]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/nodes/relation.h
Teach planner how to rearrange join order for some classes of OUTER JOIN.
[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) 1996-2005, 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 1.122 2005/12/20 02:30:36 tgl Exp $
11  *
12  *-------------------------------------------------------------------------
13  */
14 #ifndef RELATION_H
15 #define RELATION_H
16
17 #include "access/sdir.h"
18 #include "nodes/bitmapset.h"
19 #include "nodes/parsenodes.h"
20 #include "storage/block.h"
21
22
23 /*
24  * Relids
25  *              Set of relation identifiers (indexes into the rangetable).
26  */
27 typedef Bitmapset *Relids;
28
29 /*
30  * When looking for a "cheapest path", this enum specifies whether we want
31  * cheapest startup cost or cheapest total cost.
32  */
33 typedef enum CostSelector
34 {
35         STARTUP_COST, TOTAL_COST
36 } CostSelector;
37
38 /*
39  * The cost estimate produced by cost_qual_eval() includes both a one-time
40  * (startup) cost, and a per-tuple cost.
41  */
42 typedef struct QualCost
43 {
44         Cost            startup;                /* one-time cost */
45         Cost            per_tuple;              /* per-evaluation cost */
46 } QualCost;
47
48
49 /*----------
50  * PlannerInfo
51  *              Per-query information for planning/optimization
52  *
53  * This struct is conventionally called "root" in all the planner routines.
54  * It holds links to all of the planner's working state, in addition to the
55  * original Query.      Note that at present the planner extensively manipulates
56  * the passed-in Query data structure; someday that should stop.
57  *----------
58  */
59 typedef struct PlannerInfo
60 {
61         NodeTag         type;
62
63         Query      *parse;                      /* the Query being planned */
64
65         /*
66          * base_rel_array holds pointers to "base rels" and "other rels" (see
67          * comments for RelOptInfo for more info).      It is indexed by rangetable
68          * index (so entry 0 is always wasted).  Entries can be NULL when an RTE
69          * does not correspond to a base relation.      Note that the array may be
70          * enlarged on-the-fly.
71          */
72         struct RelOptInfo **base_rel_array; /* All one-relation RelOptInfos */
73         int                     base_rel_array_size;    /* current allocated array len */
74
75         /*
76          * join_rel_list is a list of all join-relation RelOptInfos we have
77          * considered in this planning run.  For small problems we just scan the
78          * list to do lookups, but when there are many join relations we build a
79          * hash table for faster lookups.  The hash table is present and valid
80          * when join_rel_hash is not NULL.      Note that we still maintain the list
81          * even when using the hash table for lookups; this simplifies life for
82          * GEQO.
83          */
84         List       *join_rel_list;      /* list of join-relation RelOptInfos */
85         struct HTAB *join_rel_hash; /* optional hashtable for join relations */
86
87         List       *equi_key_list;      /* list of lists of equijoined PathKeyItems */
88
89         List       *left_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for outer
90                                                                                  * join clauses w/nonnullable var on
91                                                                                  * left */
92
93         List       *right_join_clauses;         /* list of RestrictInfos for outer
94                                                                                  * join clauses w/nonnullable var on
95                                                                                  * right */
96
97         List       *full_join_clauses;          /* list of RestrictInfos for full
98                                                                                  * outer join clauses */
99
100         List       *oj_info_list;       /* list of OuterJoinInfos */
101
102         List       *in_info_list;       /* list of InClauseInfos */
103
104         List       *query_pathkeys; /* desired pathkeys for query_planner(), and
105                                                                  * actual pathkeys afterwards */
106
107         List       *group_pathkeys; /* groupClause pathkeys, if any */
108         List       *sort_pathkeys;      /* sortClause pathkeys, if any */
109
110         double          tuple_fraction; /* tuple_fraction passed to query_planner */
111
112         bool            hasJoinRTEs;    /* true if any RTEs are RTE_JOIN kind */
113         bool            hasOuterJoins;  /* true if any RTEs are outer joins */
114         bool            hasHavingQual;  /* true if havingQual was non-null */
115 } PlannerInfo;
116
117
118 /*----------
119  * RelOptInfo
120  *              Per-relation information for planning/optimization
121  *
122  * For planning purposes, a "base rel" is either a plain relation (a table)
123  * or the output of a sub-SELECT or function that appears in the range table.
124  * In either case it is uniquely identified by an RT index.  A "joinrel"
125  * is the joining of two or more base rels.  A joinrel is identified by
126  * the set of RT indexes for its component baserels.  We create RelOptInfo
127  * nodes for each baserel and joinrel, and store them in the PlannerInfo's
128  * base_rel_array and join_rel_list respectively.
129  *
130  * Note that there is only one joinrel for any given set of component
131  * baserels, no matter what order we assemble them in; so an unordered
132  * set is the right datatype to identify it with.
133  *
134  * We also have "other rels", which are like base rels in that they refer to
135  * single RT indexes; but they are not part of the join tree, and are given
136  * a different RelOptKind to identify them.
137  *
138  * Currently the only kind of otherrels are those made for child relations
139  * of an inheritance scan (SELECT FROM foo*).  The parent table's RTE and
140  * corresponding baserel represent the whole result of the inheritance scan.
141  * The planner creates separate RTEs and associated RelOptInfos for each child
142  * table (including the parent table, in its capacity as a member of the
143  * inheritance set).  These RelOptInfos are physically identical to baserels,
144  * but are otherrels because they are not in the main join tree.  These added
145  * RTEs and otherrels are used to plan the scans of the individual tables in
146  * the inheritance set; then the parent baserel is given an Append plan
147  * comprising the best plans for the individual child tables.
148  *
149  * At one time we also made otherrels to represent join RTEs, for use in
150  * handling join alias Vars.  Currently this is not needed because all join
151  * alias Vars are expanded to non-aliased form during preprocess_expression.
152  *
153  * Parts of this data structure are specific to various scan and join
154  * mechanisms.  It didn't seem worth creating new node types for them.
155  *
156  *              relids - Set of base-relation identifiers; it is a base relation
157  *                              if there is just one, a join relation if more than one
158  *              rows - estimated number of tuples in the relation after restriction
159  *                         clauses have been applied (ie, output rows of a plan for it)
160  *              width - avg. number of bytes per tuple in the relation after the
161  *                              appropriate projections have been done (ie, output width)
162  *              reltargetlist - List of Var nodes for the attributes we need to
163  *                                              output from this relation (in no particular order)
164  *                                              NOTE: in a child relation, may contain RowExprs
165  *              pathlist - List of Path nodes, one for each potentially useful
166  *                                 method of generating the relation
167  *              cheapest_startup_path - the pathlist member with lowest startup cost
168  *                                                              (regardless of its ordering)
169  *              cheapest_total_path - the pathlist member with lowest total cost
170  *                                                        (regardless of its ordering)
171  *              cheapest_unique_path - for caching cheapest path to produce unique
172  *                                                         (no duplicates) output from relation
173  *
174  * If the relation is a base relation it will have these fields set:
175  *
176  *              relid - RTE index (this is redundant with the relids field, but
177  *                              is provided for convenience of access)
178  *              rtekind - distinguishes plain relation, subquery, or function RTE
179  *              min_attr, max_attr - range of valid AttrNumbers for rel
180  *              attr_needed - array of bitmapsets indicating the highest joinrel
181  *                              in which each attribute is needed; if bit 0 is set then
182  *                              the attribute is needed as part of final targetlist
183  *              attr_widths - cache space for per-attribute width estimates;
184  *                                        zero means not computed yet
185  *              indexlist - list of IndexOptInfo nodes for relation's indexes
186  *                                      (always NIL if it's not a table)
187  *              pages - number of disk pages in relation (zero if not a table)
188  *              tuples - number of tuples in relation (not considering restrictions)
189  *              subplan - plan for subquery (NULL if it's not a subquery)
190  *
191  *              Note: for a subquery, tuples and subplan are not set immediately
192  *              upon creation of the RelOptInfo object; they are filled in when
193  *              set_base_rel_pathlist processes the object.
194  *
195  *              For otherrels that are inheritance children, these fields are filled
196  *              in just as for a baserel.
197  *
198  * The presence of the remaining fields depends on the restrictions
199  * and joins that the relation participates in:
200  *
201  *              baserestrictinfo - List of RestrictInfo nodes, containing info about
202  *                                      each non-join qualification clause in which this relation
203  *                                      participates (only used for base rels)
204  *              baserestrictcost - Estimated cost of evaluating the baserestrictinfo
205  *                                      clauses at a single tuple (only used for base rels)
206  *              joininfo  - List of RestrictInfo nodes, containing info about each
207  *                                      join clause in which this relation participates
208  *              index_outer_relids - only used for base rels; set of outer relids
209  *                                      that participate in indexable joinclauses for this rel
210  *              index_inner_paths - only used for base rels; list of InnerIndexscanInfo
211  *                                      nodes showing best indexpaths for various subsets of
212  *                                      index_outer_relids.
213  *
214  * Note: Keeping a restrictinfo list in the RelOptInfo is useful only for
215  * base rels, because for a join rel the set of clauses that are treated as
216  * restrict clauses varies depending on which sub-relations we choose to join.
217  * (For example, in a 3-base-rel join, a clause relating rels 1 and 2 must be
218  * treated as a restrictclause if we join {1} and {2 3} to make {1 2 3}; but
219  * if we join {1 2} and {3} then that clause will be a restrictclause in {1 2}
220  * and should not be processed again at the level of {1 2 3}.)  Therefore,
221  * the restrictinfo list in the join case appears in individual JoinPaths
222  * (field joinrestrictinfo), not in the parent relation.  But it's OK for
223  * the RelOptInfo to store the joininfo list, because that is the same
224  * for a given rel no matter how we form it.
225  *
226  * We store baserestrictcost in the RelOptInfo (for base relations) because
227  * we know we will need it at least once (to price the sequential scan)
228  * and may need it multiple times to price index scans.
229  *----------
230  */
231 typedef enum RelOptKind
232 {
233         RELOPT_BASEREL,
234         RELOPT_JOINREL,
235         RELOPT_OTHER_CHILD_REL
236 } RelOptKind;
237
238 typedef struct RelOptInfo
239 {
240         NodeTag         type;
241
242         RelOptKind      reloptkind;
243
244         /* all relations included in this RelOptInfo */
245         Relids          relids;                 /* set of base relids (rangetable indexes) */
246
247         /* size estimates generated by planner */
248         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
249         int                     width;                  /* estimated avg width of result tuples */
250
251         /* materialization information */
252         List       *reltargetlist;      /* needed Vars */
253         List       *pathlist;           /* Path structures */
254         struct Path *cheapest_startup_path;
255         struct Path *cheapest_total_path;
256         struct Path *cheapest_unique_path;
257
258         /* information about a base rel (not set for join rels!) */
259         Index           relid;
260         RTEKind         rtekind;                /* RELATION, SUBQUERY, or FUNCTION */
261         AttrNumber      min_attr;               /* smallest attrno of rel (often <0) */
262         AttrNumber      max_attr;               /* largest attrno of rel */
263         Relids     *attr_needed;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
264         int32      *attr_widths;        /* array indexed [min_attr .. max_attr] */
265         List       *indexlist;
266         BlockNumber pages;
267         double          tuples;
268         struct Plan *subplan;           /* if subquery */
269
270         /* used by various scans and joins: */
271         List       *baserestrictinfo;           /* RestrictInfo structures (if base
272                                                                                  * rel) */
273         QualCost        baserestrictcost;               /* cost of evaluating the above */
274         List       *joininfo;           /* RestrictInfo structures for join clauses
275                                                                  * involving this rel */
276
277         /* cached info about inner indexscan paths for relation: */
278         Relids          index_outer_relids;             /* other relids in indexable join
279                                                                                  * clauses */
280         List       *index_inner_paths;          /* InnerIndexscanInfo nodes */
281
282         /*
283          * Inner indexscans are not in the main pathlist because they are not
284          * usable except in specific join contexts.  We use the index_inner_paths
285          * list just to avoid recomputing the best inner indexscan repeatedly for
286          * similar outer relations.  See comments for InnerIndexscanInfo.
287          */
288 } RelOptInfo;
289
290 /*
291  * IndexOptInfo
292  *              Per-index information for planning/optimization
293  *
294  *              Prior to Postgres 7.0, RelOptInfo was used to describe both relations
295  *              and indexes, but that created confusion without actually doing anything
296  *              useful.  So now we have a separate IndexOptInfo struct for indexes.
297  *
298  *              classlist[], indexkeys[], and ordering[] have ncolumns entries.
299  *              Zeroes in the indexkeys[] array indicate index columns that are
300  *              expressions; there is one element in indexprs for each such column.
301  *
302  *              Note: for historical reasons, the classlist and ordering arrays have
303  *              an extra entry that is always zero.  Some code scans until it sees a
304  *              zero entry, rather than looking at ncolumns.
305  *
306  *              The indexprs and indpred expressions have been run through
307  *              prepqual.c and eval_const_expressions() for ease of matching to
308  *              WHERE clauses.  indpred is in implicit-AND form.
309  */
310
311 typedef struct IndexOptInfo
312 {
313         NodeTag         type;
314
315         Oid                     indexoid;               /* OID of the index relation */
316         RelOptInfo *rel;                        /* back-link to index's table */
317
318         /* statistics from pg_class */
319         BlockNumber pages;                      /* number of disk pages in index */
320         double          tuples;                 /* number of index tuples in index */
321
322         /* index descriptor information */
323         int                     ncolumns;               /* number of columns in index */
324         Oid                *classlist;          /* OIDs of operator classes for columns */
325         int                *indexkeys;          /* column numbers of index's keys, or 0 */
326         Oid                *ordering;           /* OIDs of sort operators for each column */
327         Oid                     relam;                  /* OID of the access method (in pg_am) */
328
329         RegProcedure amcostestimate;    /* OID of the access method's cost fcn */
330
331         List       *indexprs;           /* expressions for non-simple index columns */
332         List       *indpred;            /* predicate if a partial index, else NIL */
333
334         bool            predOK;                 /* true if predicate matches query */
335         bool            unique;                 /* true if a unique index */
336         bool            amoptionalkey;  /* can query omit key for the first column? */
337 } IndexOptInfo;
338
339
340 /*
341  * PathKeys
342  *
343  *      The sort ordering of a path is represented by a list of sublists of
344  *      PathKeyItem nodes.      An empty list implies no known ordering.  Otherwise
345  *      the first sublist represents the primary sort key, the second the
346  *      first secondary sort key, etc.  Each sublist contains one or more
347  *      PathKeyItem nodes, each of which can be taken as the attribute that
348  *      appears at that sort position.  (See optimizer/README for more
349  *      information.)
350  */
351
352 typedef struct PathKeyItem
353 {
354         NodeTag         type;
355
356         Node       *key;                        /* the item that is ordered */
357         Oid                     sortop;                 /* the ordering operator ('<' op) */
358
359         /*
360          * key typically points to a Var node, ie a relation attribute, but it can
361          * also point to an arbitrary expression representing the value indexed by
362          * an index expression.
363          */
364 } PathKeyItem;
365
366 /*
367  * Type "Path" is used as-is for sequential-scan paths.  For other
368  * path types it is the first component of a larger struct.
369  *
370  * Note: "pathtype" is the NodeTag of the Plan node we could build from this
371  * Path.  It is partially redundant with the Path's NodeTag, but allows us
372  * to use the same Path type for multiple Plan types where there is no need
373  * to distinguish the Plan type during path processing.
374  */
375
376 typedef struct Path
377 {
378         NodeTag         type;
379
380         NodeTag         pathtype;               /* tag identifying scan/join method */
381
382         RelOptInfo *parent;                     /* the relation this path can build */
383
384         /* estimated execution costs for path (see costsize.c for more info) */
385         Cost            startup_cost;   /* cost expended before fetching any tuples */
386         Cost            total_cost;             /* total cost (assuming all tuples fetched) */
387
388         List       *pathkeys;           /* sort ordering of path's output */
389         /* pathkeys is a List of Lists of PathKeyItem nodes; see above */
390 } Path;
391
392 /*----------
393  * IndexPath represents an index scan over a single index.
394  *
395  * 'indexinfo' is the index to be scanned.
396  *
397  * 'indexclauses' is a list of index qualification clauses, with implicit
398  * AND semantics across the list.  Each clause is a RestrictInfo node from
399  * the query's WHERE or JOIN conditions.
400  *
401  * 'indexquals' has the same structure as 'indexclauses', but it contains
402  * the actual indexqual conditions that can be used with the index.
403  * In simple cases this is identical to 'indexclauses', but when special
404  * indexable operators appear in 'indexclauses', they are replaced by the
405  * derived indexscannable conditions in 'indexquals'.
406  *
407  * 'isjoininner' is TRUE if the path is a nestloop inner scan (that is,
408  * some of the index conditions are join rather than restriction clauses).
409  *
410  * 'indexscandir' is one of:
411  *              ForwardScanDirection: forward scan of an ordered index
412  *              BackwardScanDirection: backward scan of an ordered index
413  *              NoMovementScanDirection: scan of an unordered index, or don't care
414  * (The executor doesn't care whether it gets ForwardScanDirection or
415  * NoMovementScanDirection for an indexscan, but the planner wants to
416  * distinguish ordered from unordered indexes for building pathkeys.)
417  *
418  * 'indextotalcost' and 'indexselectivity' are saved in the IndexPath so that
419  * we need not recompute them when considering using the same index in a
420  * bitmap index/heap scan (see BitmapHeapPath).  The costs of the IndexPath
421  * itself represent the costs of an IndexScan plan type.
422  *
423  * 'rows' is the estimated result tuple count for the indexscan.  This
424  * is the same as path.parent->rows for a simple indexscan, but it is
425  * different for a nestloop inner scan, because the additional indexquals
426  * coming from join clauses make the scan more selective than the parent
427  * rel's restrict clauses alone would do.
428  *----------
429  */
430 typedef struct IndexPath
431 {
432         Path            path;
433         IndexOptInfo *indexinfo;
434         List       *indexclauses;
435         List       *indexquals;
436         bool            isjoininner;
437         ScanDirection indexscandir;
438         Cost            indextotalcost;
439         Selectivity indexselectivity;
440         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
441 } IndexPath;
442
443 /*
444  * BitmapHeapPath represents one or more indexscans that generate TID bitmaps
445  * instead of directly accessing the heap, followed by AND/OR combinations
446  * to produce a single bitmap, followed by a heap scan that uses the bitmap.
447  * Note that the output is always considered unordered, since it will come
448  * out in physical heap order no matter what the underlying indexes did.
449  *
450  * The individual indexscans are represented by IndexPath nodes, and any
451  * logic on top of them is represented by a tree of BitmapAndPath and
452  * BitmapOrPath nodes.  Notice that we can use the same IndexPath node both
453  * to represent a regular IndexScan plan, and as the child of a BitmapHeapPath
454  * that represents scanning the same index using a BitmapIndexScan.  The
455  * startup_cost and total_cost figures of an IndexPath always represent the
456  * costs to use it as a regular IndexScan.      The costs of a BitmapIndexScan
457  * can be computed using the IndexPath's indextotalcost and indexselectivity.
458  *
459  * BitmapHeapPaths can be nestloop inner indexscans.  The isjoininner and
460  * rows fields serve the same purpose as for plain IndexPaths.
461  */
462 typedef struct BitmapHeapPath
463 {
464         Path            path;
465         Path       *bitmapqual;         /* IndexPath, BitmapAndPath, BitmapOrPath */
466         bool            isjoininner;    /* T if it's a nestloop inner scan */
467         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
468 } BitmapHeapPath;
469
470 /*
471  * BitmapAndPath represents a BitmapAnd plan node; it can only appear as
472  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
473  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
474  * we make it a derivative of Path anyway.
475  */
476 typedef struct BitmapAndPath
477 {
478         Path            path;
479         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapOrPaths */
480         Selectivity bitmapselectivity;
481 } BitmapAndPath;
482
483 /*
484  * BitmapOrPath represents a BitmapOr plan node; it can only appear as
485  * part of the substructure of a BitmapHeapPath.  The Path structure is
486  * a bit more heavyweight than we really need for this, but for simplicity
487  * we make it a derivative of Path anyway.
488  */
489 typedef struct BitmapOrPath
490 {
491         Path            path;
492         List       *bitmapquals;        /* IndexPaths and BitmapAndPaths */
493         Selectivity bitmapselectivity;
494 } BitmapOrPath;
495
496 /*
497  * TidPath represents a scan by TID
498  *
499  * tidquals is an implicitly OR'ed list of qual expressions of the form
500  * "CTID = pseudoconstant" or "CTID = ANY(pseudoconstant_array)".
501  * Note they are bare expressions, not RestrictInfos.
502  */
503 typedef struct TidPath
504 {
505         Path            path;
506         List       *tidquals;           /* qual(s) involving CTID = something */
507 } TidPath;
508
509 /*
510  * AppendPath represents an Append plan, ie, successive execution of
511  * several member plans.  Currently it is only used to handle expansion
512  * of inheritance trees.
513  *
514  * Note: it is possible for "subpaths" to contain only one, or even no,
515  * elements.  These cases are optimized during create_append_plan.
516  */
517 typedef struct AppendPath
518 {
519         Path            path;
520         List       *subpaths;           /* list of component Paths */
521 } AppendPath;
522
523 /*
524  * ResultPath represents use of a Result plan node.  There are several
525  * applications for this:
526  *      * To compute a variable-free targetlist (a "SELECT expressions" query).
527  *        In this case subpath and path.parent will both be NULL.  constantqual
528  *        might or might not be empty ("SELECT expressions WHERE something").
529  *      * To gate execution of a subplan with a one-time (variable-free) qual
530  *        condition.  path.parent is copied from the subpath.
531  *      * To substitute for a scan plan when we have proven that no rows in
532  *        a table will satisfy the query.  subpath is NULL but path.parent
533  *        references the not-to-be-scanned relation, and constantqual is
534  *        a constant FALSE.
535  *
536  * Note that constantqual is a list of bare clauses, not RestrictInfos.
537  */
538 typedef struct ResultPath
539 {
540         Path            path;
541         Path       *subpath;
542         List       *constantqual;
543 } ResultPath;
544
545 /*
546  * MaterialPath represents use of a Material plan node, i.e., caching of
547  * the output of its subpath.  This is used when the subpath is expensive
548  * and needs to be scanned repeatedly, or when we need mark/restore ability
549  * and the subpath doesn't have it.
550  */
551 typedef struct MaterialPath
552 {
553         Path            path;
554         Path       *subpath;
555 } MaterialPath;
556
557 /*
558  * UniquePath represents elimination of distinct rows from the output of
559  * its subpath.
560  *
561  * This is unlike the other Path nodes in that it can actually generate
562  * different plans: either hash-based or sort-based implementation, or a
563  * no-op if the input path can be proven distinct already.      The decision
564  * is sufficiently localized that it's not worth having separate Path node
565  * types.  (Note: in the no-op case, we could eliminate the UniquePath node
566  * entirely and just return the subpath; but it's convenient to have a
567  * UniquePath in the path tree to signal upper-level routines that the input
568  * is known distinct.)
569  */
570 typedef enum
571 {
572         UNIQUE_PATH_NOOP,                       /* input is known unique already */
573         UNIQUE_PATH_HASH,                       /* use hashing */
574         UNIQUE_PATH_SORT                        /* use sorting */
575 } UniquePathMethod;
576
577 typedef struct UniquePath
578 {
579         Path            path;
580         Path       *subpath;
581         UniquePathMethod umethod;
582         double          rows;                   /* estimated number of result tuples */
583 } UniquePath;
584
585 /*
586  * All join-type paths share these fields.
587  */
588
589 typedef struct JoinPath
590 {
591         Path            path;
592
593         JoinType        jointype;
594
595         Path       *outerjoinpath;      /* path for the outer side of the join */
596         Path       *innerjoinpath;      /* path for the inner side of the join */
597
598         List       *joinrestrictinfo;           /* RestrictInfos to apply to join */
599
600         /*
601          * See the notes for RelOptInfo to understand why joinrestrictinfo is
602          * needed in JoinPath, and can't be merged into the parent RelOptInfo.
603          */
604 } JoinPath;
605
606 /*
607  * A nested-loop path needs no special fields.
608  */
609
610 typedef JoinPath NestPath;
611
612 /*
613  * A mergejoin path has these fields.
614  *
615  * path_mergeclauses lists the clauses (in the form of RestrictInfos)
616  * that will be used in the merge.
617  *
618  * Note that the mergeclauses are a subset of the parent relation's
619  * restriction-clause list.  Any join clauses that are not mergejoinable
620  * appear only in the parent's restrict list, and must be checked by a
621  * qpqual at execution time.
622  *
623  * outersortkeys (resp. innersortkeys) is NIL if the outer path
624  * (resp. inner path) is already ordered appropriately for the
625  * mergejoin.  If it is not NIL then it is a PathKeys list describing
626  * the ordering that must be created by an explicit sort step.
627  */
628
629 typedef struct MergePath
630 {
631         JoinPath        jpath;
632         List       *path_mergeclauses;          /* join clauses to be used for merge */
633         List       *outersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
634         List       *innersortkeys;      /* keys for explicit sort, if any */
635 } MergePath;
636
637 /*
638  * A hashjoin path has these fields.
639  *
640  * The remarks above for mergeclauses apply for hashclauses as well.
641  *
642  * Hashjoin does not care what order its inputs appear in, so we have
643  * no need for sortkeys.
644  */
645
646 typedef struct HashPath
647 {
648         JoinPath        jpath;
649         List       *path_hashclauses;           /* join clauses used for hashing */
650 } HashPath;
651
652 /*
653  * Restriction clause info.
654  *
655  * We create one of these for each AND sub-clause of a restriction condition
656  * (WHERE or JOIN/ON clause).  Since the restriction clauses are logically
657  * ANDed, we can use any one of them or any subset of them to filter out
658  * tuples, without having to evaluate the rest.  The RestrictInfo node itself
659  * stores data used by the optimizer while choosing the best query plan.
660  *
661  * If a restriction clause references a single base relation, it will appear
662  * in the baserestrictinfo list of the RelOptInfo for that base rel.
663  *
664  * If a restriction clause references more than one base rel, it will
665  * appear in the joininfo list of every RelOptInfo that describes a strict
666  * subset of the base rels mentioned in the clause.  The joininfo lists are
667  * used to drive join tree building by selecting plausible join candidates.
668  * The clause cannot actually be applied until we have built a join rel
669  * containing all the base rels it references, however.
670  *
671  * When we construct a join rel that includes all the base rels referenced
672  * in a multi-relation restriction clause, we place that clause into the
673  * joinrestrictinfo lists of paths for the join rel, if neither left nor
674  * right sub-path includes all base rels referenced in the clause.      The clause
675  * will be applied at that join level, and will not propagate any further up
676  * the join tree.  (Note: the "predicate migration" code was once intended to
677  * push restriction clauses up and down the plan tree based on evaluation
678  * costs, but it's dead code and is unlikely to be resurrected in the
679  * foreseeable future.)
680  *
681  * Note that in the presence of more than two rels, a multi-rel restriction
682  * might reach different heights in the join tree depending on the join
683  * sequence we use.  So, these clauses cannot be associated directly with
684  * the join RelOptInfo, but must be kept track of on a per-join-path basis.
685  *
686  * When dealing with outer joins we have to be very careful about pushing qual
687  * clauses up and down the tree.  An outer join's own JOIN/ON conditions must
688  * be evaluated exactly at that join node, and any quals appearing in WHERE or
689  * in a JOIN above the outer join cannot be pushed down below the outer join.
690  * Otherwise the outer join will produce wrong results because it will see the
691  * wrong sets of input rows.  All quals are stored as RestrictInfo nodes
692  * during planning, but there's a flag to indicate whether a qual has been
693  * pushed down to a lower level than its original syntactic placement in the
694  * join tree would suggest.  If an outer join prevents us from pushing a qual
695  * down to its "natural" semantic level (the level associated with just the
696  * base rels used in the qual) then we mark the qual with a "required_relids"
697  * value including more than just the base rels it actually uses.  By
698  * pretending that the qual references all the rels appearing in the outer
699  * join, we prevent it from being evaluated below the outer join's joinrel.
700  * When we do form the outer join's joinrel, we still need to distinguish
701  * those quals that are actually in that join's JOIN/ON condition from those
702  * that appeared higher in the tree and were pushed down to the join rel
703  * because they used no other rels.  That's what the is_pushed_down flag is
704  * for; it tells us that a qual came from a point above the join of the
705  * set of base rels listed in required_relids.  A clause that originally came
706  * from WHERE will *always* have its is_pushed_down flag set; a clause that
707  * came from an INNER JOIN condition, but doesn't use all the rels being
708  * joined, will also have is_pushed_down set because it will get attached to
709  * some lower joinrel.
710  *
711  * When application of a qual must be delayed by outer join, we also mark it
712  * with outerjoin_delayed = true.  This isn't redundant with required_relids
713  * because that might equal clause_relids whether or not it's an outer-join
714  * clause.
715  *
716  * In general, the referenced clause might be arbitrarily complex.      The
717  * kinds of clauses we can handle as indexscan quals, mergejoin clauses,
718  * or hashjoin clauses are fairly limited --- the code for each kind of
719  * path is responsible for identifying the restrict clauses it can use
720  * and ignoring the rest.  Clauses not implemented by an indexscan,
721  * mergejoin, or hashjoin will be placed in the plan qual or joinqual field
722  * of the finished Plan node, where they will be enforced by general-purpose
723  * qual-expression-evaluation code.  (But we are still entitled to count
724  * their selectivity when estimating the result tuple count, if we
725  * can guess what it is...)
726  *
727  * When the referenced clause is an OR clause, we generate a modified copy
728  * in which additional RestrictInfo nodes are inserted below the top-level
729  * OR/AND structure.  This is a convenience for OR indexscan processing:
730  * indexquals taken from either the top level or an OR subclause will have
731  * associated RestrictInfo nodes.
732  */
733
734 typedef struct RestrictInfo
735 {
736         NodeTag         type;
737
738         Expr       *clause;                     /* the represented clause of WHERE or JOIN */
739
740         bool            is_pushed_down; /* TRUE if clause was pushed down in level */
741
742         bool            outerjoin_delayed;              /* TRUE if delayed by outer join */
743
744         /*
745          * This flag is set true if the clause looks potentially useful as a merge
746          * or hash join clause, that is if it is a binary opclause with
747          * nonoverlapping sets of relids referenced in the left and right sides.
748          * (Whether the operator is actually merge or hash joinable isn't checked,
749          * however.)
750          */
751         bool            can_join;
752
753         /* The set of relids (varnos) actually referenced in the clause: */
754         Relids          clause_relids;
755
756         /* The set of relids required to evaluate the clause: */
757         Relids          required_relids;
758
759         /* These fields are set for any binary opclause: */
760         Relids          left_relids;    /* relids in left side of clause */
761         Relids          right_relids;   /* relids in right side of clause */
762
763         /* This field is NULL unless clause is an OR clause: */
764         Expr       *orclause;           /* modified clause with RestrictInfos */
765
766         /* cache space for cost and selectivity */
767         QualCost        eval_cost;              /* eval cost of clause; -1 if not yet set */
768         Selectivity this_selec;         /* selectivity; -1 if not yet set */
769
770         /* valid if clause is mergejoinable, else InvalidOid: */
771         Oid                     mergejoinoperator;              /* copy of clause operator */
772         Oid                     left_sortop;    /* leftside sortop needed for mergejoin */
773         Oid                     right_sortop;   /* rightside sortop needed for mergejoin */
774
775         /* cache space for mergeclause processing; NIL if not yet set */
776         List       *left_pathkey;       /* canonical pathkey for left side */
777         List       *right_pathkey;      /* canonical pathkey for right side */
778
779         /* cache space for mergeclause processing; -1 if not yet set */
780         Selectivity left_mergescansel;          /* fraction of left side to scan */
781         Selectivity right_mergescansel;         /* fraction of right side to scan */
782
783         /* valid if clause is hashjoinable, else InvalidOid: */
784         Oid                     hashjoinoperator;               /* copy of clause operator */
785
786         /* cache space for hashclause processing; -1 if not yet set */
787         Selectivity left_bucketsize;    /* avg bucketsize of left side */
788         Selectivity right_bucketsize;           /* avg bucketsize of right side */
789 } RestrictInfo;
790
791 /*
792  * Inner indexscan info.
793  *
794  * An inner indexscan is one that uses one or more joinclauses as index
795  * conditions (perhaps in addition to plain restriction clauses).  So it
796  * can only be used as the inner path of a nestloop join where the outer
797  * relation includes all other relids appearing in those joinclauses.
798  * The set of usable joinclauses, and thus the best inner indexscan,
799  * thus varies depending on which outer relation we consider; so we have
800  * to recompute the best such path for every join.      To avoid lots of
801  * redundant computation, we cache the results of such searches.  For
802  * each relation we compute the set of possible otherrelids (all relids
803  * appearing in joinquals that could become indexquals for this table).
804  * Two outer relations whose relids have the same intersection with this
805  * set will have the same set of available joinclauses and thus the same
806  * best inner indexscan for the inner relation.  By taking the intersection
807  * before scanning the cache, we avoid recomputing when considering
808  * join rels that differ only by the inclusion of irrelevant other rels.
809  *
810  * The search key also includes a bool showing whether the join being
811  * considered is an outer join.  Since we constrain the join order for
812  * outer joins, I believe that this bool can only have one possible value
813  * for any particular base relation; but store it anyway to avoid confusion.
814  */
815
816 typedef struct InnerIndexscanInfo
817 {
818         NodeTag         type;
819         /* The lookup key: */
820         Relids          other_relids;   /* a set of relevant other relids */
821         bool            isouterjoin;    /* true if join is outer */
822         /* Best path for this lookup key: */
823         Path       *best_innerpath; /* best inner indexscan, or NULL if none */
824 } InnerIndexscanInfo;
825
826 /*
827  * Outer join info.
828  *
829  * One-sided outer joins constrain the order of joining partially but not
830  * completely.  We flatten such joins into the planner's top-level list of
831  * relations to join, but record information about each outer join in an
832  * OuterJoinInfo struct.  These structs are kept in the PlannerInfo node's
833  * oj_info_list.
834  *
835  * min_lefthand and min_righthand are the sets of base relids that must be
836  * available on each side when performing the outer join.  lhs_strict is
837  * true if the outer join's condition cannot succeed when the LHS variables
838  * are all NULL (this means that the outer join can commute with upper-level
839  * outer joins even if it appears in their RHS).  We don't bother to set
840  * lhs_strict for FULL JOINs, however.
841  *
842  * It is not valid for either min_lefthand or min_righthand to be empty sets;
843  * if they were, this would break the logic that enforces join order.
844  *
845  * Note: OuterJoinInfo directly represents only LEFT JOIN and FULL JOIN;
846  * RIGHT JOIN is handled by switching the inputs to make it a LEFT JOIN.
847  * We make an OuterJoinInfo for FULL JOINs even though there is no flexibility
848  * of planning for them, because this simplifies make_join_rel()'s API.
849  */
850
851 typedef struct OuterJoinInfo
852 {
853         NodeTag         type;
854         Relids          min_lefthand;   /* base relids in minimum LHS for join */
855         Relids          min_righthand;  /* base relids in minimum RHS for join */
856         bool            is_full_join;   /* it's a FULL OUTER JOIN */
857         bool            lhs_strict;             /* joinclause is strict for some LHS rel */
858 } OuterJoinInfo;
859
860 /*
861  * IN clause info.
862  *
863  * When we convert top-level IN quals into join operations, we must restrict
864  * the order of joining and use special join methods at some join points.
865  * We record information about each such IN clause in an InClauseInfo struct.
866  * These structs are kept in the PlannerInfo node's in_info_list.
867  */
868
869 typedef struct InClauseInfo
870 {
871         NodeTag         type;
872         Relids          lefthand;               /* base relids in lefthand expressions */
873         Relids          righthand;              /* base relids coming from the subselect */
874         List       *sub_targetlist; /* targetlist of original RHS subquery */
875
876         /*
877          * Note: sub_targetlist is just a list of Vars or expressions; it does not
878          * contain TargetEntry nodes.
879          */
880 } InClauseInfo;
881
882 #endif   /* RELATION_H */