Subversion Repositories mkgmap

Rev

Rev 3640 | View as "text/plain" | Blame | Compare with Previous | Last modification | View Log | RSS feed

/*
 * Copyright (C) 2006, 2011.
 *
 * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 * it under the terms of the GNU General Public License version 3 or
 * version 2 as published by the Free Software Foundation.
 *
 * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 * General Public License for more details.
 */

package uk.me.parabola.mkgmap.reader.osm.boundary;

import it.unimi.dsi.fastutil.ints.IntArrayList;
import java.awt.Shape;
import java.awt.geom.PathIterator;
import java.io.BufferedOutputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.DataOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.OutputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;
import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Map.Entry;
import java.util.regex.Pattern;

import uk.me.parabola.log.Logger;
import uk.me.parabola.mkgmap.Version;
import uk.me.parabola.mkgmap.reader.osm.Tags;
import uk.me.parabola.util.Java2DConverter;

public class BoundarySaver {
        private static final Logger log = Logger.getLogger(BoundarySaver.class);

        public static final String LEGACY_DATA_FORMAT = ""; // legacy code just wrote the svn release or "svn"
        public static final String RAW_DATA_FORMAT = "RAW";
        public static final String QUADTREE_DATA_FORMAT = "QUADTREE";
        public static final int CURRENT_RECORD_ID = 1;
       
        public static final double RESET_DELTA = Double.POSITIVE_INFINITY;

        private final File boundaryDir;
        private final String dataFormat;
        private uk.me.parabola.imgfmt.app.Area bbox;
        private final HashSet<String> writtenFileNames;

        private int minLat = Integer.MAX_VALUE;
        private int minLong = Integer.MAX_VALUE;
        private int maxLat = Integer.MIN_VALUE;
        private int maxLong = Integer.MIN_VALUE;
       
        private static final class StreamInfo {
                File file;
                String boundsKey;
                OutputStream stream;
                int lastAccessNo;

                public StreamInfo() {
                        this.lastAccessNo = 0;
                }

                public boolean isOpen() {
                        return stream != null;
                }

                public void close() {
                        if (stream != null) {
                                try {
                                        stream.close();
                                } catch (IOException exp) {
                                        log.error(exp);
                                }
                        }
                        stream = null;
                }
        }

        private int lastAccessNo = 0;
        private final List<StreamInfo> openStreams = new ArrayList<>();
        /** keeps the open streams */
        private final Map<String, StreamInfo> streams;
        private boolean createEmptyFiles = false;

        public BoundarySaver(File boundaryDir, String mode) {
                this.boundaryDir = boundaryDir;
                if (boundaryDir.exists() && boundaryDir.isDirectory() == false){
                        log.error("output target exists and is not a directory");
                        System.exit(-1);
                }
                this.dataFormat = mode;
                this.streams = new HashMap<>();
                this.writtenFileNames = new HashSet<>();
        }

        /**
         * Saves the given BoundaryQuadTree to a stream  
         * @param bqt the BoundaryQuadTree
         * @param boundsFileName the file name  
         */

        public void saveQuadTree(BoundaryQuadTree bqt, String boundsFileName) {
                String[] parts = boundsFileName.split("[_" + Pattern.quote(".") + "]");
                String key = boundsFileName;
                if (parts.length >= 3) {
                        key = parts[1] + "_" + parts[2];
                }

                try {
                        StreamInfo streamInfo = getStream(key);
                        if (streamInfo != null && streamInfo.isOpen()) {
                                bqt.save(streamInfo.stream);
                                writtenFileNames.add(boundsFileName);
                        }
                } catch (Exception exp) {
                        log.error("Cannot write boundary: " + exp, exp);
                }

                tidyStreams();

        }

        public void addBoundary(Boundary boundary) {
                Map<String, Shape> splitBounds = BoundaryUtil.rasterArea(boundary.getArea());
                for (Entry<String, Shape> split : splitBounds.entrySet()) {
                        saveToFile(split.getKey(), split.getValue(), boundary.getTags(),
                                        boundary.getId());
                }
        }


        public HashSet<String> end() {
                if (isCreateEmptyFiles() && getBbox() != null) {
                        // a bounding box is set => fill the gaps with empty files
                        for (int latSplit = BoundaryUtil.getSplitBegin(getBbox()
                                        .getMinLat()); latSplit <= BoundaryUtil
                                        .getSplitBegin(getBbox().getMaxLat()); latSplit += BoundaryUtil.RASTER) {
                                for (int lonSplit = BoundaryUtil.getSplitBegin(getBbox()
                                                .getMinLong()); lonSplit <= BoundaryUtil
                                                .getSplitBegin(getBbox().getMaxLong()); lonSplit += BoundaryUtil.RASTER) {
                                        String key = BoundaryUtil.getKey(latSplit, lonSplit);

                                        // check if the stream already exist but do no open it
                                        StreamInfo stream = getStream(key, false);
                                        if (stream == null) {
                                                // it does not exist => create a new one to write out
                                                // the common header of the boundary file
                                                stream = getStream(key);
                                        }

                                        // close the stream if it is open
                                        if (stream.isOpen())
                                                stream.close();
                                        streams.remove(key);
                                }
                        }
                }

                // close the rest of the streams
                for (StreamInfo streamInfo : streams.values()) {
                        streamInfo.close();
                }
                streams.clear();
                openStreams.clear();
                return writtenFileNames;
        }

        private void tidyStreams() {
                if (openStreams.size() < 100) {
                        return;
                }

                Collections.sort(openStreams, new Comparator<StreamInfo>() {

                        public int compare(StreamInfo o1, StreamInfo o2) {
                                return o1.lastAccessNo - o2.lastAccessNo;
                        }
                });

                log.debug(openStreams.size(), "open streams.");
                List<StreamInfo> closingStreams = openStreams.subList(0,
                                openStreams.size() - 80);
                // close and remove the streams from the open list
                for (StreamInfo streamInfo : closingStreams) {
                        log.debug("Closing", streamInfo.file);
                        streamInfo.close();
                }
                closingStreams.clear();
                log.debug("Remaining", openStreams.size(), "open streams.");
        }

        private void openStream(StreamInfo streamInfo, boolean newFile) {
                if (streamInfo.file.getParentFile().exists() == false
                                && streamInfo.file.getParentFile() != null)
                        streamInfo.file.getParentFile().mkdirs();
                FileOutputStream fileStream = null;
                try {
                        fileStream = new FileOutputStream(streamInfo.file, !newFile);
                        streamInfo.stream = new BufferedOutputStream(fileStream);
                        openStreams.add(streamInfo);
                        if (newFile) {
                                writeDefaultInfos(streamInfo.stream);

                                String[] keyParts = streamInfo.boundsKey.split(Pattern
                                                .quote("_"));
                                int lat = Integer.parseInt(keyParts[0]);
                                int lon = Integer.parseInt(keyParts[1]);
                                if (lat < minLat) {
                                        minLat = lat;
                                        log.debug("New min Lat:", minLat);
                                }
                                if (lat > maxLat) {
                                        maxLat = lat;
                                        log.debug("New max Lat:", maxLat);
                                }
                                if (lon < minLong) {
                                        minLong = lon;
                                        log.debug("New min Lon:", minLong);
                                }
                                if (lon > maxLong) {
                                        maxLong = lon;
                                        log.debug("New max Long:", maxLong);
                                }
                        }

                } catch (IOException exp) {
                        log.error("Cannot save boundary: " + exp);
                        if (fileStream != null) {
                                try {
                                        fileStream.close();
                                } catch (Throwable thr) {
                                }
                        }
                }
        }

        private StreamInfo getStream(String filekey) {
                return getStream(filekey, true);
        }

        private StreamInfo getStream(String filekey, boolean autoopen) {
                StreamInfo stream = streams.get(filekey);
                if (autoopen) {
                        if (stream == null) {
                                log.debug("Create stream for", filekey);
                                stream = new StreamInfo();
                                stream.boundsKey = filekey;
                                stream.file = new File(boundaryDir, "bounds_" + filekey
                                                + ".bnd");
                                streams.put(filekey, stream);
                                openStream(stream, true);
                        } else if (stream.isOpen() == false) {
                                openStream(stream, false);
                        }
                }

                if (stream != null) {
                        stream.lastAccessNo = ++lastAccessNo;
                }
                return stream;
        }

        private void writeDefaultInfos(OutputStream stream) throws IOException {
                DataOutputStream dos = new DataOutputStream(stream);
                dos.writeUTF("BND");
                dos.writeLong(System.currentTimeMillis());
               
                // write the header part 2
                // write it first to a byte array to be able to calculate the length of the header
                ByteArrayOutputStream headerStream = new ByteArrayOutputStream();
                try(DataOutputStream headerDataStream = new DataOutputStream(headerStream)){
                        headerDataStream.writeUTF(dataFormat);
                        headerDataStream.writeInt(CURRENT_RECORD_ID);
                        headerDataStream.writeUTF(Version.VERSION);
                }
               
                byte[] header2 = headerStream.toByteArray();
                // write the length of the header part 2 so that it is possible to add
                // values in the future
                dos.writeInt(header2.length);
                dos.write(header2);
                dos.flush();
        }

        /**
         * Save the elements that build a boundary with a given key
         * that identifies the lower left corner of the raster.
         * @param filekey the string that identifies the lower left corner
         * @param shape the shape that describes the area of the boundary
         * @param tags the tags of the boundary
         * @param id the boundary id
         */

        private void saveToFile(String filekey, Shape shape, Tags tags, String id) {
                try {
                        StreamInfo streamInfo = getStream(filekey);
                        if (streamInfo != null && streamInfo.isOpen()) {
                                writeRawFormat(streamInfo.stream, shape, tags, id);
                        }
                } catch (Exception exp) {
                        log.error("Cannot write boundary: " + exp, exp);
                }

                tidyStreams();
               
        }
       

        /**
         * Save the elements of a boundary to a stream.
         * @param stream the already opened OutputStream
         * @param shape the shape that describes the area of the boundary
         * @param tags the tags of the boundary
         * @param id the boundary id
         */

        private void writeRawFormat(OutputStream stream, Shape shape, Tags tags,
                        String id) {
                ByteArrayOutputStream oneItemStream = new ByteArrayOutputStream();
                DataOutputStream dos = new DataOutputStream(oneItemStream);
                if (dataFormat == QUADTREE_DATA_FORMAT) {
                        log.error("wrong format for write, must use BoundaryQuadTree.save() ");
                        System.exit(1);
                }
                try {
                        dos.writeUTF(id);
                       
                        // write the tags
                        int noOfTags = tags.size();
                        dos.writeInt(noOfTags);

                        Iterator<Entry<String, String>> tagIter = tags.entryIterator();
                        while (tagIter.hasNext()) {
                                Entry<String, String> tag = tagIter.next();
                                dos.writeUTF(tag.getKey());
                                dos.writeUTF(tag.getValue());
                                noOfTags--;
                        }
                        assert noOfTags == 0 : "Remaining tags: " + noOfTags + " size: "
                                        + tags.size() + " "
                                        + tags.toString();

                        //writeArea(dos,boundary.getArea());
                        writeArea(dos, shape);
                        dos.close();

                        // now start to write into the real stream

                        // first write the bounding box so that is possible to skip the
                        // complete entry
                        uk.me.parabola.imgfmt.app.Area outBBox = Java2DConverter
                                        .createBbox(shape);
                        DataOutputStream dOutStream = new DataOutputStream(stream);
                        dOutStream.writeInt(outBBox.getMinLat());
                        dOutStream.writeInt(outBBox.getMinLong());
                        dOutStream.writeInt(outBBox.getMaxLat());
                        dOutStream.writeInt(outBBox.getMaxLong());

                        // write the size of the boundary block so that it is possible to
                        // skip it
                        byte[] data = oneItemStream.toByteArray();
                        assert data.length > 0 : "bSize is not > 0 : " + data.length;
                        dOutStream.writeInt(data.length);

                        // write the boundary block
                        dOutStream.write(data);
                        dOutStream.flush();

                } catch (IOException exp) {
                        log.error(exp.toString());
                }

               
        }
       
        /**
         * Write area to stream with Double precision. The coordinates
         * are saved as varying length doubles with delta coding.
         * @param dos the already opened DataOutputStream
         * @param area the area (can be non-singular)
         * @throws IOException
         */

        public static void writeArea(DataOutputStream dos, Shape area) throws IOException{
                double[] res = new double[6];
                double[] lastRes = new double[2];
               
                IntArrayList pairs = new IntArrayList();
                // step 1: count parts
                PathIterator pit = area.getPathIterator(null);
                int prevType = -1;
                int len = 0;
                while (!pit.isDone()) {
                        int type = pit.currentSegment(res);
                        if (type != PathIterator.SEG_LINETO && prevType == PathIterator.SEG_LINETO){
                                pairs.add(len);
                                len = 0;
                        }
                        if (type == PathIterator.SEG_LINETO)
                                len++;
                        prevType = type;
                        pit.next();
                }
               
                // 2nd pass: write the data
                pit = area.getPathIterator(null);
                prevType = -1;
                int pairsPos = 0;
                dos.writeInt(pit.getWindingRule());
                while (!pit.isDone()) {
                        int type = pit.currentSegment(res);
                        if (type != prevType)
                                dos.writeInt(type);
                        switch (type) {
                        case PathIterator.SEG_LINETO:
                                if (prevType != type){
                                        len = pairs.getInt(pairsPos++);
                                        dos.writeInt(len);
                                }
                                // no break
                                //$FALL-THROUGH$
                        case PathIterator.SEG_MOVETO:
                                len--;
                                for (int i = 0; i < 2; i++){
                                        double delta = res[i] - lastRes[i];
                                        if (delta + lastRes[i] != res[i]){
                                                // handle rounding error in delta processing
                                                // write POSITIVE_INFINITY to signal that next value is
                                                // not delta coded
                                                //System.out.println("reset " + i ) ;
                                                writeVarDouble(dos, BoundarySaver.RESET_DELTA);
                                                delta = res[i];
                                        }
                                        lastRes[i] = res[i];
                                        writeVarDouble(dos, delta);
                                }
                                break;
                        case PathIterator.SEG_CLOSE:
                                break;
                        default:
                                log.error("Unsupported path iterator type " + type
                                                + ". This is an mkgmap error.");
                        }

                        prevType = type;
                        pit.next();
                }
                if (len != 0){
                        log.error("len not zero " + len);
                }
                dos.writeInt(-1); // isDone flag
        }
       
        public uk.me.parabola.imgfmt.app.Area getBbox() {
                if (bbox == null) {
                        bbox = new uk.me.parabola.imgfmt.app.Area(minLat, minLong, maxLat,
                                        maxLong);
                        log.error("Calculate bbox to " + bbox);
                }
                return bbox;
        }

        public void setBbox(uk.me.parabola.imgfmt.app.Area bbox) {
                if (bbox.isEmpty()) {
                        log.warn("Do not use bounding box because it's empty");
                        this.bbox = null;
                } else {
                        this.bbox = bbox;
                        log.info("Set bbox: " + bbox.getMinLat() + " " + bbox.getMinLong()
                                        + " " + bbox.getMaxLat() + " " + bbox.getMaxLong());
                }
        }

        public boolean isCreateEmptyFiles() {
                return createEmptyFiles;
        }

        /**
         * Sets if empty bounds files should be created for areas without any
         * boundary. Typically these are sea areas or areas not included in the OSM
         * file.
         *
         * @param createEmptyFiles
         *            <code>true</code> create bounds files for uncovered areas;
         *            <code>false</code> create bounds files only for areas
         *            containing boundary information
         */

        public void setCreateEmptyFiles(boolean createEmptyFiles) {
                this.createEmptyFiles = createEmptyFiles;
        }

        /**
         * Write a varying length double. A typical double value requires only ~ 20 bits
         * (the left ones). As in o5m format we use the leftmost bit of a byte to signal
         * that a further byte is to read, the remaining 7 bits are used to store the value.
         * Many values are stored within 3 bytes, but some may require 10 bytes  
         * (64 bits = 9*7 + 1) . We start with the highest bits of the long value that
         * represents the double.
         *    
         * @param dos the already opened OutputStream
         * @param val the double value to be written
         * @throws IOException
         */

        private static void writeVarDouble(OutputStream dos, double val) throws IOException{
                long v64 = Double.doubleToRawLongBits(val);
                if (v64 == 0){
                        dos.write(0);
                        return;
                }
                byte[] buffer = new byte[12];
                int numBytes = 0;
                while(v64 != 0){
                        v64 = (v64 << 7) | (v64 >>> -7); // rotate left 7 bits
                        buffer[numBytes++] = (byte)(v64 & 0x7f|0x80L);
                        v64 &= 0xffffffffffffff80L;
                }
               
                buffer[numBytes-1] &= 0x7f;
                dos.write(buffer, 0, numBytes);
        }

}