]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/nodes/relation.h
Re-implement EvalPlanQual processing to improve its performance and eliminate
[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) 1996-2009, 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 1.178 2009/10/26 02:26:43 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/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         List       *resultRelations;    /* integer list of RT indexes, or NIL */
146
147         List       *init_plans;         /* init SubPlans for query */
148
149         List       *cte_plan_ids;       /* per-CTE-item list of subplan IDs */
150
151         List       *eq_classes;         /* list of active EquivalenceClasses */
152
153         List       *canon_pathkeys; /* list of "canonical" PathKeys */
154
155         List       *left_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
156                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
157                                                                                  * w/nonnullable var on left */
158
159         List       *right_join_clauses;         /* list of RestrictInfos for
160                                                                                  * mergejoinable outer join clauses
161                                                                                  * w/nonnullable var on right */
162
163         List       *full_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for
164                                                                                  * mergejoinable full join clauses */
165
166         List       *join_info_list; /* list of SpecialJoinInfos */
167
168         List       *append_rel_list;    /* list of AppendRelInfos */
169
170         List       *rowMarks;           /* list of PlanRowMarks */
171
172         List       *placeholder_list;           /* list of PlaceHolderInfos */
173
174         List       *query_pathkeys; /* desired pathkeys for query_planner(), and
175                                                                  * actual pathkeys afterwards */
176
177         List       *group_pathkeys; /* groupClause pathkeys, if any */
178         List       *window_pathkeys;    /* pathkeys of bottom window, if any */
179         List       *distinct_pathkeys;          /* distinctClause pathkeys, if any */
180         List       *sort_pathkeys;      /* sortClause pathkeys, if any */
181
182         List       *initial_rels;       /* RelOptInfos we are now trying to join */
183
184         MemoryContext planner_cxt;      /* context holding PlannerInfo */
185
186         double          total_table_pages;              /* # of pages in all tables of query */
187
188         double          tuple_fraction; /* tuple_fraction passed to query_planner */
189
190         bool            hasJoinRTEs;    /* true if any RTEs are RTE_JOIN kind */
191         bool            hasHavingQual;  /* true if havingQual was non-null */
192         bool            hasPseudoConstantQuals; /* true if any RestrictInfo has
193                                                                                  * pseudoconstant = true */
194         bool            hasRecursion;   /* true if planning a recursive WITH item */
195
196         /* These fields are used only when hasRecursion is true: */
197         int                     wt_param_id;    /* PARAM_EXEC ID for the work table */
198         struct Plan *non_recursive_plan;        /* plan for non-recursive term */
199
200         /* optional private data for join_search_hook, e.g., GEQO */
201         void       *join_search_private;
202 } PlannerInfo;
203
204
205 /*
206  * In places where it's known that simple_rte_array[] must have been prepared
207  * already, we just index into it to fetch RTEs.  In code that might be
208  * executed before or after entering query_planner(), use this macro.
209  */
210 #define planner_rt_fetch(rti, root) \
211         ((root)->simple_rte_array ? (root)->simple_rte_array[rti] : \
212          rt_fetch(rti, (root)->parse->rtable))
213
214
215 /*----------
216  * RelOptInfo
217  *              Per-relation information for planning/optimization
218  *
219  * For planning purposes, a "base rel" is either a plain relation (a table)
220  * or the output of a sub-SELECT or function that appears in the range table.
221  * In either case it is uniquely identified by an RT index.  A "joinrel"
222  * is the joining of two or more base rels.  A joinrel is identified by
223  * the set of RT indexes for its component baserels.  We create RelOptInfo
224  * nodes for each baserel and joinrel, and store them in the PlannerInfo's
225  * simple_rel_array and join_rel_list respectively.
226  *
227  * Note that there is only one joinrel for any given set of component
228  * baserels, no matter what order we assemble them in; so an unordered
229  * set is the right datatype to identify it with.
230  *
231  * We also have "other rels", which are like base rels in that they refer to
232  * single RT indexes; but they are not part of the join tree, and are given
233  * a different RelOptKind to identify them.
234  *
235  * Currently the only kind of otherrels are those made for member relations
236  * of an "append relation", that is an inheritance set or UNION ALL subquery.
237  * An append relation has a parent RTE that is a base rel, which represents
238  * the entire append relation.  The member RTEs are otherrels.  The parent
239  * is present in the query join tree but the members are not.  The member
240  * RTEs and otherrels are used to plan the scans of the individual tables or
241  * subqueries of the append set; then the parent baserel is given an Append
242  * plan comprising the best plans for the individual member rels.  (See
243  * comments for AppendRelInfo for more information.)
244  *
245  * At one time we also made otherrels to represent join RTEs, for use in
246  * handling join alias Vars.  Currently this is not needed because all join
247  * alias Vars are expanded to non-aliased form during preprocess_expression.
248  *
249  * Parts of this data structure are specific to various scan and join
250  * mechanisms.  It didn't seem worth creating new node types for them.
251  *
252  *              relids - Set of base-relation identifiers; it is a base relation
253  *                              if there is just one, a join relation if more than one
254  *              rows - estimated number of tuples in the relation after restriction
255  *                         clauses have been applied (ie, output rows of a plan for it)
256  *              width - avg. number of bytes per tuple in the relation after the
257  *                              appropriate projections have been done (ie, output width)
258  *              reltargetlist - List of Var and PlaceHolderVar nodes for the values
259  *                                              we need to output from this relation.
260  *                                              List is in no particular order, but all rels of an
261  *                                              appendrel set must use corresponding orders.
262  *                                              NOTE: in a child relation, may contain RowExpr or
263  *                                              ConvertRowtypeExpr representing a whole-row Var.
264  *              pathlist - List of Path nodes, one for each potentially useful
265  *                                 method of generating the relation
266  *              cheapest_startup_path - the pathlist member with lowest startup cost
267  *                                                              (regardless of its ordering)
268  *              cheapest_total_path - the pathlist member with lowest total cost
269  *                                                        (regardless of its ordering)
270  *              cheapest_unique_path - for caching cheapest path to produce unique
271  *                                                         (no duplicates) output from relation
272  *
273  * If the relation is a base relation it will have these fields set:
274  *
275  *              relid - RTE index (this is redundant with the relids field, but
276  *                              is provided for convenience of access)
277  *              rtekind - distinguishes plain relation, subquery, or function RTE
278  *              min_attr, max_attr - range of valid AttrNumbers for rel
279  *              attr_needed - array of bitmapsets indicating the highest joinrel
280  *                              in which each attribute is needed; if bit 0 is set then
281  *                              the attribute is needed as part of final targetlist
282  *              attr_widths - cache space for per-attribute width estimates;
283  *                                        zero means not computed yet
284  *              indexlist - list of IndexOptInfo nodes for relation's indexes
285  *                                      (always NIL if it's not a table)
286  *              pages - number of disk pages in relation (zero if not a table)
287  *              tuples - number of tuples in relation (not considering restrictions)
288  *              subplan - plan for subquery (NULL if it's not a subquery)
289  *              subrtable - rangetable for subquery (NIL if it's not a subquery)
290  *              subrowmark - rowmarks for subquery (NIL if it's not a subquery)
291  *
292  *              Note: for a subquery, tuples and subplan are not set immediately
293  *              upon creation of the RelOptInfo object; they are filled in when
294  *              set_base_rel_pathlist processes the object.
295  *
296  *              For otherrels that are appendrel members, these fields are filled
297  *              in just as for a baserel.
298  *
299  * The presence of the remaining fields depends on the restrictions
300  * and joins that the relation participates in:
301  *
302  *              baserestrictinfo - List of RestrictInfo nodes, containing info about
303  *                                      each non-join qualification clause in which this relation
304  *                                      participates (only used for base rels)
305  *              baserestrictcost - Estimated cost of evaluating the baserestrictinfo
306  *                                      clauses at a single tuple (only used for base rels)
307  *              joininfo  - List of RestrictInfo nodes, containing info about each
308  *                                      join clause in which this relation participates (but
309  *                                      note this excludes clauses that might be derivable from
310  *                                      EquivalenceClasses)
311  *              has_eclass_joins - flag that EquivalenceClass joins are possible
312  *              index_outer_relids - only used for base rels; set of outer relids
313  *                                      that participate in indexable joinclauses for this rel
314  *              index_inner_paths - only used for base rels; list of InnerIndexscanInfo
315  *                                      nodes showing best indexpaths for various subsets of
316  *                                      index_outer_relids.
317  *
318  * Note: Keeping a restrictinfo list in the RelOptInfo is useful only for
319  * base rels, because for a join rel the set of clauses that are treated as
320  * restrict clauses varies depending on which sub-relations we choose to join.
321  * (For example, in a 3-base-rel join, a clause relating rels 1 and 2 must be
322  * treated as a restrictclause if we join {1} and {2 3} to make {1 2 3}; but
323  * if we join {1 2} and {3} then that clause will be a restrictclause in {1 2}
324  * and should not be processed again at the level of {1 2 3}.)  Therefore,
325  * the restrictinfo list in the join case appears in individual JoinPaths
326  * (field joinrestrictinfo), not in the parent relation.  But it's OK for
327  * the RelOptInfo to store the joininfo list, because that is the same
328  * for a given rel no matter how we form it.
329  *
330  * We store baserestrictcost in the RelOptInfo (for base relations) because
331  * we know we will need it at least once (to price the sequential scan)
332  * and may need it multiple times to price index scans.
333  *----------
334  */
335 typedef enum RelOptKind
336 {
337         RELOPT_BASEREL,
338         RELOPT_JOINREL,
339         RELOPT_OTHER_MEMBER_REL
340 } RelOptKind;
341
342 typedef struct RelOptInfo
343 {
344         NodeTag         type;
345
346         RelOptKind      reloptkind;
347
348         /* all relations included in this RelOptInfo */
349         Relids          relids;                 /* set of base relids (rangetable indexes) */
350
351         /* size estimates generated by planner */
352         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
353         int                     width;                  /* estimated avg width of result tuples */
354
355         /* materialization information */
356         List       *reltargetlist;      /* Vars to be output by scan of relation */
357         List       *pathlist;           /* Path structures */
358         struct Path *cheapest_startup_path;
359         struct Path *cheapest_total_path;
360         struct Path *cheapest_unique_path;
361
362         /* information about a base rel (not set for join rels!) */
363         Index           relid;
364         RTEKind         rtekind;                /* RELATION, SUBQUERY, or FUNCTION */
365         AttrNumber      min_attr;               /* smallest attrno of rel (often <0) */
366         AttrNumber      max_attr;               /* largest attrno of rel */
367         Relids     *attr_needed;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
368         int32      *attr_widths;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
369         List       *indexlist;          /* list of IndexOptInfo */
370         BlockNumber pages;
371         double          tuples;
372         struct Plan *subplan;           /* if subquery */
373         List       *subrtable;          /* if subquery */
374         List       *subrowmark;         /* if subquery */
375
376         /* used by various scans and joins: */
377         List       *baserestrictinfo;           /* RestrictInfo structures (if base
378                                                                                  * rel) */
379         QualCost        baserestrictcost;               /* cost of evaluating the above */
380         List       *joininfo;           /* RestrictInfo structures for join clauses
381                                                                  * involving this rel */
382         bool            has_eclass_joins;               /* T means joininfo is incomplete */
383
384         /* cached info about inner indexscan paths for relation: */
385         Relids          index_outer_relids;             /* other relids in indexable join
386                                                                                  * clauses */
387         List       *index_inner_paths;          /* InnerIndexscanInfo nodes */
388
389         /*
390          * Inner indexscans are not in the main pathlist because they are not
391          * usable except in specific join contexts.  We use the index_inner_paths
392          * list just to avoid recomputing the best inner indexscan repeatedly for
393          * similar outer relations.  See comments for InnerIndexscanInfo.
394          */
395 } RelOptInfo;
396
397 /*
398  * IndexOptInfo
399  *              Per-index information for planning/optimization
400  *
401  *              Prior to Postgres 7.0, RelOptInfo was used to describe both relations
402  *              and indexes, but that created confusion without actually doing anything
403  *              useful.  So now we have a separate IndexOptInfo struct for indexes.
404  *
405  *              opfamily[], indexkeys[], opcintype[], fwdsortop[], revsortop[],
406  *              and nulls_first[] each have ncolumns entries.
407  *              Note: for historical reasons, the opfamily array has an extra entry
408  *              that is always zero.  Some code scans until it sees a zero entry,
409  *              rather than looking at ncolumns.
410  *
411  *              Zeroes in the indexkeys[] array indicate index columns that are
412  *              expressions; there is one element in indexprs for each such column.
413  *
414  *              For an unordered index, the sortop arrays contains zeroes.      Note that
415  *              fwdsortop[] and nulls_first[] describe the sort ordering of a forward
416  *              indexscan; we can also consider a backward indexscan, which will
417  *              generate sort order described by revsortop/!nulls_first.
418  *
419  *              The indexprs and indpred expressions have been run through
420  *              prepqual.c and eval_const_expressions() for ease of matching to
421  *              WHERE clauses. indpred is in implicit-AND form.
422  */
423 typedef struct IndexOptInfo
424 {
425         NodeTag         type;
426
427         Oid                     indexoid;               /* OID of the index relation */
428         RelOptInfo *rel;                        /* back-link to index's table */
429
430         /* statistics from pg_class */
431         BlockNumber pages;                      /* number of disk pages in index */
432         double          tuples;                 /* number of index tuples in index */
433
434         /* index descriptor information */
435         int                     ncolumns;               /* number of columns in index */
436         Oid                *opfamily;           /* OIDs of operator families for columns */
437         int                *indexkeys;          /* column numbers of index's keys, or 0 */
438         Oid                *opcintype;          /* OIDs of opclass declared input data types */
439         Oid                *fwdsortop;          /* OIDs of sort operators for each column */
440         Oid                *revsortop;          /* OIDs of sort operators for backward scan */
441         bool       *nulls_first;        /* do NULLs come first in the sort order? */
442         Oid                     relam;                  /* OID of the access method (in pg_am) */
443
444         RegProcedure amcostestimate;    /* OID of the access method's cost fcn */
445
446         List       *indexprs;           /* expressions for non-simple index columns */
447         List       *indpred;            /* predicate if a partial index, else NIL */
448
449         bool            predOK;                 /* true if predicate matches query */
450         bool            unique;                 /* true if a unique index */
451         bool            amoptionalkey;  /* can query omit key for the first column? */
452         bool            amsearchnulls;  /* can AM search for NULL index entries? */
453         bool            amhasgettuple;  /* does AM have amgettuple interface? */
454         bool            amhasgetbitmap; /* does AM have amgetbitmap interface? */
455 } IndexOptInfo;
456
457
458 /*
459  * EquivalenceClasses
460  *
461  * Whenever we can determine that a mergejoinable equality clause A = B is
462  * not delayed by any outer join, we create an EquivalenceClass containing
463  * the expressions A and B to record this knowledge.  If we later find another
464  * equivalence B = C, we add C to the existing EquivalenceClass; this may
465  * require merging two existing EquivalenceClasses.  At the end of the qual
466  * distribution process, we have sets of values that are known all transitively
467  * equal to each other, where "equal" is according to the rules of the btree
468  * operator family(s) shown in ec_opfamilies.  (We restrict an EC to contain
469  * only equalities whose operators belong to the same set of opfamilies.  This
470  * could probably be relaxed, but for now it's not worth the trouble, since
471  * nearly all equality operators belong to only one btree opclass anyway.)
472  *
473  * We also use EquivalenceClasses as the base structure for PathKeys, letting
474  * us represent knowledge about different sort orderings being equivalent.
475  * Since every PathKey must reference an EquivalenceClass, we will end up
476  * with single-member EquivalenceClasses whenever a sort key expression has
477  * not been equivalenced to anything else.      It is also possible that such an
478  * EquivalenceClass will contain a volatile expression ("ORDER BY random()"),
479  * which is a case that can't arise otherwise since clauses containing
480  * volatile functions are never considered mergejoinable.  We mark such
481  * EquivalenceClasses specially to prevent them from being merged with
482  * ordinary EquivalenceClasses.  Also, for volatile expressions we have
483  * to be careful to match the EquivalenceClass to the correct targetlist
484  * entry: consider SELECT random() AS a, random() AS b ... ORDER BY b,a.
485  * So we record the SortGroupRef of the originating sort clause.
486  *
487  * We allow equality clauses appearing below the nullable side of an outer join
488  * to form EquivalenceClasses, but these have a slightly different meaning:
489  * the included values might be all NULL rather than all the same non-null
490  * values.      See src/backend/optimizer/README for more on that point.
491  *
492  * NB: if ec_merged isn't NULL, this class has been merged into another, and
493  * should be ignored in favor of using the pointed-to class.
494  */
495 typedef struct EquivalenceClass
496 {
497         NodeTag         type;
498
499         List       *ec_opfamilies;      /* btree operator family OIDs */
500         List       *ec_members;         /* list of EquivalenceMembers */
501         List       *ec_sources;         /* list of generating RestrictInfos */
502         List       *ec_derives;         /* list of derived RestrictInfos */
503         Relids          ec_relids;              /* all relids appearing in ec_members */
504         bool            ec_has_const;   /* any pseudoconstants in ec_members? */
505         bool            ec_has_volatile;        /* the (sole) member is a volatile expr */
506         bool            ec_below_outer_join;    /* equivalence applies below an OJ */
507         bool            ec_broken;              /* failed to generate needed clauses? */
508         Index           ec_sortref;             /* originating sortclause label, or 0 */
509         struct EquivalenceClass *ec_merged; /* set if merged into another EC */
510 } EquivalenceClass;
511
512 /*
513  * If an EC contains a const and isn't below-outer-join, any PathKey depending
514  * on it must be redundant, since there's only one possible value of the key.
515  */
516 #define EC_MUST_BE_REDUNDANT(eclass)  \
517         ((eclass)->ec_has_const && !(eclass)->ec_below_outer_join)
518
519 /*
520  * EquivalenceMember - one member expression of an EquivalenceClass
521  *
522  * em_is_child signifies that this element was built by transposing a member
523  * for an inheritance parent relation to represent the corresponding expression
524  * on an inheritance child.  The element should be ignored for all purposes
525  * except constructing inner-indexscan paths for the child relation.  (Other
526  * types of join are driven from transposed joininfo-list entries.)  Note
527  * that the EC's ec_relids field does NOT include the child relation.
528  *
529  * em_datatype is usually the same as exprType(em_expr), but can be
530  * different when dealing with a binary-compatible opfamily; in particular
531  * anyarray_ops would never work without this.  Use em_datatype when
532  * looking up a specific btree operator to work with this expression.
533  */
534 typedef struct EquivalenceMember
535 {
536         NodeTag         type;
537
538         Expr       *em_expr;            /* the expression represented */
539         Relids          em_relids;              /* all relids appearing in em_expr */
540         bool            em_is_const;    /* expression is pseudoconstant? */
541         bool            em_is_child;    /* derived version for a child relation? */
542         Oid                     em_datatype;    /* the "nominal type" used by the opfamily */
543 } EquivalenceMember;
544
545 /*
546  * PathKeys
547  *
548  * The sort ordering of a path is represented by a list of PathKey nodes.
549  * An empty list implies no known ordering.  Otherwise the first item
550  * represents the primary sort key, the second the first secondary sort key,
551  * etc.  The value being sorted is represented by linking to an
552  * EquivalenceClass containing that value and including pk_opfamily among its
553  * ec_opfamilies.  This is a convenient method because it makes it trivial
554  * to detect equivalent and closely-related orderings.  (See optimizer/README
555  * for more information.)
556  *
557  * Note: pk_strategy is either BTLessStrategyNumber (for ASC) or
558  * BTGreaterStrategyNumber (for DESC).  We assume that all ordering-capable
559  * index types will use btree-compatible strategy numbers.
560  */
561
562 typedef struct PathKey
563 {
564         NodeTag         type;
565
566         EquivalenceClass *pk_eclass;    /* the value that is ordered */
567         Oid                     pk_opfamily;    /* btree opfamily defining the ordering */
568         int                     pk_strategy;    /* sort direction (ASC or DESC) */
569         bool            pk_nulls_first; /* do NULLs come before normal values? */
570 } PathKey;
571
572 /*
573  * Type "Path" is used as-is for sequential-scan paths, as well as some other
574  * simple plan types that we don't need any extra information in the path for.
575  * For other path types it is the first component of a larger struct.
576  *
577  * Note: "pathtype" is the NodeTag of the Plan node we could build from this
578  * Path.  It is partially redundant with the Path's NodeTag, but allows us
579  * to use the same Path type for multiple Plan types where there is no need
580  * to distinguish the Plan type during path processing.
581  */
582
583 typedef struct Path
584 {
585         NodeTag         type;
586
587         NodeTag         pathtype;               /* tag identifying scan/join method */
588
589         RelOptInfo *parent;                     /* the relation this path can build */
590
591         /* estimated execution costs for path (see costsize.c for more info) */
592         Cost            startup_cost;   /* cost expended before fetching any tuples */
593         Cost            total_cost;             /* total cost (assuming all tuples fetched) */
594
595         List       *pathkeys;           /* sort ordering of path's output */
596         /* pathkeys is a List of PathKey nodes; see above */
597 } Path;
598
599 /*----------
600  * IndexPath represents an index scan over a single index.
601  *
602  * 'indexinfo' is the index to be scanned.
603  *
604  * 'indexclauses' is a list of index qualification clauses, with implicit
605  * AND semantics across the list.  Each clause is a RestrictInfo node from
606  * the query's WHERE or JOIN conditions.
607  *
608  * 'indexquals' has the same structure as 'indexclauses', but it contains
609  * the actual indexqual conditions that can be used with the index.
610  * In simple cases this is identical to 'indexclauses', but when special
611  * indexable operators appear in 'indexclauses', they are replaced by the
612  * derived indexscannable conditions in 'indexquals'.
613  *
614  * 'isjoininner' is TRUE if the path is a nestloop inner scan (that is,
615  * some of the index conditions are join rather than restriction clauses).
616  * Note that the path costs will be calculated differently from a plain
617  * indexscan in this case, and in addition there's a special 'rows' value
618  * different from the parent RelOptInfo's (see below).
619  *
620  * 'indexscandir' is one of:
621  *              ForwardScanDirection: forward scan of an ordered index
622  *              BackwardScanDirection: backward scan of an ordered index
623  *              NoMovementScanDirection: scan of an unordered index, or don't care
624  * (The executor doesn't care whether it gets ForwardScanDirection or
625  * NoMovementScanDirection for an indexscan, but the planner wants to
626  * distinguish ordered from unordered indexes for building pathkeys.)
627  *
628  * 'indextotalcost' and 'indexselectivity' are saved in the IndexPath so that
629  * we need not recompute them when considering using the same index in a
630  * bitmap index/heap scan (see BitmapHeapPath).  The costs of the IndexPath
631  * itself represent the costs of an IndexScan plan type.
632  *
633  * 'rows' is the estimated result tuple count for the indexscan.  This
634  * is the same as path.parent->rows for a simple indexscan, but it is
635  * different for a nestloop inner scan, because the additional indexquals
636  * coming from join clauses make the scan more selective than the parent
637  * rel's restrict clauses alone would do.
638  *----------
639  */
640 typedef struct IndexPath
641 {
642         Path            path;
643         IndexOptInfo *indexinfo;
644         List       *indexclauses;
645         List       *indexquals;
646         bool            isjoininner;
647         ScanDirection indexscandir;
648         Cost            indextotalcost;
649         Selectivity indexselectivity;
650         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
651 } IndexPath;
652
653 /*
654  * BitmapHeapPath represents one or more indexscans that generate TID bitmaps
655  * instead of directly accessing the heap, followed by AND/OR combinations
656  * to produce a single bitmap, followed by a heap scan that uses the bitmap.
657  * Note that the output is always considered unordered, since it will come
658  * out in physical heap order no matter what the underlying indexes did.
659  *
660  * The individual indexscans are represented by IndexPath nodes, and any
661  * logic on top of them is represented by a tree of BitmapAndPath and
662  * BitmapOrPath nodes.  Notice that we can use the same IndexPath node both
663  * to represent a regular IndexScan plan, and as the child of a BitmapHeapPath
664  * that represents scanning the same index using a BitmapIndexScan.  The
665  * startup_cost and total_cost figures of an IndexPath always represent the
666  * costs to use it as a regular IndexScan.      The costs of a BitmapIndexScan
667  * can be computed using the IndexPath's indextotalcost and indexselectivity.
668  *
669  * BitmapHeapPaths can be nestloop inner indexscans.  The isjoininner and
670  * rows fields serve the same purpose as for plain IndexPaths.
671  */
672 typedef struct BitmapHeapPath
673 {
674         Path            path;
675         Path       *bitmapqual;         /* IndexPath, BitmapAndPath, BitmapOrPath */
676         bool            isjoininner;    /* T if it's a nestloop inner scan */
677         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
678 } BitmapHeapPath;
679
680 /*
681  * BitmapAndPath represents a BitmapAnd plan node; it can only appear as
682  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
683  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
684  * we make it a derivative of Path anyway.
685  */
686 typedef struct BitmapAndPath
687 {
688         Path            path;
689         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapOrPaths */
690         Selectivity bitmapselectivity;
691 } BitmapAndPath;
692
693 /*
694  * BitmapOrPath represents a BitmapOr plan node; it can only appear as
695  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
696  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
697  * we make it a derivative of Path anyway.
698  */
699 typedef struct BitmapOrPath
700 {
701         Path            path;
702         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapAndPaths */
703         Selectivity bitmapselectivity;
704 } BitmapOrPath;
705
706 /*
707  * TidPath represents a scan by TID
708  *
709  * tidquals is an implicitly OR'ed list of qual expressions of the form
710  * "CTID = pseudoconstant" or "CTID = ANY(pseudoconstant_array)".
711  * Note they are bare expressions, not RestrictInfos.
712  */
713 typedef struct TidPath
714 {
715         Path            path;
716         List       *tidquals;           /* qual(s) involving CTID = something */
717 } TidPath;
718
719 /*
720  * AppendPath represents an Append plan, ie, successive execution of
721  * several member plans.
722  *
723  * Note: it is possible for "subpaths" to contain only one, or even no,
724  * elements.  These cases are optimized during create_append_plan.
725  * In particular, an AppendPath with no subpaths is a "dummy" path that
726  * is created to represent the case that a relation is provably empty.
727  */
728 typedef struct AppendPath
729 {
730         Path            path;
731         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
732 } AppendPath;
733
734 #define IS_DUMMY_PATH(p) \
735         (IsA((p), AppendPath) && ((AppendPath *) (p))->subpaths == NIL)
736
737 /*
738  * ResultPath represents use of a Result plan node to compute a variable-free
739  * targetlist with no underlying tables (a "SELECT expressions" query).
740  * The query could have a WHERE clause, too, represented by "quals".
741  *
742  * Note that quals is a list of bare clauses, not RestrictInfos.
743  */
744 typedef struct ResultPath
745 {
746         Path            path;
747         List       *quals;
748 } ResultPath;
749
750 /*
751  * MaterialPath represents use of a Material plan node, i.e., caching of
752  * the output of its subpath.  This is used when the subpath is expensive
753  * and needs to be scanned repeatedly, or when we need mark/restore ability
754  * and the subpath doesn't have it.
755  */
756 typedef struct MaterialPath
757 {
758         Path            path;
759         Path       *subpath;
760 } MaterialPath;
761
762 /*
763  * UniquePath represents elimination of distinct rows from the output of
764  * its subpath.
765  *
766  * This is unlike the other Path nodes in that it can actually generate
767  * different plans: either hash-based or sort-based implementation, or a
768  * no-op if the input path can be proven distinct already.      The decision
769  * is sufficiently localized that it's not worth having separate Path node
770  * types.  (Note: in the no-op case, we could eliminate the UniquePath node
771  * entirely and just return the subpath; but it's convenient to have a
772  * UniquePath in the path tree to signal upper-level routines that the input
773  * is known distinct.)
774  */
775 typedef enum
776 {
777         UNIQUE_PATH_NOOP,                       /* input is known unique already */
778         UNIQUE_PATH_HASH,                       /* use hashing */
779         UNIQUE_PATH_SORT                        /* use sorting */
780 } UniquePathMethod;
781
782 typedef struct UniquePath
783 {
784         Path            path;
785         Path       *subpath;
786         UniquePathMethod umethod;
787         List       *in_operators;       /* equality operators of the IN clause */
788         List       *uniq_exprs;         /* expressions to be made unique */
789         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
790 } UniquePath;
791
792 /*
793  * NoOpPath represents exactly the same plan as its subpath.  This is used
794  * when we have determined that a join can be eliminated.  The difference
795  * between the NoOpPath and its subpath is just that the NoOpPath's parent
796  * is the whole join relation while the subpath is for one of the joined
797  * relations (and the other one isn't needed).
798  *
799  * Note: path.pathtype is always T_Join, but this won't actually give rise
800  * to a Join plan node.
801  */
802 typedef struct NoOpPath
803 {
804         Path            path;
805         Path       *subpath;
806 } NoOpPath;
807
808 /*
809  * All join-type paths share these fields.
810  */
811
812 typedef struct JoinPath
813 {
814         Path            path;
815
816         JoinType        jointype;
817
818         Path       *outerjoinpath;      /* path for the outer side of the join */
819         Path       *innerjoinpath;      /* path for the inner side of the join */
820
821         List       *joinrestrictinfo;           /* RestrictInfos to apply to join */
822
823         /*
824          * See the notes for RelOptInfo to understand why joinrestrictinfo is
825          * needed in JoinPath, and can't be merged into the parent RelOptInfo.
826          */
827 } JoinPath;
828
829 /*
830  * A nested-loop path needs no special fields.
831  */
832
833 typedef JoinPath NestPath;
834
835 /*
836  * A mergejoin path has these fields.
837  *
838  * path_mergeclauses lists the clauses (in the form of RestrictInfos)
839  * that will be used in the merge.
840  *
841  * Note that the mergeclauses are a subset of the parent relation's
842  * restriction-clause list.  Any join clauses that are not mergejoinable
843  * appear only in the parent's restrict list, and must be checked by a
844  * qpqual at execution time.
845  *
846  * outersortkeys (resp. innersortkeys) is NIL if the outer path
847  * (resp. inner path) is already ordered appropriately for the
848  * mergejoin.  If it is not NIL then it is a PathKeys list describing
849  * the ordering that must be created by an explicit sort step.
850  */
851
852 typedef struct MergePath
853 {
854         JoinPath        jpath;
855         List       *path_mergeclauses;          /* join clauses to be used for merge */
856         List       *outersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
857         List       *innersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
858 } MergePath;
859
860 /*
861  * A hashjoin path has these fields.
862  *
863  * The remarks above for mergeclauses apply for hashclauses as well.
864  *
865  * Hashjoin does not care what order its inputs appear in, so we have
866  * no need for sortkeys.
867  */
868
869 typedef struct HashPath
870 {
871         JoinPath        jpath;
872         List       *path_hashclauses;           /* join clauses used for hashing */
873         int                     num_batches;    /* number of batches expected */
874 } HashPath;
875
876 /*
877  * Restriction clause info.
878  *
879  * We create one of these for each AND sub-clause of a restriction condition
880  * (WHERE or JOIN/ON clause).  Since the restriction clauses are logically
881  * ANDed, we can use any one of them or any subset of them to filter out
882  * tuples, without having to evaluate the rest.  The RestrictInfo node itself
883  * stores data used by the optimizer while choosing the best query plan.
884  *
885  * If a restriction clause references a single base relation, it will appear
886  * in the baserestrictinfo list of the RelOptInfo for that base rel.
887  *
888  * If a restriction clause references more than one base rel, it will
889  * appear in the joininfo list of every RelOptInfo that describes a strict
890  * subset of the base rels mentioned in the clause.  The joininfo lists are
891  * used to drive join tree building by selecting plausible join candidates.
892  * The clause cannot actually be applied until we have built a join rel
893  * containing all the base rels it references, however.
894  *
895  * When we construct a join rel that includes all the base rels referenced
896  * in a multi-relation restriction clause, we place that clause into the
897  * joinrestrictinfo lists of paths for the join rel, if neither left nor
898  * right sub-path includes all base rels referenced in the clause.      The clause
899  * will be applied at that join level, and will not propagate any further up
900  * the join tree.  (Note: the "predicate migration" code was once intended to
901  * push restriction clauses up and down the plan tree based on evaluation
902  * costs, but it's dead code and is unlikely to be resurrected in the
903  * foreseeable future.)
904  *
905  * Note that in the presence of more than two rels, a multi-rel restriction
906  * might reach different heights in the join tree depending on the join
907  * sequence we use.  So, these clauses cannot be associated directly with
908  * the join RelOptInfo, but must be kept track of on a per-join-path basis.
909  *
910  * RestrictInfos that represent equivalence conditions (i.e., mergejoinable
911  * equalities that are not outerjoin-delayed) are handled a bit differently.
912  * Initially we attach them to the EquivalenceClasses that are derived from
913  * them.  When we construct a scan or join path, we look through all the
914  * EquivalenceClasses and generate derived RestrictInfos representing the
915  * minimal set of conditions that need to be checked for this particular scan
916  * or join to enforce that all members of each EquivalenceClass are in fact
917  * equal in all rows emitted by the scan or join.
918  *
919  * When dealing with outer joins we have to be very careful about pushing qual
920  * clauses up and down the tree.  An outer join's own JOIN/ON conditions must
921  * be evaluated exactly at that join node, unless they are "degenerate"
922  * conditions that reference only Vars from the nullable side of the join.
923  * Quals appearing in WHERE or in a JOIN above the outer join cannot be pushed
924  * down below the outer join, if they reference any nullable Vars.
925  * RestrictInfo nodes contain a flag to indicate whether a qual has been
926  * pushed down to a lower level than its original syntactic placement in the
927  * join tree would suggest.  If an outer join prevents us from pushing a qual
928  * down to its "natural" semantic level (the level associated with just the
929  * base rels used in the qual) then we mark the qual with a "required_relids"
930  * value including more than just the base rels it actually uses.  By
931  * pretending that the qual references all the rels required to form the outer
932  * join, we prevent it from being evaluated below the outer join's joinrel.
933  * When we do form the outer join's joinrel, we still need to distinguish
934  * those quals that are actually in that join's JOIN/ON condition from those
935  * that appeared elsewhere in the tree and were pushed down to the join rel
936  * because they used no other rels.  That's what the is_pushed_down flag is
937  * for; it tells us that a qual is not an OUTER JOIN qual for the set of base
938  * rels listed in required_relids.      A clause that originally came from WHERE
939  * or an INNER JOIN condition will *always* have its is_pushed_down flag set.
940  * It's possible for an OUTER JOIN clause to be marked is_pushed_down too,
941  * if we decide that it can be pushed down into the nullable side of the join.
942  * In that case it acts as a plain filter qual for wherever it gets evaluated.
943  * (In short, is_pushed_down is only false for non-degenerate outer join
944  * conditions.  Possibly we should rename it to reflect that meaning?)
945  *
946  * RestrictInfo nodes also contain an outerjoin_delayed flag, which is true
947  * if the clause's applicability must be delayed due to any outer joins
948  * appearing below it (ie, it has to be postponed to some join level higher
949  * than the set of relations it actually references).  There is also a
950  * nullable_relids field, which is the set of rels it references that can be
951  * forced null by some outer join below the clause.  outerjoin_delayed = true
952  * is subtly different from nullable_relids != NULL: a clause might reference
953  * some nullable rels and yet not be outerjoin_delayed because it also
954  * references all the other rels of the outer join(s).  A clause that is not
955  * outerjoin_delayed can be enforced anywhere it is computable.
956  *
957  * In general, the referenced clause might be arbitrarily complex.      The
958  * kinds of clauses we can handle as indexscan quals, mergejoin clauses,
959  * or hashjoin clauses are limited (e.g., no volatile functions).  The code
960  * for each kind of path is responsible for identifying the restrict clauses
961  * it can use and ignoring the rest.  Clauses not implemented by an indexscan,
962  * mergejoin, or hashjoin will be placed in the plan qual or joinqual field
963  * of the finished Plan node, where they will be enforced by general-purpose
964  * qual-expression-evaluation code.  (But we are still entitled to count
965  * their selectivity when estimating the result tuple count, if we
966  * can guess what it is...)
967  *
968  * When the referenced clause is an OR clause, we generate a modified copy
969  * in which additional RestrictInfo nodes are inserted below the top-level
970  * OR/AND structure.  This is a convenience for OR indexscan processing:
971  * indexquals taken from either the top level or an OR subclause will have
972  * associated RestrictInfo nodes.
973  *
974  * The can_join flag is set true if the clause looks potentially useful as
975  * a merge or hash join clause, that is if it is a binary opclause with
976  * nonoverlapping sets of relids referenced in the left and right sides.
977  * (Whether the operator is actually merge or hash joinable isn't checked,
978  * however.)
979  *
980  * The pseudoconstant flag is set true if the clause contains no Vars of
981  * the current query level and no volatile functions.  Such a clause can be
982  * pulled out and used as a one-time qual in a gating Result node.      We keep
983  * pseudoconstant clauses in the same lists as other RestrictInfos so that
984  * the regular clause-pushing machinery can assign them to the correct join
985  * level, but they need to be treated specially for cost and selectivity
986  * estimates.  Note that a pseudoconstant clause can never be an indexqual
987  * or merge or hash join clause, so it's of no interest to large parts of
988  * the planner.
989  *
990  * When join clauses are generated from EquivalenceClasses, there may be
991  * several equally valid ways to enforce join equivalence, of which we need
992  * apply only one.      We mark clauses of this kind by setting parent_ec to
993  * point to the generating EquivalenceClass.  Multiple clauses with the same
994  * parent_ec in the same join are redundant.
995  */
996
997 typedef struct RestrictInfo
998 {
999         NodeTag         type;
1000
1001         Expr       *clause;                     /* the represented clause of WHERE or JOIN */
1002
1003         bool            is_pushed_down; /* TRUE if clause was pushed down in level */
1004
1005         bool            outerjoin_delayed;              /* TRUE if delayed by lower outer join */
1006
1007         bool            can_join;               /* see comment above */
1008
1009         bool            pseudoconstant; /* see comment above */
1010
1011         /* The set of relids (varnos) actually referenced in the clause: */
1012         Relids          clause_relids;
1013
1014         /* The set of relids required to evaluate the clause: */
1015         Relids          required_relids;
1016
1017         /* The relids used in the clause that are nullable by lower outer joins: */
1018         Relids          nullable_relids;
1019
1020         /* These fields are set for any binary opclause: */
1021         Relids          left_relids;    /* relids in left side of clause */
1022         Relids          right_relids;   /* relids in right side of clause */
1023
1024         /* This field is NULL unless clause is an OR clause: */
1025         Expr       *orclause;           /* modified clause with RestrictInfos */
1026
1027         /* This field is NULL unless clause is potentially redundant: */
1028         EquivalenceClass *parent_ec;    /* generating EquivalenceClass */
1029
1030         /* cache space for cost and selectivity */
1031         QualCost        eval_cost;              /* eval cost of clause; -1 if not yet set */
1032         Selectivity norm_selec;         /* selectivity for "normal" (JOIN_INNER)
1033                                                                  * semantics; -1 if not yet set; >1 means a
1034                                                                  * redundant clause */
1035         Selectivity outer_selec;        /* selectivity for outer join semantics; -1 if
1036                                                                  * not yet set */
1037
1038         /* valid if clause is mergejoinable, else NIL */
1039         List       *mergeopfamilies;    /* opfamilies containing clause operator */
1040
1041         /* cache space for mergeclause processing; NULL if not yet set */
1042         EquivalenceClass *left_ec;      /* EquivalenceClass containing lefthand */
1043         EquivalenceClass *right_ec; /* EquivalenceClass containing righthand */
1044         EquivalenceMember *left_em; /* EquivalenceMember for lefthand */
1045         EquivalenceMember *right_em;    /* EquivalenceMember for righthand */
1046         List       *scansel_cache;      /* list of MergeScanSelCache structs */
1047
1048         /* transient workspace for use while considering a specific join path */
1049         bool            outer_is_left;  /* T = outer var on left, F = on right */
1050
1051         /* valid if clause is hashjoinable, else InvalidOid: */
1052         Oid                     hashjoinoperator;               /* copy of clause operator */
1053
1054         /* cache space for hashclause processing; -1 if not yet set */
1055         Selectivity left_bucketsize;    /* avg bucketsize of left side */
1056         Selectivity right_bucketsize;           /* avg bucketsize of right side */
1057 } RestrictInfo;
1058
1059 /*
1060  * Since mergejoinscansel() is a relatively expensive function, and would
1061  * otherwise be invoked many times while planning a large join tree,
1062  * we go out of our way to cache its results.  Each mergejoinable
1063  * RestrictInfo carries a list of the specific sort orderings that have
1064  * been considered for use with it, and the resulting selectivities.
1065  */
1066 typedef struct MergeScanSelCache
1067 {
1068         /* Ordering details (cache lookup key) */
1069         Oid                     opfamily;               /* btree opfamily defining the ordering */
1070         int                     strategy;               /* sort direction (ASC or DESC) */
1071         bool            nulls_first;    /* do NULLs come before normal values? */
1072         /* Results */
1073         Selectivity leftstartsel;       /* first-join fraction for clause left side */
1074         Selectivity leftendsel;         /* last-join fraction for clause left side */
1075         Selectivity rightstartsel;      /* first-join fraction for clause right side */
1076         Selectivity rightendsel;        /* last-join fraction for clause right side */
1077 } MergeScanSelCache;
1078
1079 /*
1080  * Inner indexscan info.
1081  *
1082  * An inner indexscan is one that uses one or more joinclauses as index
1083  * conditions (perhaps in addition to plain restriction clauses).  So it
1084  * can only be used as the inner path of a nestloop join where the outer
1085  * relation includes all other relids appearing in those joinclauses.
1086  * The set of usable joinclauses, and thus the best inner indexscan,
1087  * thus varies depending on which outer relation we consider; so we have
1088  * to recompute the best such paths for every join.  To avoid lots of
1089  * redundant computation, we cache the results of such searches.  For
1090  * each relation we compute the set of possible otherrelids (all relids
1091  * appearing in joinquals that could become indexquals for this table).
1092  * Two outer relations whose relids have the same intersection with this
1093  * set will have the same set of available joinclauses and thus the same
1094  * best inner indexscans for the inner relation.  By taking the intersection
1095  * before scanning the cache, we avoid recomputing when considering
1096  * join rels that differ only by the inclusion of irrelevant other rels.
1097  *
1098  * The search key also includes a bool showing whether the join being
1099  * considered is an outer join.  Since we constrain the join order for
1100  * outer joins, I believe that this bool can only have one possible value
1101  * for any particular lookup key; but store it anyway to avoid confusion.
1102  */
1103
1104 typedef struct InnerIndexscanInfo
1105 {
1106         NodeTag         type;
1107         /* The lookup key: */
1108         Relids          other_relids;   /* a set of relevant other relids */
1109         bool            isouterjoin;    /* true if join is outer */
1110         /* Best paths for this lookup key (NULL if no available indexscans): */
1111         Path       *cheapest_startup_innerpath;         /* cheapest startup cost */
1112         Path       *cheapest_total_innerpath;           /* cheapest total cost */
1113 } InnerIndexscanInfo;
1114
1115 /*
1116  * Placeholder node for an expression to be evaluated below the top level
1117  * of a plan tree.      This is used during planning to represent the contained
1118  * expression.  At the end of the planning process it is replaced by either
1119  * the contained expression or a Var referring to a lower-level evaluation of
1120  * the contained expression.  Typically the evaluation occurs below an outer
1121  * join, and Var references above the outer join might thereby yield NULL
1122  * instead of the expression value.
1123  *
1124  * Although the planner treats this as an expression node type, it is not
1125  * recognized by the parser or executor, so we declare it here rather than
1126  * in primnodes.h.
1127  */
1128
1129 typedef struct PlaceHolderVar
1130 {
1131         Expr            xpr;
1132         Expr       *phexpr;                     /* the represented expression */
1133         Relids          phrels;                 /* base relids syntactically within expr src */
1134         Index           phid;                   /* ID for PHV (unique within planner run) */
1135         Index           phlevelsup;             /* > 0 if PHV belongs to outer query */
1136 } PlaceHolderVar;
1137
1138 /*
1139  * "Special join" info.
1140  *
1141  * One-sided outer joins constrain the order of joining partially but not
1142  * completely.  We flatten such joins into the planner's top-level list of
1143  * relations to join, but record information about each outer join in a
1144  * SpecialJoinInfo struct.      These structs are kept in the PlannerInfo node's
1145  * join_info_list.
1146  *
1147  * Similarly, semijoins and antijoins created by flattening IN (subselect)
1148  * and EXISTS(subselect) clauses create partial constraints on join order.
1149  * These are likewise recorded in SpecialJoinInfo structs.
1150  *
1151  * We make SpecialJoinInfos for FULL JOINs even though there is no flexibility
1152  * of planning for them, because this simplifies make_join_rel()'s API.
1153  *
1154  * min_lefthand and min_righthand are the sets of base relids that must be
1155  * available on each side when performing the special join.  lhs_strict is
1156  * true if the special join's condition cannot succeed when the LHS variables
1157  * are all NULL (this means that an outer join can commute with upper-level
1158  * outer joins even if it appears in their RHS).  We don't bother to set
1159  * lhs_strict for FULL JOINs, however.
1160  *
1161  * It is not valid for either min_lefthand or min_righthand to be empty sets;
1162  * if they were, this would break the logic that enforces join order.
1163  *
1164  * syn_lefthand and syn_righthand are the sets of base relids that are
1165  * syntactically below this special join.  (These are needed to help compute
1166  * min_lefthand and min_righthand for higher joins.)
1167  *
1168  * delay_upper_joins is set TRUE if we detect a pushed-down clause that has
1169  * to be evaluated after this join is formed (because it references the RHS).
1170  * Any outer joins that have such a clause and this join in their RHS cannot
1171  * commute with this join, because that would leave noplace to check the
1172  * pushed-down clause.  (We don't track this for FULL JOINs, either.)
1173  *
1174  * join_quals is an implicit-AND list of the quals syntactically associated
1175  * with the join (they may or may not end up being applied at the join level).
1176  * This is just a side list and does not drive actual application of quals.
1177  * For JOIN_SEMI joins, this is cleared to NIL in create_unique_path() if
1178  * the join is found not to be suitable for a uniqueify-the-RHS plan.
1179  *
1180  * jointype is never JOIN_RIGHT; a RIGHT JOIN is handled by switching
1181  * the inputs to make it a LEFT JOIN.  So the allowed values of jointype
1182  * in a join_info_list member are only LEFT, FULL, SEMI, or ANTI.
1183  *
1184  * For purposes of join selectivity estimation, we create transient
1185  * SpecialJoinInfo structures for regular inner joins; so it is possible
1186  * to have jointype == JOIN_INNER in such a structure, even though this is
1187  * not allowed within join_info_list.  We also create transient
1188  * SpecialJoinInfos with jointype == JOIN_INNER for outer joins, since for
1189  * cost estimation purposes it is sometimes useful to know the join size under
1190  * plain innerjoin semantics.  Note that lhs_strict, delay_upper_joins, and
1191  * join_quals are not set meaningfully within such structs.
1192  */
1193
1194 typedef struct SpecialJoinInfo
1195 {
1196         NodeTag         type;
1197         Relids          min_lefthand;   /* base relids in minimum LHS for join */
1198         Relids          min_righthand;  /* base relids in minimum RHS for join */
1199         Relids          syn_lefthand;   /* base relids syntactically within LHS */
1200         Relids          syn_righthand;  /* base relids syntactically within RHS */
1201         JoinType        jointype;               /* always INNER, LEFT, FULL, SEMI, or ANTI */
1202         bool            lhs_strict;             /* joinclause is strict for some LHS rel */
1203         bool            delay_upper_joins;              /* can't commute with upper RHS */
1204         List       *join_quals;         /* join quals, in implicit-AND list format */
1205 } SpecialJoinInfo;
1206
1207 /*
1208  * Append-relation info.
1209  *
1210  * When we expand an inheritable table or a UNION-ALL subselect into an
1211  * "append relation" (essentially, a list of child RTEs), we build an
1212  * AppendRelInfo for each child RTE.  The list of AppendRelInfos indicates
1213  * which child RTEs must be included when expanding the parent, and each
1214  * node carries information needed to translate Vars referencing the parent
1215  * into Vars referencing that child.
1216  *
1217  * These structs are kept in the PlannerInfo node's append_rel_list.
1218  * Note that we just throw all the structs into one list, and scan the
1219  * whole list when desiring to expand any one parent.  We could have used
1220  * a more complex data structure (eg, one list per parent), but this would
1221  * be harder to update during operations such as pulling up subqueries,
1222  * and not really any easier to scan.  Considering that typical queries
1223  * will not have many different append parents, it doesn't seem worthwhile
1224  * to complicate things.
1225  *
1226  * Note: after completion of the planner prep phase, any given RTE is an
1227  * append parent having entries in append_rel_list if and only if its
1228  * "inh" flag is set.  We clear "inh" for plain tables that turn out not
1229  * to have inheritance children, and (in an abuse of the original meaning
1230  * of the flag) we set "inh" for subquery RTEs that turn out to be
1231  * flattenable UNION ALL queries.  This lets us avoid useless searches
1232  * of append_rel_list.
1233  *
1234  * Note: the data structure assumes that append-rel members are single
1235  * baserels.  This is OK for inheritance, but it prevents us from pulling
1236  * up a UNION ALL member subquery if it contains a join.  While that could
1237  * be fixed with a more complex data structure, at present there's not much
1238  * point because no improvement in the plan could result.
1239  */
1240
1241 typedef struct AppendRelInfo
1242 {
1243         NodeTag         type;
1244
1245         /*
1246          * These fields uniquely identify this append relationship.  There can be
1247          * (in fact, always should be) multiple AppendRelInfos for the same
1248          * parent_relid, but never more than one per child_relid, since a given
1249          * RTE cannot be a child of more than one append parent.
1250          */
1251         Index           parent_relid;   /* RT index of append parent rel */
1252         Index           child_relid;    /* RT index of append child rel */
1253
1254         /*
1255          * For an inheritance appendrel, the parent and child are both regular
1256          * relations, and we store their rowtype OIDs here for use in translating
1257          * whole-row Vars.      For a UNION-ALL appendrel, the parent and child are
1258          * both subqueries with no named rowtype, and we store InvalidOid here.
1259          */
1260         Oid                     parent_reltype; /* OID of parent's composite type */
1261         Oid                     child_reltype;  /* OID of child's composite type */
1262
1263         /*
1264          * The N'th element of this list is a Var or expression representing the
1265          * child column corresponding to the N'th column of the parent. This is
1266          * used to translate Vars referencing the parent rel into references to
1267          * the child.  A list element is NULL if it corresponds to a dropped
1268          * column of the parent (this is only possible for inheritance cases, not
1269          * UNION ALL).  The list elements are always simple Vars for inheritance
1270          * cases, but can be arbitrary expressions in UNION ALL cases.
1271          *
1272          * Notice we only store entries for user columns (attno > 0).  Whole-row
1273          * Vars are special-cased, and system columns (attno < 0) need no special
1274          * translation since their attnos are the same for all tables.
1275          *
1276          * Caution: the Vars have varlevelsup = 0.      Be careful to adjust as needed
1277          * when copying into a subquery.
1278          */
1279         List       *translated_vars;    /* Expressions in the child's Vars */
1280
1281         /*
1282          * We store the parent table's OID here for inheritance, or InvalidOid for
1283          * UNION ALL.  This is only needed to help in generating error messages if
1284          * an attempt is made to reference a dropped parent column.
1285          */
1286         Oid                     parent_reloid;  /* OID of parent relation */
1287 } AppendRelInfo;
1288
1289 /*
1290  * For each distinct placeholder expression generated during planning, we
1291  * store a PlaceHolderInfo node in the PlannerInfo node's placeholder_list.
1292  * This stores info that is needed centrally rather than in each copy of the
1293  * PlaceHolderVar.      The phid fields identify which PlaceHolderInfo goes with
1294  * each PlaceHolderVar.  Note that phid is unique throughout a planner run,
1295  * not just within a query level --- this is so that we need not reassign ID's
1296  * when pulling a subquery into its parent.
1297  *
1298  * The idea is to evaluate the expression at (only) the ph_eval_at join level,
1299  * then allow it to bubble up like a Var until the ph_needed join level.
1300  * ph_needed has the same definition as attr_needed for a regular Var.
1301  *
1302  * We create a PlaceHolderInfo only after determining that the PlaceHolderVar
1303  * is actually referenced in the plan tree.
1304  */
1305
1306 typedef struct PlaceHolderInfo
1307 {
1308         NodeTag         type;
1309
1310         Index           phid;                   /* ID for PH (unique within planner run) */
1311         PlaceHolderVar *ph_var;         /* copy of PlaceHolderVar tree */
1312         Relids          ph_eval_at;             /* lowest level we can evaluate value at */
1313         Relids          ph_needed;              /* highest level the value is needed at */
1314         int32           ph_width;               /* estimated attribute width */
1315 } PlaceHolderInfo;
1316
1317 /*
1318  * glob->paramlist keeps track of the PARAM_EXEC slots that we have decided
1319  * we need for the query.  At runtime these slots are used to pass values
1320  * either down into subqueries (for outer references in subqueries) or up out
1321  * of subqueries (for the results of a subplan).  The n'th entry in the list
1322  * (n counts from 0) corresponds to Param->paramid = n.
1323  *
1324  * Each paramlist item shows the absolute query level it is associated with,
1325  * where the outermost query is level 1 and nested subqueries have higher
1326  * numbers.  The item the parameter slot represents can be one of three kinds:
1327  *
1328  * A Var: the slot represents a variable of that level that must be passed
1329  * down because subqueries have outer references to it.  The varlevelsup
1330  * value in the Var will always be zero.
1331  *
1332  * An Aggref (with an expression tree representing its argument): the slot
1333  * represents an aggregate expression that is an outer reference for some
1334  * subquery.  The Aggref itself has agglevelsup = 0, and its argument tree
1335  * is adjusted to match in level.
1336  *
1337  * A Param: the slot holds the result of a subplan (it is a setParam item
1338  * for that subplan).  The absolute level shown for such items corresponds
1339  * to the parent query of the subplan.
1340  *
1341  * Note: we detect duplicate Var parameters and coalesce them into one slot,
1342  * but we do not do this for Aggref or Param slots.
1343  */
1344 typedef struct PlannerParamItem
1345 {
1346         NodeTag         type;
1347
1348         Node       *item;                       /* the Var, Aggref, or Param */
1349         Index           abslevel;               /* its absolute query level */
1350 } PlannerParamItem;
1351
1352 #endif   /* RELATION_H */