Code

6fc78bff3e5aa08a3dc133cd356966d5aba86724
[git.git] / Documentation / git-fast-import.txt
1 git-fast-import(1)
2 ==================
4 NAME
5 ----
6 git-fast-import - Backend for fast Git data importers.
9 SYNOPSIS
10 --------
11 frontend | 'git-fast-import' [options]
13 DESCRIPTION
14 -----------
15 This program is usually not what the end user wants to run directly.
16 Most end users want to use one of the existing frontend programs,
17 which parses a specific type of foreign source and feeds the contents
18 stored there to git-fast-import (gfi).
20 gfi reads a mixed command/data stream from standard input and
21 writes one or more packfiles directly into the current repository.
22 When EOF is received on standard input, fast import writes out
23 updated branch and tag refs, fully updating the current repository
24 with the newly imported data.
26 The gfi backend itself can import into an empty repository (one that
27 has already been initialized by gitlink:git-init[1]) or incrementally
28 update an existing populated repository.  Whether or not incremental
29 imports are supported from a particular foreign source depends on
30 the frontend program in use.
33 OPTIONS
34 -------
35 --max-pack-size=<n>::
36         Maximum size of each output packfile, expressed in MiB.
37         The default is 4096 (4 GiB) as that is the maximum allowed
38         packfile size (due to file format limitations). Some
39         importers may wish to lower this, such as to ensure the
40         resulting packfiles fit on CDs.
42 --depth=<n>::
43         Maximum delta depth, for blob and tree deltification.
44         Default is 10.
46 --active-branches=<n>::
47         Maximum number of branches to maintain active at once.
48         See ``Memory Utilization'' below for details.  Default is 5.
50 --export-marks=<file>::
51         Dumps the internal marks table to <file> when complete.
52         Marks are written one per line as `:markid SHA-1`.
53         Frontends can use this file to validate imports after they
54         have been completed.
57 Performance
58 -----------
59 The design of gfi allows it to import large projects in a minimum
60 amount of memory usage and processing time.  Assuming the frontend
61 is able to keep up with gfi and feed it a constant stream of data,
62 import times for projects holding 10+ years of history and containing
63 100,000+ individual commits are generally completed in just 1-2
64 hours on quite modest (~$2,000 USD) hardware.
66 Most bottlenecks appear to be in foreign source data access (the
67 source just cannot extract revisions fast enough) or disk IO (gfi
68 writes as fast as the disk will take the data).  Imports will run
69 faster if the source data is stored on a different drive than the
70 destination Git repository (due to less IO contention).
73 Development Cost
74 ----------------
75 A typical frontend for gfi tends to weigh in at approximately 200
76 lines of Perl/Python/Ruby code.  Most developers have been able to
77 create working importers in just a couple of hours, even though it
78 is their first exposure to gfi, and sometimes even to Git.  This is
79 an ideal situation, given that most conversion tools are throw-away
80 (use once, and never look back).
83 Parallel Operation
84 ------------------
85 Like `git-push` or `git-fetch`, imports handled by gfi are safe to
86 run alongside parallel `git repack -a -d` or `git gc` invocations,
87 or any other Git operation (including `git prune`, as loose objects
88 are never used by gfi).
90 However, gfi does not lock the branch or tag refs it is actively
91 importing.  After EOF, during its ref update phase, gfi blindly
92 overwrites each imported branch or tag ref.  Consequently it is not
93 safe to modify refs that are currently being used by a running gfi
94 instance, as work could be lost when gfi overwrites the refs.
97 Technical Discussion
98 --------------------
99 gfi tracks a set of branches in memory.  Any branch can be created
100 or modified at any point during the import process by sending a
101 `commit` command on the input stream.  This design allows a frontend
102 program to process an unlimited number of branches simultaneously,
103 generating commits in the order they are available from the source
104 data.  It also simplifies the frontend programs considerably.
106 gfi does not use or alter the current working directory, or any
107 file within it.  (It does however update the current Git repository,
108 as referenced by `GIT_DIR`.)  Therefore an import frontend may use
109 the working directory for its own purposes, such as extracting file
110 revisions from the foreign source.  This ignorance of the working
111 directory also allows gfi to run very quickly, as it does not
112 need to perform any costly file update operations when switching
113 between branches.
115 Input Format
116 ------------
117 With the exception of raw file data (which Git does not interpret)
118 the gfi input format is text (ASCII) based.  This text based
119 format simplifies development and debugging of frontend programs,
120 especially when a higher level language such as Perl, Python or
121 Ruby is being used.
123 gfi is very strict about its input.  Where we say SP below we mean
124 *exactly* one space.  Likewise LF means one (and only one) linefeed.
125 Supplying additional whitespace characters will cause unexpected
126 results, such as branch names or file names with leading or trailing
127 spaces in their name, or early termination of gfi when it encounters
128 unexpected input.
130 Commands
131 ~~~~~~~~
132 gfi accepts several commands to update the current repository
133 and control the current import process.  More detailed discussion
134 (with examples) of each command follows later.
136 `commit`::
137         Creates a new branch or updates an existing branch by
138         creating a new commit and updating the branch to point at
139         the newly created commit.
141 `tag`::
142         Creates an annotated tag object from an existing commit or
143         branch.  Lightweight tags are not supported by this command,
144         as they are not recommended for recording meaningful points
145         in time.
147 `reset`::
148         Reset an existing branch (or a new branch) to a specific
149         revision.  This command must be used to change a branch to
150         a specific revision without making a commit on it.
152 `blob`::
153         Convert raw file data into a blob, for future use in a
154         `commit` command.  This command is optional and is not
155         needed to perform an import.
157 `checkpoint`::
158         Forces gfi to close the current packfile, generate its
159         unique SHA-1 checksum and index, and start a new packfile.
160         This command is optional and is not needed to perform
161         an import.
163 `commit`
164 ~~~~~~~~
165 Create or update a branch with a new commit, recording one logical
166 change to the project.
168 ....
169         'commit' SP <ref> LF
170         mark?
171         ('author' SP <name> SP LT <email> GT SP <time> SP <tz> LF)?
172         'committer' SP <name> SP LT <email> GT SP <time> SP <tz> LF
173         data
174         ('from' SP <committish> LF)?
175         ('merge' SP <committish> LF)?
176         (filemodify | filedelete)*
177         LF
178 ....
180 where `<ref>` is the name of the branch to make the commit on.
181 Typically branch names are prefixed with `refs/heads/` in
182 Git, so importing the CVS branch symbol `RELENG-1_0` would use
183 `refs/heads/RELENG-1_0` for the value of `<ref>`.  The value of
184 `<ref>` must be a valid refname in Git.  As `LF` is not valid in
185 a Git refname, no quoting or escaping syntax is supported here.
187 A `mark` command may optionally appear, requesting gfi to save a
188 reference to the newly created commit for future use by the frontend
189 (see below for format).  It is very common for frontends to mark
190 every commit they create, thereby allowing future branch creation
191 from any imported commit.
193 The `data` command following `committer` must supply the commit
194 message (see below for `data` command syntax).  To import an empty
195 commit message use a 0 length data.  Commit messages are free-form
196 and are not interpreted by Git.  Currently they must be encoded in
197 UTF-8, as gfi does not permit other encodings to be specified.
199 Zero or more `filemodify` and `filedelete` commands may be
200 included to update the contents of the branch prior to the commit.
201 These commands can be supplied in any order, gfi is not sensitive
202 to pathname or operation ordering.
204 `author`
205 ^^^^^^^^
206 An `author` command may optionally appear, if the author information
207 might differ from the committer information.  If `author` is omitted
208 then gfi will automatically use the committer's information for
209 the author portion of the commit.  See below for a description of
210 the fields in `author`, as they are identical to `committer`.
212 `committer`
213 ^^^^^^^^^^^
214 The `committer` command indicates who made this commit, and when
215 they made it.
217 Here `<name>` is the person's display name (for example
218 ``Com M Itter'') and `<email>` is the person's email address
219 (``cm@example.com'').  `LT` and `GT` are the literal less-than (\x3c)
220 and greater-than (\x3e) symbols.  These are required to delimit
221 the email address from the other fields in the line.  Note that
222 `<name>` is free-form and may contain any sequence of bytes, except
223 `LT` and `LF`.  It is typically UTF-8 encoded.
225 The time of the change is specified by `<time>` as the number of
226 seconds since the UNIX epoc (midnight, Jan 1, 1970, UTC) and is
227 written as an ASCII decimal integer.  The committer's
228 timezone is specified by `<tz>` as a positive or negative offset
229 from UTC.  For example EST (which is typically 5 hours behind GMT)
230 would be expressed in `<tz>` by ``-0500'' while GMT is ``+0000''.
232 `from`
233 ^^^^^^
234 Only valid for the first commit made on this branch by this
235 gfi process.  The `from` command is used to specify the commit
236 to initialize this branch from.  This revision will be the first
237 ancestor of the new commit.
239 Omitting the `from` command in the first commit of a new branch will
240 cause gfi to create that commit with no ancestor. This tends to be
241 desired only for the initial commit of a project.  Omitting the
242 `from` command on existing branches is required, as the current
243 commit on that branch is automatically assumed to be the first
244 ancestor of the new commit.
246 As `LF` is not valid in a Git refname or SHA-1 expression, no
247 quoting or escaping syntax is supported within `<committish>`.
249 Here `<committish>` is any of the following:
251 * The name of an existing branch already in gfi's internal branch
252   table.  If gfi doesn't know the name, its treated as a SHA-1
253   expression.
255 * A mark reference, `:<idnum>`, where `<idnum>` is the mark number.
257 The reason gfi uses `:` to denote a mark reference is this character
258 is not legal in a Git branch name.  The leading `:` makes it easy
259 to distingush between the mark 42 (`:42`) and the branch 42 (`42`
260 or `refs/heads/42`), or an abbreviated SHA-1 which happened to
261 consist only of base-10 digits.
263 Marks must be declared (via `mark`) before they can be used.
265 * A complete 40 byte or abbreviated commit SHA-1 in hex.
267 * Any valid Git SHA-1 expression that resolves to a commit.  See
268   ``SPECIFYING REVISIONS'' in gitlink:git-rev-parse[1] for details.
270 The special case of restarting an incremental import from the
271 current branch value should be written as:
272 ----
273         from refs/heads/branch^0
274 ----
275 The `^0` suffix is necessary as gfi does not permit a branch to
276 start from itself, and the branch is created in memory before the
277 `from` command is even read from the input.  Adding `^0` will force
278 gfi to resolve the commit through Git's revision parsing library,
279 rather than its internal branch table, thereby loading in the
280 existing value of the branch.
282 `merge`
283 ^^^^^^^
284 Includes one additional ancestor commit, and makes the current
285 commit a merge commit.  An unlimited number of `merge` commands per
286 commit are permitted by gfi, thereby establishing an n-way merge.
287 However Git's other tools never create commits with more than 15
288 additional ancestors (forming a 16-way merge).  For this reason
289 it is suggested that frontends do not use more than 15 `merge`
290 commands per commit.
292 Here `<committish>` is any of the commit specification expressions
293 also accepted by `from` (see above).
295 `filemodify`
296 ^^^^^^^^^^^^
297 Included in a `commit` command to add a new file or change the
298 content of an existing file.  This command has two different means
299 of specifying the content of the file.
301 External data format::
302         The data content for the file was already supplied by a prior
303         `blob` command.  The frontend just needs to connect it.
305 ....
306         'M' SP <mode> SP <dataref> SP <path> LF
307 ....
309 Here `<dataref>` can be either a mark reference (`:<idnum>`)
310 set by a prior `blob` command, or a full 40-byte SHA-1 of an
311 existing Git blob object.
313 Inline data format::
314         The data content for the file has not been supplied yet.
315         The frontend wants to supply it as part of this modify
316         command.
318 ....
319         'M' SP <mode> SP 'inline' SP <path> LF
320         data
321 ....
323 See below for a detailed description of the `data` command.
325 In both formats `<mode>` is the type of file entry, specified
326 in octal.  Git only supports the following modes:
328 * `100644` or `644`: A normal (not-executable) file.  The majority
329   of files in most projects use this mode.  If in doubt, this is
330   what you want.
331 * `100755` or `755`: A normal, but executable, file.
332 * `140000`: A symlink, the content of the file will be the link target.
334 In both formats `<path>` is the complete path of the file to be added
335 (if not already existing) or modified (if already existing).
337 A `<path>` string must use UNIX-style directory seperators (forward
338 slash `/`), may contain any byte other than `LF`, and must not
339 start with double quote (`"`).
341 If an `LF` or double quote must be encoded into `<path>` shell-style
342 quoting should be used, e.g. `"path/with\n and \" in it"`.
344 The value of `<path>` must be in canoncial form. That is it must not:
346 * contain an empty directory component (e.g. `foo//bar` is invalid),
347 * end with a directory seperator (e.g. `foo/` is invalid),
348 * start with a directory seperator (e.g. `/foo` is invalid),
349 * contain the special component `.` or `..` (e.g. `foo/./bar` and
350   `foo/../bar` are invalid).
352 It is recommended that `<path>` always be encoded using UTF-8.
354 `filedelete`
355 ^^^^^^^^^^^^
356 Included in a `commit` command to remove a file from the branch.
357 If the file removal makes its directory empty, the directory will
358 be automatically removed too.  This cascades up the tree until the
359 first non-empty directory or the root is reached.
361 ....
362         'D' SP <path> LF
363 ....
365 here `<path>` is the complete path of the file to be removed.
366 See `filemodify` above for a detailed description of `<path>`.
368 `mark`
369 ~~~~~~
370 Arranges for gfi to save a reference to the current object, allowing
371 the frontend to recall this object at a future point in time, without
372 knowing its SHA-1.  Here the current object is the object creation
373 command the `mark` command appears within.  This can be `commit`,
374 `tag`, and `blob`, but `commit` is the most common usage.
376 ....
377         'mark' SP ':' <idnum> LF
378 ....
380 where `<idnum>` is the number assigned by the frontend to this mark.
381 The value of `<idnum>` is expressed as an ASCII decimal integer.
382 The value 0 is reserved and cannot be used as
383 a mark.  Only values greater than or equal to 1 may be used as marks.
385 New marks are created automatically.  Existing marks can be moved
386 to another object simply by reusing the same `<idnum>` in another
387 `mark` command.
389 `tag`
390 ~~~~~
391 Creates an annotated tag referring to a specific commit.  To create
392 lightweight (non-annotated) tags see the `reset` command below.
394 ....
395         'tag' SP <name> LF
396         'from' SP <committish> LF
397         'tagger' SP <name> SP LT <email> GT SP <time> SP <tz> LF
398         data
399         LF
400 ....
402 where `<name>` is the name of the tag to create.
404 Tag names are automatically prefixed with `refs/tags/` when stored
405 in Git, so importing the CVS branch symbol `RELENG-1_0-FINAL` would
406 use just `RELENG-1_0-FINAL` for `<name>`, and gfi will write the
407 corresponding ref as `refs/tags/RELENG-1_0-FINAL`.
409 The value of `<name>` must be a valid refname in Git and therefore
410 may contain forward slashes.  As `LF` is not valid in a Git refname,
411 no quoting or escaping syntax is supported here.
413 The `from` command is the same as in the `commit` command; see
414 above for details.
416 The `tagger` command uses the same format as `committer` within
417 `commit`; again see above for details.
419 The `data` command following `tagger` must supply the annotated tag
420 message (see below for `data` command syntax).  To import an empty
421 tag message use a 0 length data.  Tag messages are free-form and are
422 not interpreted by Git.  Currently they must be encoded in UTF-8,
423 as gfi does not permit other encodings to be specified.
425 Signing annotated tags during import from within gfi is not
426 supported.  Trying to include your own PGP/GPG signature is not
427 recommended, as the frontend does not (easily) have access to the
428 complete set of bytes which normally goes into such a signature.
429 If signing is required, create lightweight tags from within gfi with
430 `reset`, then create the annotated versions of those tags offline
431 with the standard gitlink:git-tag[1] process.
433 `reset`
434 ~~~~~~~
435 Creates (or recreates) the named branch, optionally starting from
436 a specific revision.  The reset command allows a frontend to issue
437 a new `from` command for an existing branch, or to create a new
438 branch from an existing commit without creating a new commit.
440 ....
441         'reset' SP <ref> LF
442         ('from' SP <committish> LF)?
443         LF
444 ....
446 For a detailed description of `<ref>` and `<committish>` see above
447 under `commit` and `from`.
449 The `reset` command can also be used to create lightweight
450 (non-annotated) tags.  For example:
452 ====
453         reset refs/tags/938
454         from :938
455 ====
457 would create the lightweight tag `refs/tags/938` referring to
458 whatever commit mark `:938` references.
460 `blob`
461 ~~~~~~
462 Requests writing one file revision to the packfile.  The revision
463 is not connected to any commit; this connection must be formed in
464 a subsequent `commit` command by referencing the blob through an
465 assigned mark.
467 ....
468         'blob' LF
469         mark?
470         data
471 ....
473 The mark command is optional here as some frontends have chosen
474 to generate the Git SHA-1 for the blob on their own, and feed that
475 directly to `commit`.  This is typically more work than its worth
476 however, as marks are inexpensive to store and easy to use.
478 `data`
479 ~~~~~~
480 Supplies raw data (for use as blob/file content, commit messages, or
481 annotated tag messages) to gfi.  Data can be supplied using an exact
482 byte count or delimited with a terminating line.  Real frontends
483 intended for production-quality conversions should always use the
484 exact byte count format, as it is more robust and performs better.
485 The delimited format is intended primarily for testing gfi.
487 Exact byte count format::
488         The frontend must specify the number of bytes of data.
490 ....
491         'data' SP <count> LF
492         <raw> LF
493 ....
495 where `<count>` is the exact number of bytes appearing within
496 `<raw>`.  The value of `<count>` is expressed as an ASCII decimal
497 integer.  The `LF` on either side of `<raw>` is not
498 included in `<count>` and will not be included in the imported data.
500 Delimited format::
501         A delimiter string is used to mark the end of the data.
502         gfi will compute the length by searching for the delimiter.
503         This format is primarly useful for testing and is not
504         recommended for real data.
506 ....
507         'data' SP '<<' <delim> LF
508         <raw> LF
509         <delim> LF
510 ....
512 where `<delim>` is the chosen delimiter string.  The string `<delim>`
513 must not appear on a line by itself within `<raw>`, as otherwise
514 gfi will think the data ends earlier than it really does.  The `LF`
515 immediately trailing `<raw>` is part of `<raw>`.  This is one of
516 the limitations of the delimited format, it is impossible to supply
517 a data chunk which does not have an LF as its last byte.
519 `checkpoint`
520 ~~~~~~~~~~~~
521 Forces gfi to close the current packfile and start a new one.
522 As this requires a significant amount of CPU time and disk IO
523 (to compute the overall pack SHA-1 checksum and generate the
524 corresponding index file) it can easily take several minutes for
525 a single `checkpoint` command to complete.
527 ....
528         'checkpoint' LF
529         LF
530 ....
532 Packfile Optimization
533 ---------------------
534 When packing a blob gfi always attempts to deltify against the last
535 blob written.  Unless specifically arranged for by the frontend,
536 this will probably not be a prior version of the same file, so the
537 generated delta will not be the smallest possible.  The resulting
538 packfile will be compressed, but will not be optimal.
540 Frontends which have efficient access to all revisions of a
541 single file (for example reading an RCS/CVS ,v file) can choose
542 to supply all revisions of that file as a sequence of consecutive
543 `blob` commands.  This allows gfi to deltify the different file
544 revisions against each other, saving space in the final packfile.
545 Marks can be used to later identify individual file revisions during
546 a sequence of `commit` commands.
548 The packfile(s) created by gfi do not encourage good disk access
549 patterns.  This is caused by gfi writing the data in the order
550 it is received on standard input, while Git typically organizes
551 data within packfiles to make the most recent (current tip) data
552 appear before historical data.  Git also clusters commits together,
553 speeding up revision traversal through better cache locality.
555 For this reason it is strongly recommended that users repack the
556 repository with `git repack -a -d` after gfi completes, allowing
557 Git to reorganize the packfiles for faster data access.  If blob
558 deltas are suboptimal (see above) then also adding the `-f` option
559 to force recomputation of all deltas can significantly reduce the
560 final packfile size (30-50% smaller can be quite typical).
562 Memory Utilization
563 ------------------
564 There are a number of factors which affect how much memory gfi
565 requires to perform an import.  Like critical sections of core
566 Git, gfi uses its own memory allocators to ammortize any overheads
567 associated with malloc.  In practice gfi tends to ammoritize any
568 malloc overheads to 0, due to its use of large block allocations.
570 per object
571 ~~~~~~~~~~
572 gfi maintains an in-memory structure for every object written in
573 this execution.  On a 32 bit system the structure is 32 bytes,
574 on a 64 bit system the structure is 40 bytes (due to the larger
575 pointer sizes).  Objects in the table are not deallocated until
576 gfi terminates.  Importing 2 million objects on a 32 bit system
577 will require approximately 64 MiB of memory.
579 The object table is actually a hashtable keyed on the object name
580 (the unique SHA-1).  This storage configuration allows gfi to reuse
581 an existing or already written object and avoid writing duplicates
582 to the output packfile.  Duplicate blobs are surprisingly common
583 in an import, typically due to branch merges in the source.
585 per mark
586 ~~~~~~~~
587 Marks are stored in a sparse array, using 1 pointer (4 bytes or 8
588 bytes, depending on pointer size) per mark.  Although the array
589 is sparse, frontends are still strongly encouraged to use marks
590 between 1 and n, where n is the total number of marks required for
591 this import.
593 per branch
594 ~~~~~~~~~~
595 Branches are classified as active and inactive.  The memory usage
596 of the two classes is significantly different.
598 Inactive branches are stored in a structure which uses 96 or 120
599 bytes (32 bit or 64 bit systems, respectively), plus the length of
600 the branch name (typically under 200 bytes), per branch.  gfi will
601 easily handle as many as 10,000 inactive branches in under 2 MiB
602 of memory.
604 Active branches have the same overhead as inactive branches, but
605 also contain copies of every tree that has been recently modified on
606 that branch.  If subtree `include` has not been modified since the
607 branch became active, its contents will not be loaded into memory,
608 but if subtree `src` has been modified by a commit since the branch
609 became active, then its contents will be loaded in memory.
611 As active branches store metadata about the files contained on that
612 branch, their in-memory storage size can grow to a considerable size
613 (see below).
615 gfi automatically moves active branches to inactive status based on
616 a simple least-recently-used algorithm.  The LRU chain is updated on
617 each `commit` command.  The maximum number of active branches can be
618 increased or decreased on the command line with `--active-branches=`.
620 per active tree
621 ~~~~~~~~~~~~~~~
622 Trees (aka directories) use just 12 bytes of memory on top of the
623 memory required for their entries (see ``per active file'' below).
624 The cost of a tree is virtually 0, as its overhead ammortizes out
625 over the individual file entries.
627 per active file entry
628 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
629 Files (and pointers to subtrees) within active trees require 52 or 64
630 bytes (32/64 bit platforms) per entry.  To conserve space, file and
631 tree names are pooled in a common string table, allowing the filename
632 ``Makefile'' to use just 16 bytes (after including the string header
633 overhead) no matter how many times it occurs within the project.
635 The active branch LRU, when coupled with the filename string pool
636 and lazy loading of subtrees, allows gfi to efficiently import
637 projects with 2,000+ branches and 45,114+ files in a very limited
638 memory footprint (less than 2.7 MiB per active branch).
641 Author
642 ------
643 Written by Shawn O. Pearce <spearce@spearce.org>.
645 Documentation
646 --------------
647 Documentation by Shawn O. Pearce <spearce@spearce.org>.
649 GIT
650 ---
651 Part of the gitlink:git[7] suite