]> pd.if.org Git - btree/blob - threads2j.c
ce186a60b2e52fb3c1150bfd03b081b5f02a6575
[btree] / threads2j.c
1 // btree version threads2j linux futex concurrency version
2 //      with reworked bt_deletekey
3 // 17 FEB 2014
4
5 // author: karl malbrain, malbrain@cal.berkeley.edu
6
7 /*
8 This work, including the source code, documentation
9 and related data, is placed into the public domain.
10
11 The orginal author is Karl Malbrain.
12
13 THIS SOFTWARE IS PROVIDED AS-IS WITHOUT WARRANTY
14 OF ANY KIND, NOT EVEN THE IMPLIED WARRANTY OF
15 MERCHANTABILITY. THE AUTHOR OF THIS SOFTWARE,
16 ASSUMES _NO_ RESPONSIBILITY FOR ANY CONSEQUENCE
17 RESULTING FROM THE USE, MODIFICATION, OR
18 REDISTRIBUTION OF THIS SOFTWARE.
19 */
20
21 // Please see the project home page for documentation
22 // code.google.com/p/high-concurrency-btree
23
24 #define _FILE_OFFSET_BITS 64
25 #define _LARGEFILE64_SOURCE
26
27 #ifdef linux
28 #define _GNU_SOURCE
29 #include <linux/futex.h>
30 #define SYS_futex 202
31 #endif
32
33 #ifdef unix
34 #include <unistd.h>
35 #include <stdio.h>
36 #include <stdlib.h>
37 #include <fcntl.h>
38 #include <sys/time.h>
39 #include <sys/mman.h>
40 #include <errno.h>
41 #include <pthread.h>
42 #include <limits.h>
43 #else
44 #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
45 #include <windows.h>
46 #include <stdio.h>
47 #include <stdlib.h>
48 #include <time.h>
49 #include <fcntl.h>
50 #include <process.h>
51 #include <intrin.h>
52 #endif
53
54 #include <memory.h>
55 #include <string.h>
56 #include <stddef.h>
57
58 typedef unsigned long long      uid;
59
60 #ifndef unix
61 typedef unsigned long long      off64_t;
62 typedef unsigned short          ushort;
63 typedef unsigned int            uint;
64 #endif
65
66 #define BT_ro 0x6f72    // ro
67 #define BT_rw 0x7772    // rw
68
69 #define BT_latchtable   128                                     // number of latch manager slots
70
71 #define BT_maxbits              24                                      // maximum page size in bits
72 #define BT_minbits              9                                       // minimum page size in bits
73 #define BT_minpage              (1 << BT_minbits)       // minimum page size
74 #define BT_maxpage              (1 << BT_maxbits)       // maximum page size
75
76 /*
77 There are five lock types for each node in three independent sets: 
78 1. (set 1) AccessIntent: Sharable. Going to Read the node. Incompatible with NodeDelete. 
79 2. (set 1) NodeDelete: Exclusive. About to release the node. Incompatible with AccessIntent. 
80 3. (set 2) ReadLock: Sharable. Read the node. Incompatible with WriteLock. 
81 4. (set 2) WriteLock: Exclusive. Modify the node. Incompatible with ReadLock and other WriteLocks. 
82 5. (set 3) ParentModification: Exclusive. Change the node's parent keys. Incompatible with another ParentModification. 
83 */
84
85 typedef enum{
86         BtLockAccess,
87         BtLockDelete,
88         BtLockRead,
89         BtLockWrite,
90         BtLockParent,
91         BtLockParentWrt
92 } BtLock;
93
94 //      mode & definition for latch implementation
95
96 enum {
97         QueRd = 1,      // reader queue
98         QueWr = 2       // writer queue
99 } RWQueue;
100
101 // share is count of read accessors
102 // grant write lock when share == 0
103
104 typedef struct {
105         volatile unsigned char mutex;           // 1 = busy
106         volatile unsigned char write:1;         // 1 = exclusive
107         volatile unsigned char readwait:1;      // readers are waiting
108         volatile unsigned char writewait:1;     // writers are waiting
109         volatile unsigned char filler:5;
110         volatile ushort share;                          // count of readers holding locks
111         volatile ushort rcnt;                           // count of waiting readers
112         volatile ushort wcnt;                           // count of waiting writers
113 } BtLatch;
114
115 //      Define the length of the page and key pointers
116
117 #define BtId 6
118
119 //      Page key slot definition.
120
121 //      If BT_maxbits is 15 or less, you can save 4 bytes
122 //      for each key stored by making the first two uints
123 //      into ushorts.  You can also save 4 bytes by removing
124 //      the tod field from the key.
125
126 //      Keys are marked dead, but remain on the page until
127 //      it cleanup is called. The fence key (highest key) for
128 //      the page is always present, even after cleanup.
129
130 typedef struct {
131         uint off:BT_maxbits;            // page offset for key start
132         uint dead:1;                            // set for deleted key
133         uint tod;                                       // time-stamp for key
134         unsigned char id[BtId];         // id associated with key
135 } BtSlot;
136
137 //      The key structure occupies space at the upper end of
138 //      each page.  It's a length byte followed by the key
139 //      bytes.
140
141 typedef struct {
142         unsigned char len;
143         unsigned char key[1];
144 } *BtKey;
145
146 //      The first part of an index page.
147 //      It is immediately followed
148 //      by the BtSlot array of keys.
149
150 typedef struct BtPage_ {
151         uint cnt;                                       // count of keys in page
152         uint act;                                       // count of active keys
153         uint min;                                       // next key offset
154         unsigned char bits:7;           // page size in bits
155         unsigned char free:1;           // page is on free list
156         unsigned char lvl:5;            // level of page
157         unsigned char kill:1;           // page is being deleted
158         unsigned char dirty:1;          // page has deleted keys
159         unsigned char posted:1;         // page fence has posted
160         unsigned char right[BtId];      // page number to right
161 } *BtPage;
162
163 //  hash table entries
164
165 typedef struct {
166         BtLatch latch[1];
167         volatile ushort slot;           // Latch table entry at head of chain
168 } BtHashEntry;
169
170 //      latch manager table structure
171
172 typedef struct {
173         BtLatch readwr[1];                      // read/write page lock
174         BtLatch access[1];                      // Access Intent/Page delete
175         BtLatch parent[1];                      // adoption of foster children
176         BtLatch busy[1];                        // slot is being moved between chains
177         volatile ushort next;           // next entry in hash table chain
178         volatile ushort prev;           // prev entry in hash table chain
179         volatile ushort pin;            // number of outstanding locks
180         volatile ushort hash;           // hash slot entry is under
181         volatile uid page_no;           // latch set page number
182 } BtLatchSet;
183
184 //      The memory mapping pool table buffer manager entry
185
186 typedef struct {
187         unsigned long long int lru;     // number of times accessed
188         uid  basepage;                          // mapped base page number
189         char *map;                                      // mapped memory pointer
190         ushort slot;                            // slot index in this array
191         ushort pin;                                     // mapped page pin counter
192         void *hashprev;                         // previous pool entry for the same hash idx
193         void *hashnext;                         // next pool entry for the same hash idx
194 #ifndef unix
195         HANDLE hmap;                            // Windows memory mapping handle
196 #endif
197 } BtPool;
198
199 //  The loadpage interface object
200
201 typedef struct {
202         uid page_no;            // current page number
203         BtPage page;            // current page pointer
204         BtPool *pool;           // current page pool
205         BtLatchSet *latch;      // current page latch set
206 } BtPageSet;
207
208 //      structure for latch manager on ALLOC_page
209
210 typedef struct {
211         struct BtPage_ alloc[2];        // next & free page_nos in right ptr
212         BtLatch lock[1];                        // allocation area lite latch
213         ushort latchdeployed;           // highest number of latch entries deployed
214         ushort nlatchpage;                      // number of latch pages at BT_latch
215         ushort latchtotal;                      // number of page latch entries
216         ushort latchhash;                       // number of latch hash table slots
217         ushort latchvictim;                     // next latch entry to examine
218         BtHashEntry table[0];           // the hash table
219 } BtLatchMgr;
220
221 //      The object structure for Btree access
222
223 typedef struct {
224         uint page_size;                         // page size    
225         uint page_bits;                         // page size in bits    
226         uint seg_bits;                          // seg size in pages in bits
227         uint mode;                                      // read-write mode
228 #ifdef unix
229         int idx;
230 #else
231         HANDLE idx;
232 #endif
233         ushort poolcnt;                         // highest page pool node in use
234         ushort poolmax;                         // highest page pool node allocated
235         ushort poolmask;                        // total number of pages in mmap segment - 1
236         ushort evicted;                         // last evicted hash table slot
237         ushort hashsize;                        // size of Hash Table for pool entries
238         ushort *hash;                           // pool index for hash entries
239         BtLatch *latch;                         // latches for pool hash slots
240         BtLatchMgr *latchmgr;           // mapped latch page from allocation page
241         BtLatchSet *latchsets;          // mapped latch set from latch pages
242         BtPool *pool;                           // memory pool page segments
243 #ifndef unix
244         HANDLE halloc;                          // allocation and latch table handle
245 #endif
246 } BtMgr;
247
248 typedef struct {
249         BtMgr *mgr;                     // buffer manager for thread
250         BtPage cursor;          // cached frame for start/next (never mapped)
251         BtPage frame;           // spare frame for the page split (never mapped)
252         BtPage zero;            // page of zeroes to extend the file (never mapped)
253         uid cursor_page;        // current cursor page number   
254         unsigned char *mem;     // frame, cursor, page memory buffer
255         int found;                      // last delete or insert was found
256         int err;                        // last error
257 } BtDb;
258
259 typedef enum {
260         BTERR_ok = 0,
261         BTERR_struct,
262         BTERR_ovflw,
263         BTERR_lock,
264         BTERR_map,
265         BTERR_wrt,
266         BTERR_hash
267 } BTERR;
268
269 // B-Tree functions
270 extern void bt_close (BtDb *bt);
271 extern BtDb *bt_open (BtMgr *mgr);
272 extern BTERR bt_insertkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl, uid id, uint tod);
273 extern BTERR  bt_deletekey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl);
274 extern uid bt_findkey    (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len);
275 extern uint bt_startkey  (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len);
276 extern uint bt_nextkey   (BtDb *bt, uint slot);
277
278 //      manager functions
279 extern BtMgr *bt_mgr (char *name, uint mode, uint bits, uint poolsize, uint segsize, uint hashsize);
280 void bt_mgrclose (BtMgr *mgr);
281
282 //  Helper functions to return slot values
283 extern BtKey bt_key (BtDb *bt, uint slot);
284 extern uid bt_uid (BtDb *bt, uint slot);
285 extern uint bt_tod (BtDb *bt, uint slot);
286
287 //  BTree page number constants
288 #define ALLOC_page              0       // allocation & lock manager hash table
289 #define ROOT_page               1       // root of the btree
290 #define LEAF_page               2       // first page of leaves
291 #define LATCH_page              3       // pages for lock manager
292
293 //      Number of levels to create in a new BTree
294
295 #define MIN_lvl                 2
296
297 //  The page is allocated from low and hi ends.
298 //  The key offsets and row-id's are allocated
299 //  from the bottom, while the text of the key
300 //  is allocated from the top.  When the two
301 //  areas meet, the page is split into two.
302
303 //  A key consists of a length byte, two bytes of
304 //  index number (0 - 65534), and up to 253 bytes
305 //  of key value.  Duplicate keys are discarded.
306 //  Associated with each key is a 48 bit row-id,
307 //      or any other value desired.
308
309 //  The b-tree root is always located at page 1.
310 //      The first leaf page of level zero is always
311 //      located on page 2.
312
313 //      The b-tree pages are linked with next
314 //      pointers to facilitate enumerators,
315 //      and provide for concurrency.
316
317 //      When to root page fills, it is split in two and
318 //      the tree height is raised by a new root at page
319 //      one with two keys.
320
321 //      Deleted keys are marked with a dead bit until
322 //      page cleanup. The fence key for a node is
323 //      always present.
324
325 //  Groups of pages called segments from the btree are optionally
326 //  cached with a memory mapped pool. A hash table is used to keep
327 //  track of the cached segments.  This behaviour is controlled
328 //  by the cache block size parameter to bt_open.
329
330 //  To achieve maximum concurrency one page is locked at a time
331 //  as the tree is traversed to find leaf key in question. The right
332 //  page numbers are used in cases where the page is being split,
333 //      or consolidated.
334
335 //  Page 0 is dedicated to lock for new page extensions,
336 //      and chains empty pages together for reuse.
337
338 //      The ParentModification lock on a node is obtained to serialize posting
339 //      or changing the fence key for a node.
340
341 //      Empty pages are chained together through the ALLOC page and reused.
342
343 //      Access macros to address slot and key values from the page
344 //      Page slots use 1 based indexing.
345
346 #define slotptr(page, slot) (((BtSlot *)(page+1)) + (slot-1))
347 #define keyptr(page, slot) ((BtKey)((unsigned char*)(page) + slotptr(page, slot)->off))
348
349 void bt_putid(unsigned char *dest, uid id)
350 {
351 int i = BtId;
352
353         while( i-- )
354                 dest[i] = (unsigned char)id, id >>= 8;
355 }
356
357 uid bt_getid(unsigned char *src)
358 {
359 uid id = 0;
360 int i;
361
362         for( i = 0; i < BtId; i++ )
363                 id <<= 8, id |= *src++; 
364
365         return id;
366 }
367
368 //      Latch Manager
369
370 int sys_futex(void *addr1, int op, int val1, struct timespec *timeout, void *addr2, int val3)
371 {
372         return syscall(SYS_futex, addr1, op, val1, timeout, addr2, val3);
373 }
374
375 //      wait until write lock mode is clear
376 //      and add 1 to the share count
377
378 void bt_spinreadlock(BtLatch *latch, int private)
379 {
380 ushort decr = 0;
381 uint prev;
382
383   if( private )
384         private = FUTEX_PRIVATE_FLAG;
385
386   while( 1 ) {
387         //      obtain latch mutex
388         while( __sync_lock_test_and_set(&latch->mutex, 1) )
389                 sched_yield();
390
391         if( decr )
392                 latch->rcnt--, decr = 0;
393
394         //  wait for writers to clear
395         //      increment read waiters and wait
396
397         if( latch->write || latch->writewait ) {
398                 latch->readwait = 1;
399                 latch->rcnt++;
400                 prev = *(uint *)latch & ~1;
401                 __sync_lock_release (&latch->mutex);
402                 sys_futex( (uint *)latch, FUTEX_WAIT_BITSET | private, prev, NULL, NULL, QueRd );
403                 decr = 1;
404                 continue;
405         }
406         
407         // increment reader lock count
408         // and release latch mutex
409
410         latch->readwait = 0;
411         latch->share++;
412         __sync_lock_release (&latch->mutex);
413         return;
414   }
415 }
416
417 //      wait for other read and write latches to relinquish
418
419 void bt_spinwritelock(BtLatch *latch, int private)
420 {
421 ushort decr = 0;
422 uint prev;
423
424   if( private )
425         private = FUTEX_PRIVATE_FLAG;
426
427   while( 1 ) {
428         //      obtain latch mutex
429         while( __sync_lock_test_and_set(&latch->mutex, 1) )
430                 sched_yield();
431
432         if( decr )
433                 latch->wcnt--, decr = 0;
434
435         //      wait for write and reader count to clear
436
437         if( latch->write || latch->share ) {
438                 latch->writewait = 1;
439                 latch->wcnt++;
440                 prev = *(uint *)latch & ~1;
441                 __sync_lock_release (&latch->mutex);
442                 sys_futex( (uint *)latch, FUTEX_WAIT_BITSET | private, prev, NULL, NULL, QueWr );
443                 decr = 1;
444                 continue;
445         }
446         
447         //      take write mutex
448         //      release latch mutex
449
450         if( !latch->wcnt )
451                 latch->writewait = 0;
452
453         latch->write = 1;
454         __sync_lock_release (&latch->mutex);
455         return;
456   }
457 }
458
459 //      try to obtain write lock
460
461 //      return 1 if obtained,
462 //              0 otherwise
463
464 int bt_spinwritetry(BtLatch *latch)
465 {
466 int ans;
467
468         //      try for mutex,
469         //      abandon request if not taken
470
471         if( __sync_lock_test_and_set(&latch->mutex, 1) )
472                 return 0;
473
474         //      see if write mode is available
475
476         if( !latch->write && !latch->share )
477                 ans = latch->write = 1;
478         else
479                 ans = 0;
480
481         // release latch mutex
482
483         __sync_lock_release (&latch->mutex);
484         return ans;
485 }
486
487 //      clear write lock
488
489 void bt_spinreleasewrite(BtLatch *latch, int private)
490 {
491   if( private )
492         private = FUTEX_PRIVATE_FLAG;
493
494         //      obtain latch mutex
495
496         while( __sync_lock_test_and_set(&latch->mutex, 1) )
497                 sched_yield();
498
499         latch->write = 0;
500
501         // favor writers
502
503         if( latch->wcnt )
504           if( sys_futex( (uint *)latch, FUTEX_WAKE_BITSET | private, 1, NULL, NULL, QueWr ) )
505                 goto wakexit;
506
507         if( latch->rcnt )
508                 sys_futex( (uint *)latch, FUTEX_WAKE_BITSET | private, INT_MAX, NULL, NULL, QueRd );
509
510         // release latch mutex
511
512 wakexit:
513         __sync_lock_release (&latch->mutex);
514 }
515
516 //      decrement reader count
517
518 void bt_spinreleaseread(BtLatch *latch, int private)
519 {
520   if( private )
521         private = FUTEX_PRIVATE_FLAG;
522
523         //      obtain latch mutex
524
525         while( __sync_lock_test_and_set(&latch->mutex, 1) )
526                 sched_yield();
527
528         latch->share--;
529
530         // wake waiting writers
531
532         if( !latch->share && latch->wcnt )
533                 sys_futex( (uint *)latch, FUTEX_WAKE_BITSET | private, 1, NULL, NULL, QueWr );
534
535         // release latch mutex
536
537         __sync_lock_release (&latch->mutex);
538 }
539
540 //      link latch table entry into latch hash table
541
542 void bt_latchlink (BtDb *bt, ushort hashidx, ushort victim, uid page_no)
543 {
544 BtLatchSet *set = bt->mgr->latchsets + victim;
545
546         if( set->next = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot )
547                 bt->mgr->latchsets[set->next].prev = victim;
548
549         bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot = victim;
550         set->page_no = page_no;
551         set->hash = hashidx;
552         set->prev = 0;
553 }
554
555 //      release latch pin
556
557 void bt_unpinlatch (BtLatchSet *set)
558 {
559 #ifdef unix
560         __sync_fetch_and_add(&set->pin, -1);
561 #else
562         _InterlockedDecrement16 (&set->pin);
563 #endif
564 }
565
566 //      find existing latchset or inspire new one
567 //      return with latchset pinned
568
569 BtLatchSet *bt_pinlatch (BtDb *bt, uid page_no)
570 {
571 ushort hashidx = page_no % bt->mgr->latchmgr->latchhash;
572 ushort slot, avail = 0, victim, idx;
573 BtLatchSet *set;
574
575         //  obtain read lock on hash table entry
576
577         bt_spinreadlock(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
578
579         if( slot = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do
580         {
581                 set = bt->mgr->latchsets + slot;
582                 if( page_no == set->page_no )
583                         break;
584         } while( slot = set->next );
585
586         if( slot ) {
587 #ifdef unix
588                 __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
589 #else
590                 _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
591 #endif
592         }
593
594     bt_spinreleaseread (bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
595
596         if( slot )
597                 return set;
598
599   //  try again, this time with write lock
600
601   bt_spinwritelock(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
602
603   if( slot = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do
604   {
605         set = bt->mgr->latchsets + slot;
606         if( page_no == set->page_no )
607                 break;
608         if( !set->pin && !avail )
609                 avail = slot;
610   } while( slot = set->next );
611
612   //  found our entry, or take over an unpinned one
613
614   if( slot || (slot = avail) ) {
615         set = bt->mgr->latchsets + slot;
616 #ifdef unix
617         __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
618 #else
619         _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
620 #endif
621         set->page_no = page_no;
622         bt_spinreleasewrite(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
623         return set;
624   }
625
626         //  see if there are any unused entries
627 #ifdef unix
628         victim = __sync_fetch_and_add (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed, 1) + 1;
629 #else
630         victim = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed);
631 #endif
632
633         if( victim < bt->mgr->latchmgr->latchtotal ) {
634                 set = bt->mgr->latchsets + victim;
635 #ifdef unix
636                 __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
637 #else
638                 _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
639 #endif
640                 bt_latchlink (bt, hashidx, victim, page_no);
641                 bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
642                 return set;
643         }
644
645 #ifdef unix
646         victim = __sync_fetch_and_add (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed, -1);
647 #else
648         victim = _InterlockedDecrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed);
649 #endif
650   //  find and reuse previous lock entry
651
652   while( 1 ) {
653 #ifdef unix
654         victim = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->latchmgr->latchvictim, 1);
655 #else
656         victim = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchvictim) - 1;
657 #endif
658         //      we don't use slot zero
659
660         if( victim %= bt->mgr->latchmgr->latchtotal )
661                 set = bt->mgr->latchsets + victim;
662         else
663                 continue;
664
665         //      take control of our slot
666         //      from other threads
667
668         if( set->pin || !bt_spinwritetry (set->busy) )
669                 continue;
670
671         idx = set->hash;
672
673         // try to get write lock on hash chain
674         //      skip entry if not obtained
675         //      or has outstanding locks
676
677         if( !bt_spinwritetry (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch) ) {
678                 bt_spinreleasewrite (set->busy, 0);
679                 continue;
680         }
681
682         if( set->pin ) {
683                 bt_spinreleasewrite (set->busy, 0);
684                 bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch, 0);
685                 continue;
686         }
687
688         //  unlink our available victim from its hash chain
689
690         if( set->prev )
691                 bt->mgr->latchsets[set->prev].next = set->next;
692         else
693                 bt->mgr->latchmgr->table[idx].slot = set->next;
694
695         if( set->next )
696                 bt->mgr->latchsets[set->next].prev = set->prev;
697
698         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch, 0);
699 #ifdef unix
700         __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
701 #else
702         _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
703 #endif
704         bt_latchlink (bt, hashidx, victim, page_no);
705         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch, 0);
706         bt_spinreleasewrite (set->busy, 0);
707         return set;
708   }
709 }
710
711 void bt_mgrclose (BtMgr *mgr)
712 {
713 BtPool *pool;
714 uint slot;
715
716         // release mapped pages
717         //      note that slot zero is never used
718
719         for( slot = 1; slot < mgr->poolmax; slot++ ) {
720                 pool = mgr->pool + slot;
721                 if( pool->slot )
722 #ifdef unix
723                         munmap (pool->map, (mgr->poolmask+1) << mgr->page_bits);
724 #else
725                 {
726                         FlushViewOfFile(pool->map, 0);
727                         UnmapViewOfFile(pool->map);
728                         CloseHandle(pool->hmap);
729                 }
730 #endif
731         }
732
733 #ifdef unix
734         munmap (mgr->latchsets, mgr->latchmgr->nlatchpage * mgr->page_size);
735         munmap (mgr->latchmgr, mgr->page_size);
736 #else
737         FlushViewOfFile(mgr->latchmgr, 0);
738         UnmapViewOfFile(mgr->latchmgr);
739         CloseHandle(mgr->halloc);
740 #endif
741 #ifdef unix
742         close (mgr->idx);
743         free (mgr->pool);
744         free (mgr->hash);
745         free (mgr->latch);
746         free (mgr);
747 #else
748         FlushFileBuffers(mgr->idx);
749         CloseHandle(mgr->idx);
750         GlobalFree (mgr->pool);
751         GlobalFree (mgr->hash);
752         GlobalFree (mgr->latch);
753         GlobalFree (mgr);
754 #endif
755 }
756
757 //      close and release memory
758
759 void bt_close (BtDb *bt)
760 {
761 #ifdef unix
762         if ( bt->mem )
763                 free (bt->mem);
764 #else
765         if ( bt->mem)
766                 VirtualFree (bt->mem, 0, MEM_RELEASE);
767 #endif
768         free (bt);
769 }
770
771 //  open/create new btree buffer manager
772
773 //      call with file_name, BT_openmode, bits in page size (e.g. 16),
774 //              size of mapped page pool (e.g. 8192)
775
776 BtMgr *bt_mgr (char *name, uint mode, uint bits, uint poolmax, uint segsize, uint hashsize)
777 {
778 uint lvl, attr, cacheblk, last, slot, idx;
779 uint nlatchpage, latchhash;
780 BtLatchMgr *latchmgr;
781 off64_t size;
782 uint amt[1];
783 BtMgr* mgr;
784 BtKey key;
785 int flag;
786 #ifndef unix
787 SYSTEM_INFO sysinfo[1];
788 #endif
789
790         // determine sanity of page size and buffer pool
791
792         if( bits > BT_maxbits )
793                 bits = BT_maxbits;
794         else if( bits < BT_minbits )
795                 bits = BT_minbits;
796
797         if( !poolmax )
798                 return NULL;    // must have buffer pool
799
800 #ifdef unix
801         mgr = calloc (1, sizeof(BtMgr));
802         mgr->idx = open ((char*)name, O_RDWR | O_CREAT, 0666);
803
804         if( mgr->idx == -1 )
805                 return free(mgr), NULL;
806         
807         cacheblk = 4096;        // minimum mmap segment size for unix
808
809 #else
810         mgr = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, sizeof(BtMgr));
811         attr = FILE_ATTRIBUTE_NORMAL;
812         mgr->idx = CreateFile(name, GENERIC_READ| GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_ALWAYS, attr, NULL);
813
814         if( mgr->idx == INVALID_HANDLE_VALUE )
815                 return GlobalFree(mgr), NULL;
816
817         // normalize cacheblk to multiple of sysinfo->dwAllocationGranularity
818         GetSystemInfo(sysinfo);
819         cacheblk = sysinfo->dwAllocationGranularity;
820 #endif
821
822 #ifdef unix
823         latchmgr = malloc (BT_maxpage);
824         *amt = 0;
825
826         // read minimum page size to get root info
827
828         if( size = lseek (mgr->idx, 0L, 2) ) {
829                 if( pread(mgr->idx, latchmgr, BT_minpage, 0) == BT_minpage )
830                         bits = latchmgr->alloc->bits;
831                 else
832                         return free(mgr), free(latchmgr), NULL;
833         } else if( mode == BT_ro )
834                 return free(latchmgr), free (mgr), NULL;
835 #else
836         latchmgr = VirtualAlloc(NULL, BT_maxpage, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
837         size = GetFileSize(mgr->idx, amt);
838
839         if( size || *amt ) {
840                 if( !ReadFile(mgr->idx, (char *)latchmgr, BT_minpage, amt, NULL) )
841                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
842                 bits = latchmgr->alloc->bits;
843         } else if( mode == BT_ro )
844                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
845 #endif
846
847         mgr->page_size = 1 << bits;
848         mgr->page_bits = bits;
849
850         mgr->poolmax = poolmax;
851         mgr->mode = mode;
852
853         if( cacheblk < mgr->page_size )
854                 cacheblk = mgr->page_size;
855
856         //  mask for partial memmaps
857
858         mgr->poolmask = (cacheblk >> bits) - 1;
859
860         //      see if requested size of pages per memmap is greater
861
862         if( (1 << segsize) > mgr->poolmask )
863                 mgr->poolmask = (1 << segsize) - 1;
864
865         mgr->seg_bits = 0;
866
867         while( (1 << mgr->seg_bits) <= mgr->poolmask )
868                 mgr->seg_bits++;
869
870         mgr->hashsize = hashsize;
871
872 #ifdef unix
873         mgr->pool = calloc (poolmax, sizeof(BtPool));
874         mgr->hash = calloc (hashsize, sizeof(ushort));
875         mgr->latch = calloc (hashsize, sizeof(BtLatch));
876 #else
877         mgr->pool = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, poolmax * sizeof(BtPool));
878         mgr->hash = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, hashsize * sizeof(ushort));
879         mgr->latch = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, hashsize * sizeof(BtLatch));
880 #endif
881
882         if( size || *amt )
883                 goto mgrlatch;
884
885         // initialize an empty b-tree with latch page, root page, page of leaves
886         // and page(s) of latches
887
888         memset (latchmgr, 0, 1 << bits);
889         nlatchpage = BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1; 
890         bt_putid(latchmgr->alloc->right, MIN_lvl+1+nlatchpage);
891         latchmgr->alloc->bits = mgr->page_bits;
892
893         latchmgr->nlatchpage = nlatchpage;
894         latchmgr->latchtotal = nlatchpage * (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet));
895
896         //  initialize latch manager
897
898         latchhash = (mgr->page_size - sizeof(BtLatchMgr)) / sizeof(BtHashEntry);
899
900         //      size of hash table = total number of latchsets
901
902         if( latchhash > latchmgr->latchtotal )
903                 latchhash = latchmgr->latchtotal;
904
905         latchmgr->latchhash = latchhash;
906
907 #ifdef unix
908         if( write (mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size) < mgr->page_size )
909                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
910 #else
911         if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
912                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
913
914         if( *amt < mgr->page_size )
915                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
916 #endif
917
918         memset (latchmgr, 0, 1 << bits);
919         latchmgr->alloc->bits = mgr->page_bits;
920
921         for( lvl=MIN_lvl; lvl--; ) {
922                 slotptr(latchmgr->alloc, 1)->off = mgr->page_size - 3;
923                 bt_putid(slotptr(latchmgr->alloc, 1)->id, lvl ? MIN_lvl - lvl + 1 : 0);         // next(lower) page number
924                 key = keyptr(latchmgr->alloc, 1);
925                 key->len = 2;           // create stopper key
926                 key->key[0] = 0xff;
927                 key->key[1] = 0xff;
928                 latchmgr->alloc->min = mgr->page_size - 3;
929                 latchmgr->alloc->lvl = lvl;
930                 latchmgr->alloc->cnt = 1;
931                 latchmgr->alloc->act = 1;
932 #ifdef unix
933                 if( write (mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size) < mgr->page_size )
934                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
935 #else
936                 if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
937                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
938
939                 if( *amt < mgr->page_size )
940                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
941 #endif
942         }
943
944         // clear out latch manager locks
945         //      and rest of pages to round out segment
946
947         memset(latchmgr, 0, mgr->page_size);
948         last = MIN_lvl + 1;
949
950         while( last <= ((MIN_lvl + 1 + nlatchpage) | mgr->poolmask) ) {
951 #ifdef unix
952                 pwrite(mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size, last << mgr->page_bits);
953 #else
954                 SetFilePointer (mgr->idx, last << mgr->page_bits, NULL, FILE_BEGIN);
955                 if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
956                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
957                 if( *amt < mgr->page_size )
958                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
959 #endif
960                 last++;
961         }
962
963 mgrlatch:
964 #ifdef unix
965         flag = PROT_READ | PROT_WRITE;
966         mgr->latchmgr = mmap (0, mgr->page_size, flag, MAP_SHARED, mgr->idx, ALLOC_page * mgr->page_size);
967         if( mgr->latchmgr == MAP_FAILED )
968                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
969         mgr->latchsets = (BtLatchSet *)mmap (0, mgr->latchmgr->nlatchpage * mgr->page_size, flag, MAP_SHARED, mgr->idx, LATCH_page * mgr->page_size);
970         if( mgr->latchsets == MAP_FAILED )
971                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
972 #else
973         flag = PAGE_READWRITE;
974         mgr->halloc = CreateFileMapping(mgr->idx, NULL, flag, 0, (BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1 + LATCH_page) * mgr->page_size, NULL);
975         if( !mgr->halloc )
976                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
977
978         flag = FILE_MAP_WRITE;
979         mgr->latchmgr = MapViewOfFile(mgr->halloc, flag, 0, 0, (BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1 + LATCH_page) * mgr->page_size);
980         if( !mgr->latchmgr )
981                 return GetLastError(), bt_mgrclose (mgr), NULL;
982
983         mgr->latchsets = (void *)((char *)mgr->latchmgr + LATCH_page * mgr->page_size);
984 #endif
985
986 #ifdef unix
987         free (latchmgr);
988 #else
989         VirtualFree (latchmgr, 0, MEM_RELEASE);
990 #endif
991         return mgr;
992 }
993
994 //      open BTree access method
995 //      based on buffer manager
996
997 BtDb *bt_open (BtMgr *mgr)
998 {
999 BtDb *bt = malloc (sizeof(*bt));
1000
1001         memset (bt, 0, sizeof(*bt));
1002         bt->mgr = mgr;
1003 #ifdef unix
1004         bt->mem = malloc (3 *mgr->page_size);
1005 #else
1006         bt->mem = VirtualAlloc(NULL, 3 * mgr->page_size, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
1007 #endif
1008         bt->frame = (BtPage)bt->mem;
1009         bt->zero = (BtPage)(bt->mem + 1 * mgr->page_size);
1010         bt->cursor = (BtPage)(bt->mem + 2 * mgr->page_size);
1011
1012         memset (bt->zero, 0, mgr->page_size);
1013         return bt;
1014 }
1015
1016 //  compare two keys, returning > 0, = 0, or < 0
1017 //  as the comparison value
1018
1019 int keycmp (BtKey key1, unsigned char *key2, uint len2)
1020 {
1021 uint len1 = key1->len;
1022 int ans;
1023
1024         if( ans = memcmp (key1->key, key2, len1 > len2 ? len2 : len1) )
1025                 return ans;
1026
1027         if( len1 > len2 )
1028                 return 1;
1029         if( len1 < len2 )
1030                 return -1;
1031
1032         return 0;
1033 }
1034
1035 //      Buffer Pool mgr
1036
1037 // find segment in pool
1038 // must be called with hashslot idx locked
1039 //      return NULL if not there
1040 //      otherwise return node
1041
1042 BtPool *bt_findpool(BtDb *bt, uid page_no, uint idx)
1043 {
1044 BtPool *pool;
1045 uint slot;
1046
1047         // compute start of hash chain in pool
1048
1049         if( slot = bt->mgr->hash[idx] ) 
1050                 pool = bt->mgr->pool + slot;
1051         else
1052                 return NULL;
1053
1054         page_no &= ~bt->mgr->poolmask;
1055
1056         while( pool->basepage != page_no )
1057           if( pool = pool->hashnext )
1058                 continue;
1059           else
1060                 return NULL;
1061
1062         return pool;
1063 }
1064
1065 // add segment to hash table
1066
1067 void bt_linkhash(BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no, int idx)
1068 {
1069 BtPool *node;
1070 uint slot;
1071
1072         pool->hashprev = pool->hashnext = NULL;
1073         pool->basepage = page_no & ~bt->mgr->poolmask;
1074         pool->lru = 1;
1075
1076         if( slot = bt->mgr->hash[idx] ) {
1077                 node = bt->mgr->pool + slot;
1078                 pool->hashnext = node;
1079                 node->hashprev = pool;
1080         }
1081
1082         bt->mgr->hash[idx] = pool->slot;
1083 }
1084
1085 //      find best segment to evict from buffer pool
1086
1087 BtPool *bt_findlru (BtDb *bt, uint hashslot)
1088 {
1089 unsigned long long int target = ~0LL;
1090 BtPool *pool = NULL, *node;
1091
1092         if( !hashslot )
1093                 return NULL;
1094
1095         node = bt->mgr->pool + hashslot;
1096
1097         //  scan pool entries under hash table slot
1098
1099         do {
1100           if( node->pin )
1101                 continue;
1102           if( node->lru > target )
1103                 continue;
1104           target = node->lru;
1105           pool = node;
1106         } while( node = node->hashnext );
1107
1108         return pool;
1109 }
1110
1111 //  map new buffer pool segment to virtual memory
1112
1113 BTERR bt_mapsegment(BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no)
1114 {
1115 off64_t off = (page_no & ~bt->mgr->poolmask) << bt->mgr->page_bits;
1116 off64_t limit = off + ((bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1117 int flag;
1118
1119 #ifdef unix
1120         flag = PROT_READ | ( bt->mgr->mode == BT_ro ? 0 : PROT_WRITE );
1121         pool->map = mmap (0, (bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits, flag, MAP_SHARED, bt->mgr->idx, off);
1122         if( pool->map == MAP_FAILED )
1123                 return bt->err = BTERR_map;
1124
1125 #else
1126         flag = ( bt->mgr->mode == BT_ro ? PAGE_READONLY : PAGE_READWRITE );
1127         pool->hmap = CreateFileMapping(bt->mgr->idx, NULL, flag, (DWORD)(limit >> 32), (DWORD)limit, NULL);
1128         if( !pool->hmap )
1129                 return bt->err = BTERR_map;
1130
1131         flag = ( bt->mgr->mode == BT_ro ? FILE_MAP_READ : FILE_MAP_WRITE );
1132         pool->map = MapViewOfFile(pool->hmap, flag, (DWORD)(off >> 32), (DWORD)off, (bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1133         if( !pool->map )
1134                 return bt->err = BTERR_map;
1135 #endif
1136         return bt->err = 0;
1137 }
1138
1139 //      calculate page within pool
1140
1141 BtPage bt_page (BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no)
1142 {
1143 uint subpage = (uint)(page_no & bt->mgr->poolmask); // page within mapping
1144 BtPage page;
1145
1146         page = (BtPage)(pool->map + (subpage << bt->mgr->page_bits));
1147         return page;
1148 }
1149
1150 //  release pool pin
1151
1152 void bt_unpinpool (BtPool *pool)
1153 {
1154 #ifdef unix
1155         __sync_fetch_and_add(&pool->pin, -1);
1156 #else
1157         _InterlockedDecrement16 (&pool->pin);
1158 #endif
1159 }
1160
1161 //      find or place requested page in segment-pool
1162 //      return pool table entry, incrementing pin
1163
1164 BtPool *bt_pinpool(BtDb *bt, uid page_no)
1165 {
1166 BtPool *pool, *node, *next;
1167 uint slot, idx, victim;
1168
1169         //      lock hash table chain
1170
1171         idx = (uint)(page_no >> bt->mgr->seg_bits) % bt->mgr->hashsize;
1172         bt_spinreadlock (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1173
1174         //      look up in hash table
1175
1176         if( pool = bt_findpool(bt, page_no, idx) ) {
1177 #ifdef unix
1178                 __sync_fetch_and_add(&pool->pin, 1);
1179 #else
1180                 _InterlockedIncrement16 (&pool->pin);
1181 #endif
1182                 bt_spinreleaseread (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1183                 pool->lru++;
1184                 return pool;
1185         }
1186
1187         //      upgrade to write lock
1188
1189         bt_spinreleaseread (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1190         bt_spinwritelock (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1191
1192         // try to find page in pool with write lock
1193
1194         if( pool = bt_findpool(bt, page_no, idx) ) {
1195 #ifdef unix
1196                 __sync_fetch_and_add(&pool->pin, 1);
1197 #else
1198                 _InterlockedIncrement16 (&pool->pin);
1199 #endif
1200                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1201                 pool->lru++;
1202                 return pool;
1203         }
1204
1205         // allocate a new pool node
1206         // and add to hash table
1207
1208 #ifdef unix
1209         slot = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->poolcnt, 1);
1210 #else
1211         slot = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->poolcnt) - 1;
1212 #endif
1213
1214         if( ++slot < bt->mgr->poolmax ) {
1215                 pool = bt->mgr->pool + slot;
1216                 pool->slot = slot;
1217
1218                 if( bt_mapsegment(bt, pool, page_no) )
1219                         return NULL;
1220
1221                 bt_linkhash(bt, pool, page_no, idx);
1222 #ifdef unix
1223                 __sync_fetch_and_add(&pool->pin, 1);
1224 #else
1225                 _InterlockedIncrement16 (&pool->pin);
1226 #endif
1227                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1228                 return pool;
1229         }
1230
1231         // pool table is full
1232         //      find best pool entry to evict
1233
1234 #ifdef unix
1235         __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->poolcnt, -1);
1236 #else
1237         _InterlockedDecrement16 (&bt->mgr->poolcnt);
1238 #endif
1239
1240         while( 1 ) {
1241 #ifdef unix
1242                 victim = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->evicted, 1);
1243 #else
1244                 victim = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->evicted) - 1;
1245 #endif
1246                 victim %= bt->mgr->hashsize;
1247
1248                 // try to get write lock
1249                 //      skip entry if not obtained
1250
1251                 if( !bt_spinwritetry (&bt->mgr->latch[victim]) )
1252                         continue;
1253
1254                 //  if pool entry is empty
1255                 //      or any pages are pinned
1256                 //      skip this entry
1257
1258                 if( !(pool = bt_findlru(bt, bt->mgr->hash[victim])) ) {
1259                         bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[victim], 1);
1260                         continue;
1261                 }
1262
1263                 // unlink victim pool node from hash table
1264
1265                 if( node = pool->hashprev )
1266                         node->hashnext = pool->hashnext;
1267                 else if( node = pool->hashnext )
1268                         bt->mgr->hash[victim] = node->slot;
1269                 else
1270                         bt->mgr->hash[victim] = 0;
1271
1272                 if( node = pool->hashnext )
1273                         node->hashprev = pool->hashprev;
1274
1275                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[victim], 1);
1276
1277                 //      remove old file mapping
1278 #ifdef unix
1279                 munmap (pool->map, (bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1280 #else
1281                 FlushViewOfFile(pool->map, 0);
1282                 UnmapViewOfFile(pool->map);
1283                 CloseHandle(pool->hmap);
1284 #endif
1285                 pool->map = NULL;
1286
1287                 //  create new pool mapping
1288                 //  and link into hash table
1289
1290                 if( bt_mapsegment(bt, pool, page_no) )
1291                         return NULL;
1292
1293                 bt_linkhash(bt, pool, page_no, idx);
1294 #ifdef unix
1295                 __sync_fetch_and_add(&pool->pin, 1);
1296 #else
1297                 _InterlockedIncrement16 (&pool->pin);
1298 #endif
1299                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[idx], 1);
1300                 return pool;
1301         }
1302 }
1303
1304 // place write, read, or parent lock on requested page_no.
1305
1306 void bt_lockpage(BtLock mode, BtLatchSet *set)
1307 {
1308         switch( mode ) {
1309         case BtLockRead:
1310                 bt_spinreadlock (set->readwr, 0);
1311                 break;
1312         case BtLockWrite:
1313                 bt_spinwritelock (set->readwr, 0);
1314                 break;
1315         case BtLockAccess:
1316                 bt_spinreadlock (set->access, 0);
1317                 break;
1318         case BtLockDelete:
1319                 bt_spinwritelock (set->access, 0);
1320                 break;
1321         case BtLockParent:
1322                 bt_spinwritelock (set->parent, 0);
1323                 break;
1324         case BtLockParentWrt:
1325                 bt_spinwritelock (set->parent, 0);
1326                 bt_spinwritelock (set->readwr, 0);
1327                 break;
1328         }
1329 }
1330
1331 // remove write, read, or parent lock on requested page
1332
1333 void bt_unlockpage(BtLock mode, BtLatchSet *set)
1334 {
1335         switch( mode ) {
1336         case BtLockRead:
1337                 bt_spinreleaseread (set->readwr, 0);
1338                 break;
1339         case BtLockWrite:
1340                 bt_spinreleasewrite (set->readwr, 0);
1341                 break;
1342         case BtLockAccess:
1343                 bt_spinreleaseread (set->access, 0);
1344                 break;
1345         case BtLockDelete:
1346                 bt_spinreleasewrite (set->access, 0);
1347                 break;
1348         case BtLockParent:
1349                 bt_spinreleasewrite (set->parent, 0);
1350                 break;
1351         case BtLockParentWrt:
1352                 bt_spinreleasewrite (set->parent, 0);
1353                 bt_spinreleasewrite (set->readwr, 0);
1354                 break;
1355         }
1356 }
1357
1358 //      allocate a new page and write page into it
1359
1360 uid bt_newpage(BtDb *bt, BtPage page)
1361 {
1362 BtPageSet set[1];
1363 uid new_page;
1364 int reuse;
1365
1366         //      lock allocation page
1367
1368         bt_spinwritelock(bt->mgr->latchmgr->lock, 0);
1369
1370         // use empty chain first
1371         // else allocate empty page
1372
1373         if( new_page = bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc[1].right) ) {
1374                 if( set->pool = bt_pinpool (bt, new_page) )
1375                         set->page = bt_page (bt, set->pool, new_page);
1376                 else
1377                         return 0;
1378
1379                 bt_putid(bt->mgr->latchmgr->alloc[1].right, bt_getid(set->page->right));
1380                 bt_unpinpool (set->pool);
1381                 reuse = 1;
1382         } else {
1383                 new_page = bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right);
1384                 bt_putid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right, new_page+1);
1385                 reuse = 0;
1386         }
1387 #ifdef unix
1388         if ( pwrite(bt->mgr->idx, page, bt->mgr->page_size, new_page << bt->mgr->page_bits) < bt->mgr->page_size )
1389                 return bt->err = BTERR_wrt, 0;
1390
1391         // if writing first page of pool block, zero last page in the block
1392
1393         if ( !reuse && bt->mgr->poolmask > 0 && (new_page & bt->mgr->poolmask) == 0 )
1394         {
1395                 // use zero buffer to write zeros
1396                 if ( pwrite(bt->mgr->idx,bt->zero, bt->mgr->page_size, (new_page | bt->mgr->poolmask) << bt->mgr->page_bits) < bt->mgr->page_size )
1397                         return bt->err = BTERR_wrt, 0;
1398         }
1399 #else
1400         //      bring new page into pool and copy page.
1401         //      this will extend the file into the new pages.
1402
1403         if( set->pool = bt_pinpool (bt, new_page) )
1404                 set->page = bt_page (bt, set->pool, new_page);
1405         else
1406                 return 0;
1407
1408         memcpy(set->page, page, bt->mgr->page_size);
1409         bt_unpinpool (set->pool);
1410 #endif
1411         // unlock allocation latch and return new page no
1412
1413         bt_spinreleasewrite(bt->mgr->latchmgr->lock, 0);
1414         return new_page;
1415 }
1416
1417 //  find slot in page for given key at a given level
1418
1419 int bt_findslot (BtPageSet *set, unsigned char *key, uint len)
1420 {
1421 uint diff, higher = set->page->cnt, low = 1, slot;
1422 uint good = 0;
1423
1424         //        make stopper key an infinite fence value
1425
1426         if( bt_getid (set->page->right) )
1427                 higher++;
1428         else
1429                 good++;
1430
1431         //      low is the lowest candidate.
1432         //  loop ends when they meet
1433
1434         //  higher is already
1435         //      tested as .ge. the passed key.
1436
1437         while( diff = higher - low ) {
1438                 slot = low + ( diff >> 1 );
1439                 if( keycmp (keyptr(set->page, slot), key, len) < 0 )
1440                         low = slot + 1;
1441                 else
1442                         higher = slot, good++;
1443         }
1444
1445         //      return zero if key is on right link page
1446
1447         return good ? higher : 0;
1448 }
1449
1450 //  find and load page at given level for given key
1451 //      leave page rd or wr locked as requested
1452
1453 int bt_loadpage (BtDb *bt, BtPageSet *set, unsigned char *key, uint len, uint lvl, BtLock lock)
1454 {
1455 uid page_no = ROOT_page, prevpage = 0;
1456 uint drill = 0xff, slot;
1457 BtLatchSet *prevlatch;
1458 uint mode, prevmode;
1459 BtPool *prevpool;
1460
1461   //  start at root of btree and drill down
1462
1463   do {
1464         // determine lock mode of drill level
1465         mode = (drill == lvl) ? lock : BtLockRead; 
1466
1467         set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
1468         set->page_no = page_no;
1469
1470         // pin page contents
1471
1472         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
1473                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
1474         else
1475                 return 0;
1476
1477         // obtain access lock using lock chaining with Access mode
1478
1479         if( page_no > ROOT_page )
1480           bt_lockpage(BtLockAccess, set->latch);
1481
1482         //      release & unpin parent page
1483
1484         if( prevpage ) {
1485           bt_unlockpage(prevmode, prevlatch);
1486           bt_unpinlatch (prevlatch);
1487           bt_unpinpool (prevpool);
1488           prevpage = 0;
1489         }
1490
1491         // obtain read lock using lock chaining
1492
1493         bt_lockpage(mode, set->latch);
1494
1495         if( set->page->free )
1496                 return bt->err = BTERR_struct, 0;
1497
1498         if( page_no > ROOT_page )
1499           bt_unlockpage(BtLockAccess, set->latch);
1500
1501         // re-read and re-lock root after determining actual level of root
1502
1503         if( set->page->lvl != drill) {
1504                 if ( set->page_no != ROOT_page )
1505                         return bt->err = BTERR_struct, 0;
1506                         
1507                 drill = set->page->lvl;
1508
1509                 if( lock != BtLockRead && drill == lvl ) {
1510                   bt_unlockpage(mode, set->latch);
1511                   bt_unpinlatch (set->latch);
1512                   bt_unpinpool (set->pool);
1513                   continue;
1514                 }
1515         }
1516
1517         prevpage = set->page_no;
1518         prevlatch = set->latch;
1519         prevpool = set->pool;
1520         prevmode = mode;
1521
1522         //  find key on page at this level
1523         //  and descend to requested level
1524
1525         if( !set->page->kill )
1526          if( slot = bt_findslot (set, key, len) ) {
1527           if( drill == lvl )
1528                 return slot;
1529
1530           while( slotptr(set->page, slot)->dead )
1531                 if( slot++ < set->page->cnt )
1532                         continue;
1533                 else
1534                         goto slideright;
1535
1536           page_no = bt_getid(slotptr(set->page, slot)->id);
1537           drill--;
1538           continue;
1539          }
1540
1541         //  or slide right into next page
1542
1543 slideright:
1544         page_no = bt_getid(set->page->right);
1545
1546   } while( page_no );
1547
1548   // return error on end of right chain
1549
1550   bt->err = BTERR_struct;
1551   return 0;     // return error
1552 }
1553
1554 //      return page to free list
1555 //      page must be delete & write locked
1556
1557 void bt_freepage (BtDb *bt, BtPageSet *set)
1558 {
1559         //      lock allocation page
1560
1561         bt_spinwritelock (bt->mgr->latchmgr->lock, 0);
1562
1563         //      store chain in second right
1564         bt_putid(set->page->right, bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc[1].right));
1565         bt_putid(bt->mgr->latchmgr->alloc[1].right, set->page_no);
1566         set->page->free = 1;
1567
1568         // unlock released page
1569
1570         bt_unlockpage (BtLockDelete, set->latch);
1571         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1572         bt_unpinlatch (set->latch);
1573         bt_unpinpool (set->pool);
1574
1575         // unlock allocation page
1576
1577         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->lock, 0);
1578 }
1579
1580 //      a fence key was deleted from a page
1581 //      push new fence value upwards
1582
1583 BTERR bt_fixfence (BtDb *bt, BtPageSet *set, uint lvl)
1584 {
1585 unsigned char leftkey[256], rightkey[256];
1586 uid page_no;
1587 BtKey ptr;
1588 uint idx;
1589
1590         //      remove the old fence value
1591
1592         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1593         memcpy (rightkey, ptr, ptr->len + 1);
1594
1595         memset (slotptr(set->page, set->page->cnt--), 0, sizeof(BtSlot));
1596         set->page->dirty = 1;
1597
1598         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1599         memcpy (leftkey, ptr, ptr->len + 1);
1600         page_no = set->page_no;
1601
1602         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1603
1604         //      insert new (now smaller) fence key
1605
1606         if( bt_insertkey (bt, leftkey+1, *leftkey, lvl+1, page_no, time(NULL)) )
1607           return bt->err;
1608
1609         //      now delete old fence key
1610
1611         if( bt_deletekey (bt, rightkey+1, *rightkey, lvl+1) )
1612                 return bt->err;
1613
1614         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
1615         bt_unpinlatch(set->latch);
1616         bt_unpinpool (set->pool);
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 //      root has a single child
1621 //      collapse a level from the tree
1622
1623 BTERR bt_collapseroot (BtDb *bt, BtPageSet *root)
1624 {
1625 BtPageSet child[1];
1626 uint idx;
1627
1628   // find the child entry and promote as new root contents
1629
1630   do {
1631         for( idx = 0; idx++ < root->page->cnt; )
1632           if( !slotptr(root->page, idx)->dead )
1633                 break;
1634
1635         child->page_no = bt_getid (slotptr(root->page, idx)->id);
1636
1637         child->latch = bt_pinlatch (bt, child->page_no);
1638         bt_lockpage (BtLockDelete, child->latch);
1639         bt_lockpage (BtLockWrite, child->latch);
1640
1641         if( child->pool = bt_pinpool (bt, child->page_no) )
1642                 child->page = bt_page (bt, child->pool, child->page_no);
1643         else
1644                 return bt->err;
1645
1646         memcpy (root->page, child->page, bt->mgr->page_size);
1647         bt_freepage (bt, child);
1648
1649   } while( root->page->lvl > 1 && root->page->act == 1 );
1650
1651   bt_unlockpage (BtLockParentWrt, root->latch);
1652   bt_unpinlatch (root->latch);
1653   bt_unpinpool (root->pool);
1654   return 0;
1655 }
1656
1657 //  find and delete key on page by marking delete flag bit
1658 //  if page becomes empty, delete it from the btree
1659
1660 BTERR bt_deletekey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl)
1661 {
1662 unsigned char lowerfence[256], higherfence[256];
1663 uint slot, idx, dirty = 0, fence, found;
1664 BtPageSet set[1], right[1];
1665 BtKey ptr;
1666
1667         if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, lvl, BtLockParentWrt) )
1668                 ptr = keyptr(set->page, slot);
1669         else
1670                 return bt->err;
1671
1672         //      are we deleting a fence slot?
1673
1674         fence = slot == set->page->cnt;
1675
1676         // if key is found delete it, otherwise ignore request
1677
1678         if( found = !keycmp (ptr, key, len) )
1679           if( found = slotptr(set->page, slot)->dead == 0 ) {
1680                 dirty = slotptr(set->page, slot)->dead = 1;
1681                 set->page->dirty = 1;
1682                 set->page->act--;
1683
1684                 // collapse empty slots
1685
1686                 while( idx = set->page->cnt - 1 )
1687                   if( slotptr(set->page, idx)->dead ) {
1688                         *slotptr(set->page, idx) = *slotptr(set->page, idx + 1);
1689                         memset (slotptr(set->page, set->page->cnt--), 0, sizeof(BtSlot));
1690                   } else
1691                         break;
1692           }
1693
1694         //      did we delete a fence key in an upper level?
1695
1696         if( dirty && lvl && set->page->act && fence )
1697           if( bt_fixfence (bt, set, lvl) )
1698                 return bt->err;
1699           else
1700                 return bt->found = found, 0;
1701
1702         //      is this a collapsed root?
1703
1704         if( lvl > 1 && set->page_no == ROOT_page && set->page->act == 1 )
1705           if( bt_collapseroot (bt, set) )
1706                 return bt->err;
1707           else
1708                 return bt->found = found, 0;
1709
1710         //      return if page is not empty
1711
1712         if( set->page->act ) {
1713                 bt_unlockpage(BtLockParentWrt, set->latch);
1714                 bt_unpinlatch (set->latch);
1715                 bt_unpinpool (set->pool);
1716                 return bt->found = found, 0;
1717         }
1718
1719         //      cache copy of fence key
1720         //      to post in parent
1721
1722         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1723         memcpy (lowerfence, ptr, ptr->len + 1);
1724
1725         //      obtain lock on right page
1726
1727         right->page_no = bt_getid(set->page->right);
1728         right->latch = bt_pinlatch (bt, right->page_no);
1729         bt_lockpage (BtLockParentWrt, right->latch);
1730
1731         // pin page contents
1732
1733         if( right->pool = bt_pinpool (bt, right->page_no) )
1734                 right->page = bt_page (bt, right->pool, right->page_no);
1735         else
1736                 return 0;
1737
1738         if( right->page->kill )
1739                 return bt->err = BTERR_struct;
1740
1741         // pull contents of right peer into our empty page
1742
1743         memcpy (set->page, right->page, bt->mgr->page_size);
1744
1745         // cache copy of key to update
1746
1747         ptr = keyptr(right->page, right->page->cnt);
1748         memcpy (higherfence, ptr, ptr->len + 1);
1749
1750         // mark right page deleted and point it to left page
1751         //      until we can post parent updates
1752
1753         bt_putid (right->page->right, set->page_no);
1754         right->page->kill = 1;
1755
1756         bt_unlockpage (BtLockWrite, right->latch);
1757         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1758
1759         // redirect higher key directly to our new node contents
1760
1761         if( bt_insertkey (bt, higherfence+1, *higherfence, lvl+1, set->page_no, time(NULL)) )
1762           return bt->err;
1763
1764         //      delete old lower key to our node
1765
1766         if( bt_deletekey (bt, lowerfence+1, *lowerfence, lvl+1) )
1767           return bt->err;
1768
1769         //      obtain delete and write locks to right node
1770
1771         bt_unlockpage (BtLockParent, right->latch);
1772         bt_lockpage (BtLockDelete, right->latch);
1773         bt_lockpage (BtLockWrite, right->latch);
1774         bt_freepage (bt, right);
1775
1776         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
1777         bt_unpinlatch (set->latch);
1778         bt_unpinpool (set->pool);
1779         bt->found = found;
1780         return 0;
1781 }
1782
1783 //      find key in leaf level and return row-id
1784
1785 uid bt_findkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len)
1786 {
1787 BtPageSet set[1];
1788 uint  slot;
1789 uid id = 0;
1790 BtKey ptr;
1791
1792         if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, 0, BtLockRead) )
1793                 ptr = keyptr(set->page, slot);
1794         else
1795                 return 0;
1796
1797         // if key exists, return row-id
1798         //      otherwise return 0
1799
1800         if( slot <= set->page->cnt )
1801           if( !keycmp (ptr, key, len) )
1802                 id = bt_getid(slotptr(set->page,slot)->id);
1803
1804         bt_unlockpage (BtLockRead, set->latch);
1805         bt_unpinlatch (set->latch);
1806         bt_unpinpool (set->pool);
1807         return id;
1808 }
1809
1810 //      check page for space available,
1811 //      clean if necessary and return
1812 //      0 - page needs splitting
1813 //      >0  new slot value
1814
1815 uint bt_cleanpage(BtDb *bt, BtPage page, uint amt, uint slot)
1816 {
1817 uint nxt = bt->mgr->page_size;
1818 uint cnt = 0, idx = 0;
1819 uint max = page->cnt;
1820 uint newslot = max;
1821 BtKey key;
1822
1823         if( page->min >= (max+1) * sizeof(BtSlot) + sizeof(*page) + amt + 1 )
1824                 return slot;
1825
1826         //      skip cleanup if nothing to reclaim
1827
1828         if( !page->dirty )
1829                 return 0;
1830
1831         memcpy (bt->frame, page, bt->mgr->page_size);
1832
1833         // skip page info and set rest of page to zero
1834
1835         memset (page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*page));
1836         page->dirty = 0;
1837         page->act = 0;
1838
1839         // try cleaning up page first
1840         // by removing deleted keys
1841
1842         while( cnt++ < max ) {
1843                 if( cnt == slot )
1844                         newslot = idx + 1;
1845                 if( cnt < max && slotptr(bt->frame,cnt)->dead )
1846                         continue;
1847
1848                 // copy the key across
1849
1850                 key = keyptr(bt->frame, cnt);
1851                 nxt -= key->len + 1;
1852                 memcpy ((unsigned char *)page + nxt, key, key->len + 1);
1853
1854                 // copy slot
1855
1856                 memcpy(slotptr(page, ++idx)->id, slotptr(bt->frame, cnt)->id, BtId);
1857                 if( !(slotptr(page, idx)->dead = slotptr(bt->frame, cnt)->dead) )
1858                         page->act++;
1859                 slotptr(page, idx)->tod = slotptr(bt->frame, cnt)->tod;
1860                 slotptr(page, idx)->off = nxt;
1861         }
1862
1863         page->min = nxt;
1864         page->cnt = idx;
1865
1866         //      see if page has enough space now, or does it need splitting?
1867
1868         if( page->min >= (idx+1) * sizeof(BtSlot) + sizeof(*page) + amt + 1 )
1869                 return newslot;
1870
1871         return 0;
1872 }
1873
1874 // split the root and raise the height of the btree
1875
1876 BTERR bt_splitroot(BtDb *bt, BtPageSet *root, unsigned char *leftkey, uid page_no2)
1877 {
1878 uint nxt = bt->mgr->page_size;
1879 uid left;
1880
1881         //  Obtain an empty page to use, and copy the current
1882         //  root contents into it, e.g. lower keys
1883
1884         if( !(left = bt_newpage(bt, root->page)) )
1885                 return bt->err;
1886
1887         // preserve the page info at the bottom
1888         // of higher keys and set rest to zero
1889
1890         memset(root->page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*root->page));
1891
1892         // insert lower keys page fence key on newroot page as first key
1893
1894         nxt -= *leftkey + 1;
1895         memcpy ((unsigned char *)root->page + nxt, leftkey, *leftkey + 1);
1896         bt_putid(slotptr(root->page, 1)->id, left);
1897         slotptr(root->page, 1)->off = nxt;
1898         
1899         // insert stopper key on newroot page
1900         // and increase the root height
1901
1902         nxt -= 3;
1903         ((unsigned char *)root->page)[nxt] = 2;
1904         ((unsigned char *)root->page)[nxt+1] = 0xff;
1905         ((unsigned char *)root->page)[nxt+2] = 0xff;
1906         bt_putid(slotptr(root->page, 2)->id, page_no2);
1907         slotptr(root->page, 2)->off = nxt;
1908
1909         bt_putid(root->page->right, 0);
1910         root->page->min = nxt;          // reset lowest used offset and key count
1911         root->page->cnt = 2;
1912         root->page->act = 2;
1913         root->page->lvl++;
1914
1915         // release and unpin root
1916
1917         bt_unlockpage(BtLockWrite, root->latch);
1918         bt_unpinlatch (root->latch);
1919         bt_unpinpool (root->pool);
1920         return 0;
1921 }
1922
1923 //  split already locked full node
1924 //      return unlocked.
1925
1926 BTERR bt_splitpage (BtDb *bt, BtPageSet *set)
1927 {
1928 uint cnt = 0, idx = 0, max, nxt = bt->mgr->page_size;
1929 unsigned char fencekey[256];
1930 uint lvl = set->page->lvl;
1931 uid right;
1932 BtKey key;
1933 uint prev;
1934
1935         //  split higher half of keys to bt->frame
1936
1937         memset (bt->frame, 0, bt->mgr->page_size);
1938         max = set->page->cnt;
1939         cnt = max / 2;
1940         idx = 0;
1941
1942         while( cnt++ < max ) {
1943                 key = keyptr(set->page, cnt);
1944                 nxt -= key->len + 1;
1945                 memcpy ((unsigned char *)bt->frame + nxt, key, key->len + 1);
1946
1947                 memcpy(slotptr(bt->frame,++idx)->id, slotptr(set->page,cnt)->id, BtId);
1948                 if( !(slotptr(bt->frame, idx)->dead = slotptr(set->page, cnt)->dead) )
1949                         bt->frame->act++;
1950                 slotptr(bt->frame, idx)->tod = slotptr(set->page, cnt)->tod;
1951                 slotptr(bt->frame, idx)->off = nxt;
1952         }
1953
1954         bt->frame->bits = bt->mgr->page_bits;
1955         bt->frame->min = nxt;
1956         bt->frame->cnt = idx;
1957         bt->frame->lvl = lvl;
1958
1959         // link right node
1960
1961         if( set->page_no > ROOT_page )
1962                 memcpy (bt->frame->right, set->page->right, BtId);
1963
1964         //      get new free page and write higher keys to it.
1965
1966         if( !(right = bt_newpage(bt, bt->frame)) )
1967                 return bt->err;
1968
1969         //      update lower keys to continue in old page
1970
1971         memcpy (bt->frame, set->page, bt->mgr->page_size);
1972         memset (set->page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*set->page));
1973         nxt = bt->mgr->page_size;
1974         set->page->posted = 0;
1975         set->page->dirty = 0;
1976         set->page->act = 0;
1977         cnt = 0;
1978         idx = 0;
1979
1980         //  assemble page of smaller keys
1981
1982         while( cnt++ < max / 2 ) {
1983                 key = keyptr(bt->frame, cnt);
1984                 nxt -= key->len + 1;
1985                 memcpy ((unsigned char *)set->page + nxt, key, key->len + 1);
1986                 memcpy(slotptr(set->page,++idx)->id, slotptr(bt->frame,cnt)->id, BtId);
1987                 slotptr(set->page, idx)->tod = slotptr(bt->frame, cnt)->tod;
1988                 slotptr(set->page, idx)->off = nxt;
1989                 set->page->act++;
1990         }
1991
1992         // remember fence key for smaller page
1993
1994         memcpy(fencekey, key, key->len + 1);
1995         bt_putid(set->page->right, right);
1996         set->page->min = nxt;
1997         set->page->cnt = idx;
1998
1999         // if current page is the root page, split it
2000
2001         if( set->page_no == ROOT_page )
2002                 return bt_splitroot (bt, set, fencekey, right);
2003
2004         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2005         right = 0;
2006
2007         // insert new fences in their parent pages
2008
2009         while( 1 ) {
2010                 bt_lockpage (BtLockParent, set->latch);
2011                 bt_lockpage (BtLockWrite, set->latch);
2012
2013                 key = keyptr (set->page, set->page->cnt);
2014                 memcpy (fencekey, key, key->len + 1);
2015                 prev = set->page->posted;
2016
2017                 if( right && prev ) {
2018                         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
2019                         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2020                         bt_unpinlatch (set->latch);
2021                         bt_unpinpool (set->pool);
2022                         return 0;
2023                 }
2024
2025                 right = bt_getid (set->page->right);
2026                 set->page->posted = 1;
2027
2028                 bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2029
2030                 // insert new fence for reformulated left block of smaller keys
2031
2032                 if( !prev )
2033                   if( bt_insertkey (bt, fencekey+1, *fencekey, lvl+1, set->page_no, time(NULL)) )
2034                         return bt->err;
2035
2036                 bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
2037                 bt_unpinlatch (set->latch);
2038                 bt_unpinpool (set->pool);
2039
2040                 if( !(set->page_no = right) )
2041                         break;
2042
2043                 set->latch = bt_pinlatch (bt, right);
2044
2045                 if( set->pool = bt_pinpool (bt, right) )
2046                         set->page = bt_page (bt, set->pool, right);
2047                 else
2048                         return bt->err;
2049         }
2050
2051         return 0;
2052 }
2053
2054 //  Insert new key into the btree at given level.
2055
2056 BTERR bt_insertkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl, uid id, uint tod)
2057 {
2058 BtPageSet set[1];
2059 uint slot, idx;
2060 BtKey ptr;
2061
2062         while( 1 ) {
2063                 if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, lvl, BtLockWrite) )
2064                         ptr = keyptr(set->page, slot);
2065                 else
2066                 {
2067                         if ( !bt->err )
2068                                 bt->err = BTERR_ovflw;
2069                         return bt->err;
2070                 }
2071
2072                 // if key already exists, update id and return
2073
2074                 if( !keycmp (ptr, key, len) ) {
2075                         if( slotptr(set->page, slot)->dead )
2076                                 set->page->act++;
2077                         slotptr(set->page, slot)->dead = 0;
2078                         slotptr(set->page, slot)->tod = tod;
2079                         bt_putid(slotptr(set->page,slot)->id, id);
2080                         bt_unlockpage(BtLockWrite, set->latch);
2081                         bt_unpinlatch (set->latch);
2082                         bt_unpinpool (set->pool);
2083                         return 0;
2084                 }
2085
2086                 // check if page has enough space
2087
2088                 if( slot = bt_cleanpage (bt, set->page, len, slot) )
2089                         break;
2090
2091                 if( bt_splitpage (bt, set) )
2092                         return bt->err;
2093         }
2094
2095         // calculate next available slot and copy key into page
2096
2097         set->page->min -= len + 1; // reset lowest used offset
2098         ((unsigned char *)set->page)[set->page->min] = len;
2099         memcpy ((unsigned char *)set->page + set->page->min +1, key, len );
2100
2101         for( idx = slot; idx < set->page->cnt; idx++ )
2102           if( slotptr(set->page, idx)->dead )
2103                 break;
2104
2105         // now insert key into array before slot
2106
2107         if( idx == set->page->cnt )
2108                 idx++, set->page->cnt++;
2109
2110         set->page->act++;
2111
2112         while( idx > slot )
2113                 *slotptr(set->page, idx) = *slotptr(set->page, idx -1), idx--;
2114
2115         bt_putid(slotptr(set->page,slot)->id, id);
2116         slotptr(set->page, slot)->off = set->page->min;
2117         slotptr(set->page, slot)->tod = tod;
2118         slotptr(set->page, slot)->dead = 0;
2119
2120         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2121         bt_unpinlatch (set->latch);
2122         bt_unpinpool (set->pool);
2123         return 0;
2124 }
2125
2126 //  cache page of keys into cursor and return starting slot for given key
2127
2128 uint bt_startkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len)
2129 {
2130 BtPageSet set[1];
2131 uint slot;
2132
2133         // cache page for retrieval
2134
2135         if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, 0, BtLockRead) )
2136           memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2137         else
2138           return 0;
2139
2140         bt->cursor_page = set->page_no;
2141
2142         bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2143         bt_unpinlatch (set->latch);
2144         bt_unpinpool (set->pool);
2145         return slot;
2146 }
2147
2148 //  return next slot for cursor page
2149 //  or slide cursor right into next page
2150
2151 uint bt_nextkey (BtDb *bt, uint slot)
2152 {
2153 BtPageSet set[1];
2154 uid right;
2155
2156   do {
2157         right = bt_getid(bt->cursor->right);
2158
2159         while( slot++ < bt->cursor->cnt )
2160           if( slotptr(bt->cursor,slot)->dead )
2161                 continue;
2162           else if( right || (slot < bt->cursor->cnt) ) // skip infinite stopper
2163                 return slot;
2164           else
2165                 break;
2166
2167         if( !right )
2168                 break;
2169
2170         bt->cursor_page = right;
2171
2172         if( set->pool = bt_pinpool (bt, right) )
2173                 set->page = bt_page (bt, set->pool, right);
2174         else
2175                 return 0;
2176
2177         set->latch = bt_pinlatch (bt, right);
2178     bt_lockpage(BtLockRead, set->latch);
2179
2180         memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2181
2182         bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2183         bt_unpinlatch (set->latch);
2184         bt_unpinpool (set->pool);
2185         slot = 0;
2186
2187   } while( 1 );
2188
2189   return bt->err = 0;
2190 }
2191
2192 BtKey bt_key(BtDb *bt, uint slot)
2193 {
2194         return keyptr(bt->cursor, slot);
2195 }
2196
2197 uid bt_uid(BtDb *bt, uint slot)
2198 {
2199         return bt_getid(slotptr(bt->cursor,slot)->id);
2200 }
2201
2202 uint bt_tod(BtDb *bt, uint slot)
2203 {
2204         return slotptr(bt->cursor,slot)->tod;
2205 }
2206
2207
2208 #ifdef STANDALONE
2209
2210 void bt_latchaudit (BtDb *bt)
2211 {
2212 ushort idx, hashidx;
2213 uid next, page_no;
2214 BtLatchSet *latch;
2215 BtPool *pool;
2216 BtPage page;
2217 BtKey ptr;
2218
2219 #ifdef unix
2220         for( idx = 1; idx < bt->mgr->latchmgr->latchdeployed; idx++ ) {
2221                 latch = bt->mgr->latchsets + idx;
2222                 if( *(uint *)latch->readwr ) {
2223                         fprintf(stderr, "latchset %d r/w locked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2224                         *(uint *)latch->readwr = 0;
2225                 }
2226                 if( *(uint *)latch->access ) {
2227                         fprintf(stderr, "latchset %d access locked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2228                         *(uint *)latch->access = 0;
2229                 }
2230                 if( *(uint *)latch->parent ) {
2231                         fprintf(stderr, "latchset %d parent locked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2232                         *(uint *)latch->parent = 0;
2233                 }
2234                 if( *(uint *)latch->busy ) {
2235                         fprintf(stderr, "latchset %d busy locked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2236                         *(uint *)latch->parent = 0;
2237                 }
2238                 if( latch->pin ) {
2239                         fprintf(stderr, "latchset %d pinned for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2240                         latch->pin = 0;
2241                 }
2242         }
2243
2244         for( hashidx = 0; hashidx < bt->mgr->latchmgr->latchhash; hashidx++ ) {
2245           if( idx = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do {
2246                 latch = bt->mgr->latchsets + idx;
2247                 if( latch->hash != hashidx ) {
2248                         fprintf(stderr, "latchset %d wrong hashidx\n", idx);
2249                         latch->hash = hashidx;
2250                 }
2251           } while( idx = latch->next );
2252         }
2253
2254         next = bt->mgr->latchmgr->nlatchpage + LATCH_page;
2255         page_no = LEAF_page;
2256
2257         while( page_no < bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right) ) {
2258                 pread (bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, page_no << bt->mgr->page_bits);
2259                 if( !bt->frame->free )
2260                  for( idx = 0; idx++ < bt->frame->cnt - 1; ) {
2261                   ptr = keyptr(bt->frame, idx+1);
2262                   if( keycmp (keyptr(bt->frame, idx), ptr->key, ptr->len) >= 0 )
2263                         fprintf(stderr, "page %.8x idx %.2x out of order\n", page_no, idx);
2264                  }
2265
2266                 if( page_no > LEAF_page )
2267                         next = page_no + 1;
2268                 page_no = next;
2269         }
2270 #endif
2271 }
2272
2273 typedef struct {
2274         char type, idx;
2275         char *infile;
2276         BtMgr *mgr;
2277         int num;
2278 } ThreadArg;
2279
2280 //  standalone program to index file of keys
2281 //  then list them onto std-out
2282
2283 #ifdef unix
2284 void *index_file (void *arg)
2285 #else
2286 uint __stdcall index_file (void *arg)
2287 #endif
2288 {
2289 int line = 0, found = 0, cnt = 0;
2290 uid next, page_no = LEAF_page;  // start on first page of leaves
2291 unsigned char key[256];
2292 ThreadArg *args = arg;
2293 int ch, len = 0, slot;
2294 BtPageSet set[1];
2295 time_t tod[1];
2296 BtKey ptr;
2297 BtDb *bt;
2298 FILE *in;
2299
2300         bt = bt_open (args->mgr);
2301         time (tod);
2302
2303         switch(args->type | 0x20)
2304         {
2305         case 'a':
2306                 fprintf(stderr, "started latch mgr audit\n");
2307                 bt_latchaudit (bt);
2308                 fprintf(stderr, "finished latch mgr audit\n");
2309                 break;
2310
2311         case 'w':
2312                 fprintf(stderr, "started indexing for %s\n", args->infile);
2313                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2314                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2315                         if( ch == '\n' )
2316                         {
2317                           line++;
2318
2319                           if( args->num == 1 )
2320                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2321
2322                           else if( args->num )
2323                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2324
2325                           if( bt_insertkey (bt, key, len, 0, line, *tod) )
2326                                 fprintf(stderr, "Error %d Line: %d\n", bt->err, line), exit(0);
2327                           len = 0;
2328                         }
2329                         else if( len < 255 )
2330                                 key[len++] = ch;
2331                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys\n", args->infile, line);
2332                 break;
2333
2334         case 'd':
2335                 fprintf(stderr, "started deleting keys for %s\n", args->infile);
2336                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2337                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2338                         if( ch == '\n' )
2339                         {
2340                           line++;
2341                           if( args->num == 1 )
2342                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2343
2344                           else if( args->num )
2345                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2346
2347                           if( bt_deletekey (bt, key, len, 0) )
2348                                 fprintf(stderr, "Error %d Line: %d\n", bt->err, line), exit(0);
2349                           len = 0;
2350                         }
2351                         else if( len < 255 )
2352                                 key[len++] = ch;
2353                 fprintf(stderr, "finished %s for keys, %d \n", args->infile, line);
2354                 break;
2355
2356         case 'f':
2357                 fprintf(stderr, "started finding keys for %s\n", args->infile);
2358                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2359                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2360                         if( ch == '\n' )
2361                         {
2362                           line++;
2363                           if( args->num == 1 )
2364                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2365
2366                           else if( args->num )
2367                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2368
2369                           if( bt_findkey (bt, key, len) )
2370                                 found++;
2371                           else if( bt->err )
2372                                 fprintf(stderr, "Error %d Syserr %d Line: %d\n", bt->err, errno, line), exit(0);
2373                           else
2374                                 fprintf(stderr, "Unable to find key %.*s line %d\n", len, key, line);
2375                           len = 0;
2376                         }
2377                         else if( len < 255 )
2378                                 key[len++] = ch;
2379                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys, found %d\n", args->infile, line, found);
2380                 break;
2381
2382         case 's':
2383                 fprintf(stderr, "started scanning\n");
2384                 do {
2385                         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
2386                                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
2387                         else
2388                                 break;
2389                         set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
2390                         bt_lockpage (BtLockRead, set->latch);
2391                         next = bt_getid (set->page->right);
2392                         cnt += set->page->act;
2393
2394                         for( slot = 0; slot++ < set->page->cnt; )
2395                          if( next || slot < set->page->cnt )
2396                           if( !slotptr(set->page, slot)->dead ) {
2397                                 ptr = keyptr(set->page, slot);
2398                                 fwrite (ptr->key, ptr->len, 1, stdout);
2399                                 fputc ('\n', stdout);
2400                           }
2401
2402                         bt_unlockpage (BtLockRead, set->latch);
2403                         bt_unpinlatch (set->latch);
2404                         bt_unpinpool (set->pool);
2405                 } while( page_no = next );
2406
2407                 cnt--;  // remove stopper key
2408                 fprintf(stderr, " Total keys read %d\n", cnt);
2409                 break;
2410
2411         case 'c':
2412                 fprintf(stderr, "started counting\n");
2413                 next = bt->mgr->latchmgr->nlatchpage + LATCH_page;
2414                 page_no = LEAF_page;
2415
2416                 while( page_no < bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right) ) {
2417                         pread (bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, page_no << bt->mgr->page_bits);
2418                         if( !bt->frame->free && !bt->frame->lvl )
2419                                 cnt += bt->frame->act;
2420                         if( page_no > LEAF_page )
2421                                 next = page_no + 1;
2422                         page_no = next;
2423                 }
2424                 
2425                 cnt--;  // remove stopper key
2426                 fprintf(stderr, " Total keys read %d\n", cnt);
2427                 break;
2428         }
2429
2430         bt_close (bt);
2431 #ifdef unix
2432         return NULL;
2433 #else
2434         return 0;
2435 #endif
2436 }
2437
2438 typedef struct timeval timer;
2439
2440 int main (int argc, char **argv)
2441 {
2442 int idx, cnt, len, slot, err;
2443 int segsize, bits = 16;
2444 #ifdef unix
2445 pthread_t *threads;
2446 timer start, stop;
2447 #else
2448 time_t start[1], stop[1];
2449 HANDLE *threads;
2450 #endif
2451 double real_time;
2452 ThreadArg *args;
2453 uint poolsize = 0;
2454 int num = 0;
2455 char key[1];
2456 BtMgr *mgr;
2457 BtKey ptr;
2458 BtDb *bt;
2459
2460         if( argc < 3 ) {
2461                 fprintf (stderr, "Usage: %s idx_file Read/Write/Scan/Delete/Find [page_bits mapped_segments seg_bits line_numbers src_file1 src_file2 ... ]\n", argv[0]);
2462                 fprintf (stderr, "  where page_bits is the page size in bits\n");
2463                 fprintf (stderr, "  mapped_segments is the number of mmap segments in buffer pool\n");
2464                 fprintf (stderr, "  seg_bits is the size of individual segments in buffer pool in pages in bits\n");
2465                 fprintf (stderr, "  line_numbers = 1 to append line numbers to keys\n");
2466                 fprintf (stderr, "  src_file1 thru src_filen are files of keys separated by newline\n");
2467                 exit(0);
2468         }
2469
2470 #ifdef unix
2471         gettimeofday(&start, NULL);
2472 #else
2473         time(start);
2474 #endif
2475
2476         if( argc > 3 )
2477                 bits = atoi(argv[3]);
2478
2479         if( argc > 4 )
2480                 poolsize = atoi(argv[4]);
2481
2482         if( !poolsize )
2483                 fprintf (stderr, "Warning: no mapped_pool\n");
2484
2485         if( poolsize > 65535 )
2486                 fprintf (stderr, "Warning: mapped_pool > 65535 segments\n");
2487
2488         if( argc > 5 )
2489                 segsize = atoi(argv[5]);
2490         else
2491                 segsize = 4;    // 16 pages per mmap segment
2492
2493         if( argc > 6 )
2494                 num = atoi(argv[6]);
2495
2496         cnt = argc - 7;
2497 #ifdef unix
2498         threads = malloc (cnt * sizeof(pthread_t));
2499 #else
2500         threads = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, cnt * sizeof(HANDLE));
2501 #endif
2502         args = malloc (cnt * sizeof(ThreadArg));
2503
2504         mgr = bt_mgr ((argv[1]), BT_rw, bits, poolsize, segsize, poolsize / 8);
2505
2506         if( !mgr ) {
2507                 fprintf(stderr, "Index Open Error %s\n", argv[1]);
2508                 exit (1);
2509         }
2510
2511         //      fire off threads
2512
2513         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ ) {
2514                 args[idx].infile = argv[idx + 7];
2515                 args[idx].type = argv[2][0];
2516                 args[idx].mgr = mgr;
2517                 args[idx].num = num;
2518                 args[idx].idx = idx;
2519 #ifdef unix
2520                 if( err = pthread_create (threads + idx, NULL, index_file, args + idx) )
2521                         fprintf(stderr, "Error creating thread %d\n", err);
2522 #else
2523                 threads[idx] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 65536, index_file, args + idx, 0, NULL);
2524 #endif
2525         }
2526
2527         //      wait for termination
2528
2529 #ifdef unix
2530         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ )
2531                 pthread_join (threads[idx], NULL);
2532         gettimeofday(&stop, NULL);
2533         real_time = 1000.0 * ( stop.tv_sec - start.tv_sec ) + 0.001 * (stop.tv_usec - start.tv_usec );
2534 #else
2535         WaitForMultipleObjects (cnt, threads, TRUE, INFINITE);
2536
2537         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ )
2538                 CloseHandle(threads[idx]);
2539
2540         time (stop);
2541         real_time = 1000 * (*stop - *start);
2542 #endif
2543         fprintf(stderr, " Time to complete: %.2f seconds\n", real_time/1000);
2544         bt_mgrclose (mgr);
2545 }
2546
2547 #endif  //STANDALONE