restrictinfo list in the join case appears in individual JoinPaths
347  * (field joinrestrictinfo), not in the parent relation.  But it's OK for
348  * the RelOptInfo to store the joininfo list, because that is the same
349  * for a given rel no matter how we form it.
350  *
351  * We store baserestrictcost in the RelOptInfo (for base relations) because
352  * we know we will need it at least once (to price the sequential scan)
353  * and may need it multiple times to price index scans.
354  *----------
355  */
356 typedef enum RelOptKind
357 {
358         RELOPT_BASEREL,
359         RELOPT_JOINREL,
360         RELOPT_OTHER_MEMBER_REL,
361         RELOPT_DEADREL
362 } RelOptKind;
363
364 typedef struct RelOptInfo
365 {
366         NodeTag         type;
367
368         RelOptKind      reloptkind;
369
370         /* all relations included in this RelOptInfo */
371         Relids          relids;                 /* set of base relids (rangetable indexes) */
372
373         /* size estimates generated by planner */
374         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
375         int                     width;                  /* estimated avg width of result tuples */
376
377         /* materialization information */
378         List       *reltargetlist;      /* Vars to be output by scan of relation */
379         List       *pathlist;           /* Path structures */
380         struct Path *cheapest_startup_path;
381         struct Path *cheapest_total_path;
382         struct Path *cheapest_unique_path;
383
384         /* information about a base rel (not set for join rels!) */
385         Index           relid;
386         Oid                     reltablespace;  /* containing tablespace */
387         RTEKind         rtekind;                /* RELATION, SUBQUERY, or FUNCTION */
388         AttrNumber      min_attr;               /* smallest attrno of rel (often <0) */
389         AttrNumber      max_attr;               /* largest attrno of rel */
390         Relids     *attr_needed;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
391         int32      *attr_widths;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
392         List       *indexlist;          /* list of IndexOptInfo */
393         BlockNumber pages;
394         double          tuples;
395         struct Plan *subplan;           /* if subquery */
396         List       *subrtable;          /* if subquery */
397         List       *subrowmark;         /* if subquery */
398
399         /* used by various scans and joins: */
400         List       *baserestrictinfo;           /* RestrictInfo structures (if base
401                                                                                  * rel) */
402         QualCost        baserestrictcost;               /* cost of evaluating the above */
403         List       *joininfo;           /* RestrictInfo structures for join clauses
404                                                                  * involving this rel */
405         bool            has_eclass_joins;               /* T means joininfo is incomplete */
406
407         /* cached info about inner indexscan paths for relation: */
408         Relids          index_outer_relids;             /* other relids in indexable join
409                                                                                  * clauses */
410         List       *index_inner_paths;          /* InnerIndexscanInfo nodes */
411
412         /*
413          * Inner indexscans are not in the main pathlist because they are not
414          * usable except in specific join contexts.  We use the index_inner_paths
415          * list just to avoid recomputing the best inner indexscan repeatedly for
416          * similar outer relations.  See comments for InnerIndexscanInfo.
417          */
418 } RelOptInfo;
419
420 /*
421  * IndexOptInfo
422  *              Per-index information for planning/optimization
423  *
424  *              Prior to Postgres 7.0, RelOptInfo was used to describe both relations
425  *              and indexes, but that created confusion without actually doing anything
426  *              useful.  So now we have a separate IndexOptInfo struct for indexes.
427  *
428  *              opfamily[], indexkeys[], opcintype[], fwdsortop[], revsortop[],
429  *              and nulls_first[] each have ncolumns entries.
430  *
431  *              Zeroes in the indexkeys[] array indicate index columns that are
432  *              expressions; there is one element in indexprs for each such column.
433  *
434  *              For an unordered index, the sortop arrays contains zeroes.      Note that
435  *              fwdsortop[] and nulls_first[] describe the sort ordering of a forward
436  *              indexscan; we can also consider a backward indexscan, which will
437  *              generate sort order described by revsortop/!nulls_first.
438  *
439  *              The indexprs and indpred expressions have been run through
440  *              prepqual.c and eval_const_expressions() for ease of matching to
441  *              WHERE clauses. indpred is in implicit-AND form.
442  */
443 typedef struct IndexOptInfo
444 {
445         NodeTag         type;
446
447         Oid                     indexoid;               /* OID of the index relation */
448         Oid                     reltablespace;  /* tablespace of index (not table) */
449         RelOptInfo *rel;                        /* back-link to index's table */
450
451         /* statistics from pg_class */
452         BlockNumber pages;                      /* number of disk pages in index */
453         double          tuples;                 /* number of index tuples in index */
454
455         /* index descriptor information */
456         int                     ncolumns;               /* number of columns in index */
457         Oid                *opfamily;           /* OIDs of operator families for columns */
458         int                *indexkeys;          /* column numbers of index's keys, or 0 */
459         Oid                *opcintype;          /* OIDs of opclass declared input data types */
460         Oid                *fwdsortop;          /* OIDs of sort operators for each column */
461         Oid                *revsortop;          /* OIDs of sort operators for backward scan */
462         bool       *nulls_first;        /* do NULLs come first in the sort order? */
463         Oid                     relam;                  /* OID of the access method (in pg_am) */
464
465         RegProcedure amcostestimate;    /* OID of the access method's cost fcn */
466
467         List       *indexprs;           /* expressions for non-simple index columns */
468         List       *indpred;            /* predicate if a partial index, else NIL */
469
470         bool            predOK;                 /* true if predicate matches query */
471         bool            unique;                 /* true if a unique index */
472         bool            amcanorderbyop; /* does AM support order by operator result? */
473         bool            amoptionalkey;  /* can query omit key for the first column? */
474         bool            amsearchnulls;  /* can AM search for NULL/NOT NULL entries? */
475         bool            amhasgettuple;  /* does AM have amgettuple interface? */
476         bool            amhasgetbitmap; /* does AM have amgetbitmap interface? */
477 } IndexOptInfo;
478
479
480 /*
481  * EquivalenceClasses
482  *
483  * Whenever we can determine that a mergejoinable equality clause A = B is
484  * not delayed by any outer join, we create an EquivalenceClass containing
485  * the expressions A and B to record this knowledge.  If we later find another
486  * equivalence B = C, we add C to the existing EquivalenceClass; this may
487  * require merging two existing EquivalenceClasses.  At the end of the qual
488  * distribution process, we have sets of values that are known all transitively
489  * equal to each other, where "equal" is according to the rules of the btree
490  * operator family(s) shown in ec_opfamilies.  (We restrict an EC to contain
491  * only equalities whose operators belong to the same set of opfamilies.  This
492  * could probably be relaxed, but for now it's not worth the trouble, since
493  * nearly all equality operators belong to only one btree opclass anyway.)
494  *
495  * We also use EquivalenceClasses as the base structure for PathKeys, letting
496  * us represent knowledge about different sort orderings being equivalent.
497  * Since every PathKey must reference an EquivalenceClass, we will end up
498  * with single-member EquivalenceClasses whenever a sort key expression has
499  * not been equivalenced to anything else.      It is also possible that such an
500  * EquivalenceClass will contain a volatile expression ("ORDER BY random()"),
501  * which is a case that can't arise otherwise since clauses containing
502  * volatile functions are never considered mergejoinable.  We mark such
503  * EquivalenceClasses specially to prevent them from being merged with
504  * ordinary EquivalenceClasses.  Also, for volatile expressions we have
505  * to be careful to match the EquivalenceClass to the correct targetlist
506  * entry: consider SELECT random() AS a, random() AS b ... ORDER BY b,a.
507  * So we record the SortGroupRef of the originating sort clause.
508  *
509  * We allow equality clauses appearing below the nullable side of an outer join
510  * to form EquivalenceClasses, but these have a slightly different meaning:
511  * the included values might be all NULL rather than all the same non-null
512  * values.      See src/backend/optimizer/README for more on that point.
513  *
514  * NB: if ec_merged isn't NULL, this class has been merged into another, and
515  * should be ignored in favor of using the pointed-to class.
516  */
517 typedef struct EquivalenceClass
518 {
519         NodeTag         type;
520
521         List       *ec_opfamilies;      /* btree operator family OIDs */
522         List       *ec_members;         /* list of EquivalenceMembers */
523         List       *ec_sources;         /* list of generating RestrictInfos */
524         List       *ec_derives;         /* list of derived RestrictInfos */
525         Relids          ec_relids;              /* all relids appearing in ec_members */
526         bool            ec_has_const;   /* any pseudoconstants in ec_members? */
527         bool            ec_has_volatile;        /* the (sole) member is a volatile expr */
528         bool            ec_below_outer_join;    /* equivalence applies below an OJ */
529         bool            ec_broken;              /* failed to generate needed clauses? */
530         Index           ec_sortref;             /* originating sortclause label, or 0 */
531         struct EquivalenceClass *ec_merged; /* set if merged into another EC */
532 } EquivalenceClass;
533
534 /*
535  * If an EC contains a const and isn't below-outer-join, any PathKey depending
536  * on it must be redundant, since there's only one possible value of the key.
537  */
538 #define EC_MUST_BE_REDUNDANT(eclass)  \
539         ((eclass)->ec_has_const && !(eclass)->ec_below_outer_join)
540
541 /*
542  * EquivalenceMember - one member expression of an EquivalenceClass
543  *
544  * em_is_child signifies that this element was built by transposing a member
545  * for an inheritance parent relation to represent the corresponding expression
546  * on an inheritance child.  These elements are used for constructing
547  * inner-indexscan paths for the child relation (other types of join are
548  * driven from transposed joininfo-list entries) and for constructing
549  * MergeAppend paths for the whole inheritance tree.  Note that the EC's
550  * ec_relids field does NOT include the child relation.
551  *
552  * em_datatype is usually the same as exprType(em_expr), but can be
553  * different when dealing with a binary-compatible opfamily; in particular
554  * anyarray_ops would never work without this.  Use em_datatype when
555  * looking up a specific btree operator to work with this expression.
556  */
557 typedef struct EquivalenceMember
558 {
559         NodeTag         type;
560
561         Expr       *em_expr;            /* the expression represented */
562         Relids          em_relids;              /* all relids appearing in em_expr */
563         bool            em_is_const;    /* expression is pseudoconstant? */
564         bool            em_is_child;    /* derived version for a child relation? */
565         Oid                     em_datatype;    /* the "nominal type" used by the opfamily */
566 } EquivalenceMember;
567
568 /*
569  * PathKeys
570  *
571  * The sort ordering of a path is represented by a list of PathKey nodes.
572  * An empty list implies no known ordering.  Otherwise the first item
573  * represents the primary sort key, the second the first secondary sort key,
574  * etc.  The value being sorted is represented by linking to an
575  * EquivalenceClass containing that value and including pk_opfamily among its
576  * ec_opfamilies.  This is a convenient method because it makes it trivial
577  * to detect equivalent and closely-related orderings.  (See optimizer/README
578  * for more information.)
579  *
580  * Note: pk_strategy is either BTLessStrategyNumber (for ASC) or
581  * BTGreaterStrategyNumber (for DESC).  We assume that all ordering-capable
582  * index types will use btree-compatible strategy numbers.
583  */
584
585 typedef struct PathKey
586 {
587         NodeTag         type;
588
589         EquivalenceClass *pk_eclass;    /* the value that is ordered */
590         Oid                     pk_opfamily;    /* btree opfamily defining the ordering */
591         int                     pk_strategy;    /* sort direction (ASC or DESC) */
592         bool            pk_nulls_first; /* do NULLs come before normal values? */
593 } PathKey;
594
595 /*
596  * Type "Path" is used as-is for sequential-scan paths, as well as some other
597  * simple plan types that we don't need any extra information in the path for.
598  * For other path types it is the first component of a larger struct.
599  *
600  * Note: "pathtype" is the NodeTag of the Plan node we could build from this
601  * Path.  It is partially redundant with the Path's NodeTag, but allows us
602  * to use the same Path type for multiple Plan types where there is no need
603  * to distinguish the Plan type during path processing.
604  */
605
606 typedef struct Path
607 {
608         NodeTag         type;
609
610         NodeTag         pathtype;               /* tag identifying scan/join method */
611
612         RelOptInfo *parent;                     /* the relation this path can build */
613
614         /* estimated execution costs for path (see costsize.c for more info) */
615         Cost            startup_cost;   /* cost expended before fetching any tuples */
616         Cost            total_cost;             /* total cost (assuming all tuples fetched) */
617
618         List       *pathkeys;           /* sort ordering of path's output */
619         /* pathkeys is a List of PathKey nodes; see above */
620 } Path;
621
622 /*----------
623  * IndexPath represents an index scan over a single index.
624  *
625  * 'indexinfo' is the index to be scanned.
626  *
627  * 'indexclauses' is a list of index qualification clauses, with implicit
628  * AND semantics across the list.  Each clause is a RestrictInfo node from
629  * the query's WHERE or JOIN conditions.
630  *
631  * 'indexquals' has the same structure as 'indexclauses', but it contains
632  * the actual indexqual conditions that can be used with the index.
633  * In simple cases this is identical to 'indexclauses', but when special
634  * indexable operators appear in 'indexclauses', they are replaced by the
635  * derived indexscannable conditions in 'indexquals'.
636  *
637  * 'isjoininner' is TRUE if the path is a nestloop inner scan (that is,
638  * some of the index conditions are join rather than restriction clauses).
639  * Note that the path costs will be calculated differently from a plain
640  * indexscan in this case, and in addition there's a special 'rows' value
641  * different from the parent RelOptInfo's (see below).
642  *
643  * 'indexscandir' is one of:
644  *              ForwardScanDirection: forward scan of an ordered index
645  *              BackwardScanDirection: backward scan of an ordered index
646  *              NoMovementScanDirection: scan of an unordered index, or don't care
647  * (The executor doesn't care whether it gets ForwardScanDirection or
648  * NoMovementScanDirection for an indexscan, but the planner wants to
649  * distinguish ordered from unordered indexes for building pathkeys.)
650  *
651  * 'indextotalcost' and 'indexselectivity' are saved in the IndexPath so that
652  * we need not recompute them when considering using the same index in a
653  * bitmap index/heap scan (see BitmapHeapPath).  The costs of the IndexPath
654  * itself represent the costs of an IndexScan plan type.
655  *
656  * 'rows' is the estimated result tuple count for the indexscan.  This
657  * is the same as path.parent->rows for a simple indexscan, but it is
658  * different for a nestloop inner scan, because the additional indexquals
659  * coming from join clauses make the scan more selective than the parent
660  * rel's restrict clauses alone would do.
661  *----------
662  */
663 typedef struct IndexPath
664 {
665         Path            path;
666         IndexOptInfo *indexinfo;
667         List       *indexclauses;
668         List       *indexquals;
669         bool            isjoininner;
670         ScanDirection indexscandir;
671         Cost            indextotalcost;
672         Selectivity indexselectivity;
673         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
674 } IndexPath;
675
676 /*
677  * BitmapHeapPath represents one or more indexscans that generate TID bitmaps
678  * instead of directly accessing the heap, followed by AND/OR combinations
679  * to produce a single bitmap, followed by a heap scan that uses the bitmap.
680  * Note that the output is always considered unordered, since it will come
681  * out in physical heap order no matter what the underlying indexes did.
682  *
683  * The individual indexscans are represented by IndexPath nodes, and any
684  * logic on top of them is represented by a tree of BitmapAndPath and
685  * BitmapOrPath nodes.  Notice that we can use the same IndexPath node both
686  * to represent a regular IndexScan plan, and as the child of a BitmapHeapPath
687  * that represents scanning the same index using a BitmapIndexScan.  The
688  * startup_cost and total_cost figures of an IndexPath always represent the
689  * costs to use it as a regular IndexScan.      The costs of a BitmapIndexScan
690  * can be computed using the IndexPath's indextotalcost and indexselectivity.
691  *
692  * BitmapHeapPaths can be nestloop inner indexscans.  The isjoininner and
693  * rows fields serve the same purpose as for plain IndexPaths.
694  */
695 typedef struct BitmapHeapPath
696 {
697         Path            path;
698         Path       *bitmapqual;         /* IndexPath, BitmapAndPath, BitmapOrPath */
699         bool            isjoininner;    /* T if it's a nestloop inner scan */
700         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
701 } BitmapHeapPath;
702
703 /*
704  * BitmapAndPath represents a BitmapAnd plan node; it can only appear as
705  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
706  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
707  * we make it a derivative of Path anyway.
708  */
709 typedef struct BitmapAndPath
710 {
711         Path            path;
712         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapOrPaths */
713         Selectivity bitmapselectivity;
714 } BitmapAndPath;
715
716 /*
717  * BitmapOrPath represents a BitmapOr plan node; it can only appear as
718  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
719  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
720  * we make it a derivative of Path anyway.
721  */
722 typedef struct BitmapOrPath
723 {
724         Path            path;
725         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapAndPaths */
726         Selectivity bitmapselectivity;
727 } BitmapOrPath;
728
729 /*
730  * TidPath represents a scan by TID
731  *
732  * tidquals is an implicitly OR'ed list of qual expressions of the form
733  * "CTID = pseudoconstant" or "CTID = ANY(pseudoconstant_array)".
734  * Note they are bare expressions, not RestrictInfos.
735  */
736 typedef struct TidPath
737 {
738         Path            path;
739         List       *tidquals;           /* qual(s) involving CTID = something */
740 } TidPath;
741
742 /*
743  * AppendPath represents an Append plan, ie, successive execution of
744  * several member plans.
745  *
746  * Note: it is possible for "subpaths" to contain only one, or even no,
747  * elements.  These cases are optimized during create_append_plan.
748  * In particular, an AppendPath with no subpaths is a "dummy" path that
749  * is created to represent the case that a relation is provably empty.
750  */
751 typedef struct AppendPath
752 {
753         Path            path;
754         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
755 } AppendPath;
756
757 #define IS_DUMMY_PATH(p) \
758         (IsA((p), AppendPath) && ((AppendPath *) (p))->subpaths == NIL)
759
760 /*
761  * MergeAppendPath represents a MergeAppend plan, ie, the merging of sorted
762  * results from several member plans to produce similarly-sorted output.
763  */
764 typedef struct MergeAppendPath
765 {
766         Path            path;
767         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
768         double          limit_tuples;   /* hard limit on output tuples, or -1 */
769 } MergeAppendPath;
770
771 /*
772  * ResultPath represents use of a Result plan node to compute a variable-free
773  * targetlist with no underlying tables (a "SELECT expressions" query).
774  * The query could have a WHERE clause, too, represented by "quals".
775  *
776  * Note that quals is a list of bare clauses, not RestrictInfos.
777  */
778 typedef struct ResultPath
779 {
780         Path            path;
781         List       *quals;
782 } ResultPath;
783
784 /*
785  * MaterialPath represents use of a Material plan node, i.e., caching of
786  * the output of its subpath.  This is used when the subpath is expensive
787  * and needs to be scanned repeatedly, or when we need mark/restore ability
788  * and the subpath doesn't have it.
789  */
790 typedef struct MaterialPath
791 {
792         Path            path;
793         Path       *subpath;
794 } MaterialPath;
795
796 /*
797  * UniquePath represents elimination of distinct rows from the output of
798  * its subpath.
799  *
800  * This is unlike the other Path nodes in that it can actually generate
801  * different plans: either hash-based or sort-based implementation, or a
802  * no-op if the input path can be proven distinct already.      The decision
803  * is sufficiently localized that it's not worth having separate Path node
804  * types.  (Note: in the no-op case, we could eliminate the UniquePath node
805  * entirely and just return the subpath; but it's convenient to have a
806  * UniquePath in the path tree to signal upper-level routines that the input
807  * is known distinct.)
808  */
809 typedef enum
810 {
811         UNIQUE_PATH_NOOP,                       /* input is known unique already */
812         UNIQUE_PATH_HASH,                       /* use hashing */
813         UNIQUE_PATH_SORT                        /* use sorting */
814 } UniquePathMethod;
815
816 typedef struct UniquePath
817 {
818         Path            path;
819         Path       *subpath;
820         UniquePathMethod umethod;
821         List       *in_operators;       /* equality operators of the IN clause */
822         List       *uniq_exprs;         /* expressions to be made unique */
823         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
824 } UniquePath;
825
826 /*
827  * All join-type paths share these fields.
828  */
829
830 typedef struct JoinPath
831 {
832         Path            path;
833
834         JoinType        jointype;
835
836         Path       *outerjoinpath;      /* path for the outer side of the join */
837         Path       *innerjoinpath;      /* path for the inner side of the join */
838
839         List       *joinrestrictinfo;           /* RestrictInfos to apply to join */
840
841         /*
842          * See the notes for RelOptInfo to understand why joinrestrictinfo is
843          * needed in JoinPath, and can't be merged into the parent RelOptInfo.
844          */
845 } JoinPath;
846
847 /*
848  * A nested-loop path needs no special fields.
849  */
850
851 typedef JoinPath NestPath;
852
853 /*
854  * A mergejoin path has these fields.
855  *
856  * Unlike other path types, a MergePath node doesn't represent just a single
857  * run-time plan node: it can represent up to four.  Aside from the MergeJoin
858  * node itself, there can be a Sort node for the outer input, a Sort node
859  * for the inner input, and/or a Material node for the inner input.  We could
860  * represent these nodes by separate path nodes, but considering how many
861  * different merge paths are investigated during a complex join problem,
862  * it seems better to avoid unnecessary palloc overhead.
863  *
864  * path_mergeclauses lists the clauses (in the form of RestrictInfos)
865  * that will be used in the merge.
866  *
867  * Note that the mergeclauses are a subset of the parent relation's
868  * restriction-clause list.  Any join clauses that are not mergejoinable
869  * appear only in the parent's restrict list, and must be checked by a
870  * qpqual at execution time.
871  *
872  * outersortkeys (resp. innersortkeys) is NIL if the outer path
873  * (resp. inner path) is already ordered appropriately for the
874  * mergejoin.  If it is not NIL then it is a PathKeys list describing
875  * the ordering that must be created by an explicit Sort node.
876  *
877  * materialize_inner is TRUE if a Material node should be placed atop the
878  * inner input.  This may appear with or without an inner Sort step.
879  */
880
881 typedef struct MergePath
882 {
883         JoinPath        jpath;
884         List       *path_mergeclauses;          /* join clauses to be used for merge */
885         List       *outersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
886         List       *innersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
887         bool            materialize_inner;              /* add Materialize to inner? */
888 } MergePath;
889
890 /*
891  * A hashjoin path has these fields.
892  *
893  * The remarks above for mergeclauses apply for hashclauses as well.
894  *
895  * Hashjoin does not care what order its inputs appear in, so we have
896  * no need for sortkeys.
897  */
898
899 typedef struct HashPath
900 {
901         JoinPath        jpath;
902         List       *path_hashclauses;           /* join clauses used for hashing */
903         int                     num_batches;    /* number of batches expected */
904 } HashPath;
905
906 /*
907  * Restriction clause info.
908  *
909  * We create one of these for each AND sub-clause of a restriction condition
910  * (WHERE or JOIN/ON clause).  Since the restriction clauses are logically
911  * ANDed, we can use any one of them or any subset of them to filter out
912  * tuples, without having to evaluate the rest.  The RestrictInfo node itself
913  * stores data used by the optimizer while choosing the best query plan.
914  *
915  * If a restriction clause references a single base relation, it will appear
916  * in the baserestrictinfo list of the RelOptInfo for that base rel.
917  *
918  * If a restriction clause references more than one base rel, it will
919  * appear in the joininfo list of every RelOptInfo that describes a strict
920  * subset of the base rels mentioned in the clause.  The joininfo lists are
921  * used to drive join tree building by selecting plausible join candidates.
922  * The clause cannot actually be applied until we have built a join rel
923  * containing all the base rels it references, however.
924  *
925  * When we construct a join rel that includes all the base rels referenced
926  * in a multi-relation restriction clause, we place that clause into the
927  * joinrestrictinfo lists of paths for the join rel, if neither left nor
928  * right sub-path includes all base rels referenced in the clause.      The clause
929  * will be applied at that join level, and will not propagate any further up
930  * the join tree.  (Note: the "predicate migration" code was once intended to
931  * push restriction clauses up and down the plan tree based on evaluation
932  * costs, but it's dead code and is unlikely to be resurrected in the
933  * foreseeable future.)
934  *
935  * Note that in the presence of more than two rels, a multi-rel restriction
936  * might reach different heights in the join tree depending on the join
937  * sequence we use.  So, these clauses cannot be associated directly with
938  * the join RelOptInfo, but must be kept track of on a per-join-path basis.
939  *
940  * RestrictInfos that represent equivalence conditions (i.e., mergejoinable
941  * equalities that are not outerjoin-delayed) are handled a bit differently.
942  * Initially we attach them to the EquivalenceClasses that are derived from
943  * them.  When we construct a scan or join path, we look through all the
944  * EquivalenceClasses and generate derived RestrictInfos representing the
945  * minimal set of conditions that need to be checked for this particular scan
946  * or join to enforce that all members of each EquivalenceClass are in fact
947  * equal in all rows emitted by the scan or join.
948  *
949  * When dealing with outer joins we have to be very careful about pushing qual
950  * clauses up and down the tree.  An outer join's own JOIN/ON conditions must
951  * be evaluated exactly at that join node, unless they are "degenerate"
952  * conditions that reference only Vars from the nullable side of the join.
953  * Quals appearing in WHERE or in a JOIN above the outer join cannot be pushed
954  * down below the outer join, if they reference any nullable Vars.
955  * RestrictInfo nodes contain a flag to indicate whether a qual has been
956  * pushed down to a lower level than its original syntactic placement in the
957  * join tree would suggest.  If an outer join prevents us from pushing a qual
958  * down to its "natural" semantic level (the level associated with just the
959  * base rels used in the qual) then we mark the qual with a "required_relids"
960  * value including more than just the base rels it actually uses.  By
961  * pretending that the qual references all the rels required to form the outer
962  * join, we prevent it from being evaluated below the outer join's joinrel.
963  * When we do form the outer join's joinrel, we still need to distinguish
964  * those quals that are actually in that join's JOIN/ON condition from those
965  * that appeared elsewhere in the tree and were pushed down to the join rel
966  * because they used no other rels.  That's what the is_pushed_down flag is
967  * for; it tells us that a qual is not an OUTER JOIN qual for the set of base
968  * rels listed in required_relids.      A clause that originally came from WHERE
969  * or an INNER JOIN condition will *always* have its is_pushed_down flag set.
970  * It's possible for an OUTER JOIN clause to be marked is_pushed_down too,
971  * if we decide that it can be pushed down into the nullable side of the join.
972  * In that case it acts as a plain filter qual for wherever it gets evaluated.
973  * (In short, is_pushed_down is only false for non-degenerate outer join
974  * conditions.  Possibly we should rename it to reflect that meaning?)
975  *
976  * RestrictInfo nodes also contain an outerjoin_delayed flag, which is true
977  * if the clause's applicability must be delayed due to any outer joins
978  * appearing below it (ie, it has to be postponed to some join level higher
979  * than the set of relations it actually references).  There is also a
980  * nullable_relids field, which is the set of rels it references that can be
981  * forced null by some outer join below the clause.  outerjoin_delayed = true
982  * is subtly different from nullable_relids != NULL: a clause might reference
983  * some nullable rels and yet not be outerjoin_delayed because it also
984  * references all the other rels of the outer join(s).  A clause that is not
985  * outerjoin_delayed can be enforced anywhere it is computable.
986  *
987  * In general, the referenced clause might be arbitrarily complex.      The
988  * kinds of clauses we can handle as indexscan quals, mergejoin clauses,
989  * or hashjoin clauses are limited (e.g., no volatile functions).  The code
990  * for each kind of path is responsible for identifying the restrict clauses
991  * it can use and ignoring the rest.  Clauses not implemented by an indexscan,
992  * mergejoin, or hashjoin will be placed in the plan qual or joinqual field
993  * of the finished Plan node, where they will be enforced by general-purpose
994  * qual-expression-evaluation code.  (But we are still entitled to count
995  * their selectivity when estimating the result tuple count, if we
996  * can guess what it is...)
997  *
998  * When the referenced clause is an OR clause, we generate a modified copy
999  * in which additional RestrictInfo nodes are inserted below the top-level
1000  * OR/AND structure.  This is a convenience for OR indexscan processing:
1001  * indexquals taken from either the top level or an OR subclause will have
1002  * associated RestrictInfo nodes.
1003  *
1004  * The can_join flag is set true if the clause looks potentially useful as
1005  * a merge or hash join clause, that is if it is a binary opclause with
1006  * nonoverlapping sets of relids referenced in the left and right sides.
1007  * (Whether the operator is actually merge or hash joinable isn't checked,
1008  * however.)
1009  *
1010  * The pseudoconstant flag is set true if the clause contains no Vars of
1011  * the current query level and no volatile functions.  Such a clause can be
1012  * pulled out and used as a one-time qual in a gating Result node.      We keep
1013  * pseudoconstant clauses in the same lists as other RestrictInfos so that
1014  * the regular clause-pushing machinery can assign them to the correct join
1015  * level, but they need to be treated specially for cost and selectivity
1016  * estimates.  Note that a pseudoconstant clause can never be an indexqual
1017  * or merge or hash join clause, so it's of no interest to large parts of
1018  * the planner.
1019  *
1020  * When join clauses are generated from EquivalenceClasses, there may be
1021  * several equally valid ways to enforce join equivalence, of which we need
1022  * apply only one.      We mark clauses of this kind by setting parent_ec to
1023  * point to the generating EquivalenceClass.  Multiple clauses with the same
1024  * parent_ec in the same join are redundant.
1025  */
1026
1027 typedef struct RestrictInfo
1028 {
1029         NodeTag         type;
1030
1031         Expr       *clause;                     /* the represented clause of WHERE or JOIN */
1032
1033         bool            is_pushed_down; /* TRUE if clause was pushed down in level */
1034
1035         bool            outerjoin_delayed;              /* TRUE if delayed by lower outer join */
1036
1037         bool            can_join;               /* see comment above */
1038
1039         bool            pseudoconstant; /* see comment above */
1040
1041         /* The set of relids (varnos) actually referenced in the clause: */
1042         Relids          clause_relids;
1043
1044         /* The set of relids required to evaluate the clause: */
1045         Relids          required_relids;
1046
1047         /* The relids used in the clause that are nullable by lower outer joins: */
1048         Relids          nullable_relids;
1049
1050         /* These fields are set for any binary opclause: */
1051         Relids          left_relids;    /* relids in left side of clause */
1052         Relids          right_relids;   /* relids in right side of clause */
1053
1054         /* This field is NULL unless clause is an OR clause: */
1055         Expr       *orclause;           /* modified clause with RestrictInfos */
1056
1057         /* This field is NULL unless clause is potentially redundant: */
1058         EquivalenceClass *parent_ec;    /* generating EquivalenceClass */
1059
1060         /* cache space for cost and selectivity */
1061         QualCost        eval_cost;              /* eval cost of clause; -1 if not yet set */
1062         Selectivity norm_selec;         /* selectivity for "normal" (JOIN_INNER)
1063                                                                  * semantics; -1 if not yet set; >1 means a
1064                                                                  * redundant clause */
1065         Selectivity outer_selec;        /* selectivity for outer join semantics; -1 if
1066                                                                  * not yet set */
1067
1068         /* valid if clause is mergejoinable, else NIL */
1069         List       *mergeopfamilies;    /* opfamilies containing clause operator */
1070
1071         /* cache space for mergeclause processing; NULL if not yet set */
1072         EquivalenceClass *left_ec;      /* EquivalenceClass containing lefthand */
1073         EquivalenceClass *right_ec; /* EquivalenceClass containing righthand */
1074         EquivalenceMember *left_em; /* EquivalenceMember for lefthand */
1075         EquivalenceMember *right_em;    /* EquivalenceMember for righthand */
1076         List       *scansel_cache;      /* list of MergeScanSelCache structs */
1077
1078         /* transient workspace for use while considering a specific join path */
1079         bool            outer_is_left;  /* T = outer var on left, F = on right */
1080
1081         /* valid if clause is hashjoinable, else InvalidOid: */
1082         Oid                     hashjoinoperator;               /* copy of clause operator */
1083
1084         /* cache space for hashclause processing; -1 if not yet set */
1085         Selectivity left_bucketsize;    /* avg bucketsize of left side */
1086         Selectivity right_bucketsize;           /* avg bucketsize of right side */
1087 } RestrictInfo;
1088
1089 /*
1090  * Since mergejoinscansel() is a relatively expensive function, and would
1091  * otherwise be invoked many times while planning a large join tree,
1092  * we go out of our way to cache its results.  Each mergejoinable
1093  * RestrictInfo carries a list of the specific sort orderings that have
1094  * been considered for use with it, and the resulting selectivities.
1095  */
1096 typedef struct MergeScanSelCache
1097 {
1098         /* Ordering details (cache lookup key) */
1099         Oid                     opfamily;               /* btree opfamily defining the ordering */
1100         int                     strategy;               /* sort direction (ASC or DESC) */
1101         bool            nulls_first;    /* do NULLs come before normal values? */
1102         /* Results */
1103         Selectivity leftstartsel;       /* first-join fraction for clause left side */
1104         Selectivity leftendsel;         /* last-join fraction for clause left side */
1105         Selectivity rightstartsel;      /* first-join fraction for clause right side */
1106         Selectivity rightendsel;        /* last-join fraction for clause right side */
1107 } MergeScanSelCache;
1108
1109 /*
1110  * Inner indexscan info.
1111  *
1112  * An inner indexscan is one that uses one or more joinclauses as index
1113  * conditions (perhaps in addition to plain restriction clauses).  So it
1114  * can only be used as the inner path of a nestloop join where the outer
1115  * relation includes all other relids appearing in those joinclauses.
1116  * The set of usable joinclauses, and thus the best inner indexscan,
1117  * thus varies depending on which outer relation we consider; so we have
1118  * to recompute the best such paths for every join.  To avoid lots of
1119  * redundant computation, we cache the results of such searches.  For
1120  * each relation we compute the set of possible otherrelids (all relids
1121  * appearing in joinquals that could become indexquals for this table).
1122  * Two outer relations whose relids have the same intersection with this
1123  * set will have the same set of available joinclauses and thus the same
1124  * best inner indexscans for the inner relation.  By taking the intersection
1125  * before scanning the cache, we avoid recomputing when considering
1126  * join rels that differ only by the inclusion of irrelevant other rels.
1127  *
1128  * The search key also includes a bool showing whether the join being
1129  * considered is an outer join.  Since we constrain the join order for
1130  * outer joins, I believe that this bool can only have one possible value
1131  * for any particular lookup key; but store it anyway to avoid confusion.
1132  */
1133
1134 typedef struct InnerIndexscanInfo
1135 {
1136         NodeTag         type;
1137         /* The lookup key: */
1138         Relids          other_relids;   /* a set of relevant other relids */
1139         bool            isouterjoin;    /* true if join is outer */
1140         /* Best paths for this lookup key (NULL if no available indexscans): */
1141         Path       *cheapest_startup_innerpath;         /* cheapest startup cost */
1142         Path       *cheapest_total_innerpath;           /* cheapest total cost */
1143 } InnerIndexscanInfo;
1144
1145 /*
1146  * Placeholder node for an expression to be evaluated below the top level
1147  * of a plan tree.      This is used during planning to represent the contained
1148  * expression.  At the end of the planning process it is replaced by either
1149  * the contained expression or a Var referring to a lower-level evaluation of
1150  * the contained expression.  Typically the evaluation occurs below an outer
1151  * join, and Var references above the outer join might thereby yield NULL
1152  * instead of the expression value.
1153  *
1154  * Although the planner treats this as an expression node type, it is not
1155  * recognized by the parser or executor, so we declare it here rather than
1156  * in primnodes.h.
1157  */
1158
1159 typedef struct PlaceHolderVar
1160 {
1161         Expr            xpr;
1162         Expr       *phexpr;                     /* the represented expression */
1163         Relids          phrels;                 /* base relids syntactically within expr src */
1164         Index           phid;                   /* ID for PHV (unique within planner run) */
1165         Index           phlevelsup;             /* > 0 if PHV belongs to outer query */
1166 } PlaceHolderVar;
1167
1168 /*
1169  * "Special join" info.
1170  *
1171  * One-sided outer joins constrain the order of joining partially but not
1172  * completely.  We flatten such joins into the planner's top-level list of
1173  * relations to join, but record information about each outer join in a
1174  * SpecialJoinInfo struct.      These structs are kept in the PlannerInfo node's
1175  * join_info_list.
1176  *
1177  * Similarly, semijoins and antijoins created by flattening IN (subselect)
1178  * and EXISTS(subselect) clauses create partial constraints on join order.
1179  * These are likewise recorded in SpecialJoinInfo structs.
1180  *
1181  * We make SpecialJoinInfos for FULL JOINs even though there is no flexibility
1182  * of planning for them, because this simplifies make_join_rel()'s API.
1183  *
1184  * min_lefthand and min_righthand are the sets of base relids that must be
1185  * available on each side when performing the special join.  lhs_strict is
1186  * true if the special join's condition cannot succeed when the LHS variables
1187  * are all NULL (this means that an outer join can commute with upper-level
1188  * outer joins even if it appears in their RHS).  We don't bother to set
1189  * lhs_strict for FULL JOINs, however.
1190  *
1191  * It is not valid for either min_lefthand or min_righthand to be empty sets;
1192  * if they were, this would break the logic that enforces join order.
1193  *
1194  * syn_lefthand and syn_righthand are the sets of base relids that are
1195  * syntactically below this special join.  (These are needed to help compute
1196  * min_lefthand and min_righthand for higher joins.)
1197  *
1198  * delay_upper_joins is set TRUE if we detect a pushed-down clause that has
1199  * to be evaluated after this join is formed (because it references the RHS).
1200  * Any outer joins that have such a clause and this join in their RHS cannot
1201  * commute with this join, because that would leave noplace to check the
1202  * pushed-down clause.  (We don't track this for FULL JOINs, either.)
1203  *
1204  * join_quals is an implicit-AND list of the quals syntactically associated
1205  * with the join (they may or may not end up being applied at the join level).
1206  * This is just a side list and does not drive actual application of quals.
1207  * For JOIN_SEMI joins, this is cleared to NIL in create_unique_path() if
1208  * the join is found not to be suitable for a uniqueify-the-RHS plan.
1209  *
1210  * jointype is never JOIN_RIGHT; a RIGHT JOIN is handled by switching
1211  * the inputs to make it a LEFT JOIN.  So the allowed values of jointype
1212  * in a join_info_list member are only LEFT, FULL, SEMI, or ANTI.
1213  *
1214  * For purposes of join selectivity estimation, we create transient
1215  * SpecialJoinInfo structures for regular inner joins; so it is possible
1216  * to have jointype == JOIN_INNER in such a structure, even though this is
1217  * not allowed within join_info_list.  We also create transient
1218  * SpecialJoinInfos with jointype == JOIN_INNER for outer joins, since for
1219  * cost estimation purposes it is sometimes useful to know the join size under
1220  * plain innerjoin semantics.  Note that lhs_strict, delay_upper_joins, and
1221  * join_quals are not set meaningfully within such structs.
1222  */
1223
1224 typedef struct SpecialJoinInfo
1225 {
1226         NodeTag         type;
1227         Relids          min_lefthand;   /* base relids in minimum LHS for join */
1228         Relids          min_righthand;  /* base relids in minimum RHS for join */
1229         Relids          syn_lefthand;   /* base relids syntactically within LHS */
1230         Relids          syn_righthand;  /* base relids syntactically within RHS */
1231         JoinType        jointype;               /* always INNER, LEFT, FULL, SEMI, or ANTI */
1232         bool            lhs_strict;             /* joinclause is strict for some LHS rel */
1233         bool            delay_upper_joins;              /* can't commute with upper RHS */
1234         List       *join_quals;         /* join quals, in implicit-AND list format */
1235 } SpecialJoinInfo;
1236
1237 /*
1238  * Append-relation info.
1239  *
1240  * When we expand an inheritable table or a UNION-ALL subselect into an
1241  * "append relation" (essentially, a list of child RTEs), we build an
1242  * AppendRelInfo for each child RTE.  The list of AppendRelInfos indicates
1243  * which child RTEs must be included when expanding the parent, and each
1244  * node carries information needed to translate Vars referencing the parent
1245  * into Vars referencing that child.
1246  *
1247  * These structs are kept in the PlannerInfo node's append_rel_list.
1248  * Note that we just throw all the structs into one list, and scan the
1249  * whole list when desiring to expand any one parent.  We could have used
1250  * a more complex data structure (eg, one list per parent), but this would
1251  * be harder to update during operations such as pulling up subqueries,
1252  * and not really any easier to scan.  Considering that typical queries
1253  * will not have many different append parents, it doesn't seem worthwhile
1254  * to complicate things.
1255  *
1256  * Note: after completion of the planner prep phase, any given RTE is an
1257  * append parent having entries in append_rel_list if and only if its
1258  * "inh" flag is set.  We clear "inh" for plain tables that turn out not
1259  * to have inheritance children, and (in an abuse of the original meaning
1260  * of the flag) we set "inh" for subquery RTEs that turn out to be
1261  * flattenable UNION ALL queries.  This lets us avoid useless searches
1262  * of append_rel_list.
1263  *
1264  * Note: the data structure assumes that append-rel members are single
1265  * baserels.  This is OK for inheritance, but it prevents us from pulling
1266  * up a UNION ALL member subquery if it contains a join.  While that could
1267  * be fixed with a more complex data structure, at present there's not much
1268  * point because no improvement in the plan could result.
1269  */
1270
1271 typedef struct AppendRelInfo
1272 {
1273         NodeTag         type;
1274
1275         /*
1276          * These fields uniquely identify this append relationship.  There can be
1277          * (in fact, always should be) multiple AppendRelInfos for the same
1278          * parent_relid, but never more than one per child_relid, since a given
1279          * RTE cannot be a child of more than one append parent.
1280          */
1281         Index           parent_relid;   /* RT index of append parent rel */
1282         Index           child_relid;    /* RT index of append child rel */
1283
1284         /*
1285          * For an inheritance appendrel, the parent and child are both regular
1286          * relations, and we store their rowtype OIDs here for use in translating
1287          * whole-row Vars.      For a UNION-ALL appendrel, the parent and child are
1288          * both subqueries with no named rowtype, and we store InvalidOid here.
1289          */
1290         Oid                     parent_reltype; /* OID of parent's composite type */
1291         Oid                     child_reltype;  /* OID of child's composite type */
1292
1293         /*
1294          * The N'th element of this list is a Var or expression representing the
1295          * child column corresponding to the N'th column of the parent. This is
1296          * used to translate Vars referencing the parent rel into references to
1297          * the child.  A list element is NULL if it corresponds to a dropped
1298          * column of the parent (this is only possible for inheritance cases, not
1299          * UNION ALL).  The list elements are always simple Vars for inheritance
1300          * cases, but can be arbitrary expressions in UNION ALL cases.
1301          *
1302          * Notice we only store entries for user columns (attno > 0).  Whole-row
1303          * Vars are special-cased, and system columns (attno < 0) need no special
1304          * translation since their attnos are the same for all tables.
1305          *
1306          * Caution: the Vars have varlevelsup = 0.      Be careful to adjust as needed
1307          * when copying into a subquery.
1308          */
1309         List       *translated_vars;    /* Expressions in the child's Vars */
1310
1311         /*
1312          * We store the parent table's OID here for inheritance, or InvalidOid for
1313          * UNION ALL.  This is only needed to help in generating error messages if
1314          * an attempt is made to reference a dropped parent column.
1315          */
1316         Oid                     parent_reloid;  /* OID of parent relation */
1317 } AppendRelInfo;
1318
1319 /*
1320  * For each distinct placeholder expression generated during planning, we
1321  * store a PlaceHolderInfo node in the PlannerInfo node's placeholder_list.
1322  * This stores info that is needed centrally rather than in each copy of the
1323  * PlaceHolderVar.      The phid fields identify which PlaceHolderInfo goes with
1324  * each PlaceHolderVar.  Note that phid is unique throughout a planner run,
1325  * not just within a query level --- this is so that we need not reassign ID's
1326  * when pulling a subquery into its parent.
1327  *
1328  * The idea is to evaluate the expression at (only) the ph_eval_at join level,
1329  * then allow it to bubble up like a Var until the ph_needed join level.
1330  * ph_needed has the same definition as attr_needed for a regular Var.
1331  *
1332  * ph_may_need is an initial estimate of ph_needed, formed using the
1333  * syntactic locations of references to the PHV.  We need this in order to
1334  * determine whether the PHV reference forces a join ordering constraint:
1335  * if the PHV has to be evaluated below the nullable side of an outer join,
1336  * and then used above that outer join, we must constrain join order to ensure
1337  * there's a valid place to evaluate the PHV below the join.  The final
1338  * actual ph_needed level might be lower than ph_may_need, but we can't
1339  * determine that until later on.  Fortunately this doesn't matter for what
1340  * we need ph_may_need for: if there's a PHV reference syntactically
1341  * above the outer join, it's not going to be allowed to drop below the outer
1342  * join, so we would come to the same conclusions about join order even if
1343  * we had the final ph_needed value to compare to.
1344  *
1345  * We create a PlaceHolderInfo only after determining that the PlaceHolderVar
1346  * is actually referenced in the plan tree, so that unreferenced placeholders
1347  * don't result in unnecessary constraints on join order.
1348  */
1349
1350 typedef struct PlaceHolderInfo
1351 {
1352         NodeTag         type;
1353
1354         Index           phid;                   /* ID for PH (unique within planner run) */
1355         PlaceHolderVar *ph_var;         /* copy of PlaceHolderVar tree */
1356         Relids          ph_eval_at;             /* lowest level we can evaluate value at */
1357         Relids          ph_needed;              /* highest level the value is needed at */
1358         Relids          ph_may_need;    /* highest level it might be needed at */
1359         int32           ph_width;               /* estimated attribute width */
1360 } PlaceHolderInfo;
1361
1362 /*
1363  * For each potentially index-optimizable MIN/MAX aggregate function,
1364  * root->minmax_aggs stores a MinMaxAggInfo describing it.
1365  *
1366  * Note: a MIN/MAX agg doesn't really care about the nulls_first property,
1367  * so the pathkey's nulls_first flag should be ignored.
1368  */
1369 typedef struct MinMaxAggInfo
1370 {
1371         NodeTag         type;
1372
1373         Oid                     aggfnoid;               /* pg_proc Oid of the aggregate */
1374         Oid                     aggsortop;              /* Oid of its sort operator */
1375         Expr       *target;                     /* expression we are aggregating on */
1376         List       *pathkeys;           /* pathkeys representing needed sort order */
1377 } MinMaxAggInfo;
1378
1379 /*
1380  * glob->paramlist keeps track of the PARAM_EXEC slots that we have decided
1381  * we need for the query.  At runtime these slots are used to pass values
1382  * around from one plan node to another.  They can be used to pass values
1383  * down into subqueries (for outer references in subqueries), or up out of
1384  * subqueries (for the results of a subplan), or from a NestLoop plan node
1385  * into its inner relation (when the inner scan is parameterized with values
1386  * from the outer relation).  The n'th entry in the list (n counts from 0)
1387  * corresponds to Param->paramid = n.
1388  *
1389  * Each paramlist item shows the absolute query level it is associated with,
1390  * where the outermost query is level 1 and nested subqueries have higher
1391  * numbers.  The item the parameter slot represents can be one of three kinds:
1392  *
1393  * A Var: the slot represents a variable of that level that must be passed
1394  * down because subqueries have outer references to it, or must be passed
1395  * from a NestLoop node of that level to its inner scan.  The varlevelsup
1396  * value in the Var will always be zero.
1397  *
1398  * An Aggref (with an expression tree representing its argument): the slot
1399  * represents an aggregate expression that is an outer reference for some
1400  * subquery.  The Aggref itself has agglevelsup = 0, and its argument tree
1401  * is adjusted to match in level.
1402  *
1403  * A Param: the slot holds the result of a subplan (it is a setParam item
1404  * for that subplan).  The absolute level shown for such items corresponds
1405  * to the parent query of the subplan.
1406  *
1407  * Note: we detect duplicate Var parameters and coalesce them into one slot,
1408  * but we do not bother to do this for Aggrefs, and it would be incorrect
1409  * to do so for Param slots.  Duplicate detection is actually *necessary*
1410  * in the case of NestLoop parameters since it serves to match up the usage
1411  * of a Param (in the inner scan) with the assignment of the value (in the
1412  * NestLoop node).  This might result in the same PARAM_EXEC slot being used
1413  * by multiple NestLoop nodes or SubPlan nodes, but no harm is done since
1414  * the same value would be assigned anyway.
1415  */
1416 typedef struct PlannerParamItem
1417 {
1418         NodeTag         type;
1419
1420         Node       *item;                       /* the Var, Aggref, or Param */
1421         Index           abslevel;               /* its absolute query level */
1422 } PlannerParamItem;
1423
1424 #endif   /* RELATION_H */