]> pd.if.org Git - btree/blob - threadskv5.c
Fix bug in bt_mgr to create a new btree file on file-systems.
[btree] / threadskv5.c
1 // btree version threadskv5 sched_yield version
2 //      with reworked bt_deletekey code,
3 //      phase-fair reader writer lock,
4 //      librarian page split code,
5 //      duplicate key management
6 //      and bi-directional cursors
7
8 // 09 SEP 2014
9
10 // author: karl malbrain, malbrain@cal.berkeley.edu
11
12 /*
13 This work, including the source code, documentation
14 and related data, is placed into the public domain.
15
16 The orginal author is Karl Malbrain.
17
18 THIS SOFTWARE IS PROVIDED AS-IS WITHOUT WARRANTY
19 OF ANY KIND, NOT EVEN THE IMPLIED WARRANTY OF
20 MERCHANTABILITY. THE AUTHOR OF THIS SOFTWARE,
21 ASSUMES _NO_ RESPONSIBILITY FOR ANY CONSEQUENCE
22 RESULTING FROM THE USE, MODIFICATION, OR
23 REDISTRIBUTION OF THIS SOFTWARE.
24 */
25
26 // Please see the project home page for documentation
27 // code.google.com/p/high-concurrency-btree
28
29 #define _FILE_OFFSET_BITS 64
30 #define _LARGEFILE64_SOURCE
31
32 #ifdef linux
33 #define _GNU_SOURCE
34 #endif
35
36 #ifdef unix
37 #include <unistd.h>
38 #include <stdio.h>
39 #include <stdlib.h>
40 #include <fcntl.h>
41 #include <sys/time.h>
42 #include <sys/mman.h>
43 #include <errno.h>
44 #include <pthread.h>
45 #else
46 #define WIN32_LEAN_AND_MEAN
47 #include <windows.h>
48 #include <stdio.h>
49 #include <stdlib.h>
50 #include <time.h>
51 #include <fcntl.h>
52 #include <process.h>
53 #include <intrin.h>
54 #endif
55
56 #include <memory.h>
57 #include <string.h>
58 #include <stddef.h>
59
60 typedef unsigned long long      uid;
61
62 #ifndef unix
63 typedef unsigned long long      off64_t;
64 typedef unsigned short          ushort;
65 typedef unsigned int            uint;
66 #endif
67
68 #define BT_latchtable   128                                     // number of latch manager slots
69
70 #define BT_ro 0x6f72    // ro
71 #define BT_rw 0x7772    // rw
72
73 #define BT_maxbits              24                                      // maximum page size in bits
74 #define BT_minbits              9                                       // minimum page size in bits
75 #define BT_minpage              (1 << BT_minbits)       // minimum page size
76 #define BT_maxpage              (1 << BT_maxbits)       // maximum page size
77
78 /*
79 There are five lock types for each node in three independent sets: 
80 1. (set 1) AccessIntent: Sharable. Going to Read the node. Incompatible with NodeDelete. 
81 2. (set 1) NodeDelete: Exclusive. About to release the node. Incompatible with AccessIntent. 
82 3. (set 2) ReadLock: Sharable. Read the node. Incompatible with WriteLock. 
83 4. (set 2) WriteLock: Exclusive. Modify the node. Incompatible with ReadLock and other WriteLocks. 
84 5. (set 3) ParentModification: Exclusive. Change the node's parent keys. Incompatible with another ParentModification. 
85 */
86
87 typedef enum{
88         BtLockAccess,
89         BtLockDelete,
90         BtLockRead,
91         BtLockWrite,
92         BtLockParent
93 } BtLock;
94
95 //      definition for phase-fair reader/writer lock implementation
96
97 typedef struct {
98         ushort rin[1];
99         ushort rout[1];
100         ushort ticket[1];
101         ushort serving[1];
102 } RWLock;
103
104 #define PHID 0x1
105 #define PRES 0x2
106 #define MASK 0x3
107 #define RINC 0x4
108
109 //      definition for spin latch implementation
110
111 // exclusive is set for write access
112 // share is count of read accessors
113 // grant write lock when share == 0
114
115 volatile typedef struct {
116         ushort exclusive:1;
117         ushort pending:1;
118         ushort share:14;
119 } BtSpinLatch;
120
121 #define XCL 1
122 #define PEND 2
123 #define BOTH 3
124 #define SHARE 4
125
126 //  hash table entries
127
128 typedef struct {
129         BtSpinLatch latch[1];
130         volatile ushort slot;           // Latch table entry at head of chain
131 } BtHashEntry;
132
133 //      latch manager table structure
134
135 typedef struct {
136         RWLock readwr[1];               // read/write page lock
137         RWLock access[1];               // Access Intent/Page delete
138         RWLock parent[1];               // Posting of fence key in parent
139         BtSpinLatch busy[1];            // slot is being moved between chains
140         volatile ushort next;           // next entry in hash table chain
141         volatile ushort prev;           // prev entry in hash table chain
142         volatile ushort pin;            // number of outstanding locks
143         volatile ushort hash;           // hash slot entry is under
144         volatile uid page_no;           // latch set page number
145 } BtLatchSet;
146
147 //      Define the length of the page record numbers
148
149 #define BtId 6
150
151 //      Page key slot definition.
152
153 //      Keys are marked dead, but remain on the page until
154 //      it cleanup is called. The fence key (highest key) for
155 //      a leaf page is always present, even after cleanup.
156
157 //      Slot types
158
159 //      In addition to the Unique keys that occupy slots
160 //      there are Librarian and Duplicate key
161 //      slots occupying the key slot array.
162
163 //      The Librarian slots are dead keys that
164 //      serve as filler, available to add new Unique
165 //      or Dup slots that are inserted into the B-tree.
166
167 //      The Duplicate slots have had their key bytes extended
168 //      by 6 bytes to contain a binary duplicate key uniqueifier.
169
170 typedef enum {
171         Unique,
172         Librarian,
173         Duplicate
174 } BtSlotType;
175
176 typedef struct {
177         uint off:BT_maxbits;    // page offset for key start
178         uint type:3;                    // type of slot
179         uint dead:1;                    // set for deleted slot
180 } BtSlot;
181
182 //      The key structure occupies space at the upper end of
183 //      each page.  It's a length byte followed by the key
184 //      bytes.
185
186 typedef struct {
187         unsigned char len;              // this can be changed to a ushort or uint
188         unsigned char key[0];
189 } BtKey;
190
191 //      the value structure also occupies space at the upper
192 //      end of the page. Each key is immediately followed by a value.
193
194 typedef struct {
195         unsigned char len;              // this can be changed to a ushort or uint
196         unsigned char value[0];
197 } BtVal;
198
199 #define BT_maxkey       255             // maximum number of bytes in a key
200 #define BT_keyarray (BT_maxkey + sizeof(BtKey))
201
202 //      The first part of an index page.
203 //      It is immediately followed
204 //      by the BtSlot array of keys.
205
206 //      note that this structure size
207 //      must be a multiple of 8 bytes
208 //      in order to place dups correctly.
209
210 typedef struct BtPage_ {
211         uint cnt;                                       // count of keys in page
212         uint act;                                       // count of active keys
213         uint min;                                       // next key offset
214         uint garbage;                           // page garbage in bytes
215         unsigned char bits:7;           // page size in bits
216         unsigned char free:1;           // page is on free chain
217         unsigned char lvl:7;            // level of page
218         unsigned char kill:1;           // page is being deleted
219         unsigned char left[BtId];       // page number to left
220         unsigned char filler[2];        // padding to multiple of 8
221         unsigned char right[BtId];      // page number to right
222 } *BtPage;
223
224 //      The memory mapping pool table buffer manager entry
225
226 typedef struct {
227         uid  basepage;                          // mapped base page number
228         char *map;                                      // mapped memory pointer
229         ushort slot;                            // slot index in this array
230         ushort pin;                                     // mapped page pin counter
231         void *hashprev;                         // previous pool entry for the same hash idx
232         void *hashnext;                         // next pool entry for the same hash idx
233 #ifndef unix
234         HANDLE hmap;                            // Windows memory mapping handle
235 #endif
236 } BtPool;
237
238 #define CLOCK_bit 0x8000                // bit in pool->pin
239
240 //  The loadpage interface object
241
242 typedef struct {
243         uid page_no;            // current page number
244         BtPage page;            // current page pointer
245         BtPool *pool;           // current page pool
246         BtLatchSet *latch;      // current page latch set
247 } BtPageSet;
248
249 //      structure for latch manager on ALLOC_page
250
251 typedef struct {
252         struct BtPage_ alloc[1];        // next page_no in right ptr
253         unsigned long long dups[1];     // global duplicate key uniqueifier
254         unsigned char chain[BtId];      // head of free page_nos chain
255         BtSpinLatch lock[1];            // allocation area lite latch
256         ushort latchdeployed;           // highest number of latch entries deployed
257         ushort nlatchpage;                      // number of latch pages at BT_latch
258         ushort latchtotal;                      // number of page latch entries
259         ushort latchhash;                       // number of latch hash table slots
260         ushort latchvictim;                     // next latch entry to examine
261         BtHashEntry table[0];           // the hash table
262 } BtLatchMgr;
263
264 //      The object structure for Btree access
265
266 typedef struct {
267         uint page_size;                         // page size    
268         uint page_bits;                         // page size in bits    
269         uint seg_bits;                          // seg size in pages in bits
270         uint mode;                                      // read-write mode
271 #ifdef unix
272         int idx;
273 #else
274         HANDLE idx;
275 #endif
276         ushort poolcnt;                         // highest page pool node in use
277         ushort poolmax;                         // highest page pool node allocated
278         ushort poolmask;                        // total number of pages in mmap segment - 1
279         ushort hashsize;                        // size of Hash Table for pool entries
280         volatile uint evicted;          // last evicted hash table slot
281         ushort *hash;                           // pool index for hash entries
282         BtSpinLatch *latch;                     // latches for hash table slots
283         BtLatchMgr *latchmgr;           // mapped latch page from allocation page
284         BtLatchSet *latchsets;          // mapped latch set from latch pages
285         BtPool *pool;                           // memory pool page segments
286 #ifndef unix
287         HANDLE halloc;                          // allocation and latch table handle
288 #endif
289 } BtMgr;
290
291 typedef struct {
292         BtMgr *mgr;                             // buffer manager for thread
293         BtPage cursor;                  // cached frame for start/next (never mapped)
294         BtPage frame;                   // spare frame for the page split (never mapped)
295         uid cursor_page;                                // current cursor page number   
296         unsigned char *mem;                             // frame, cursor, page memory buffer
297         unsigned char key[BT_keyarray]; // last found complete key
298         int found;                              // last delete or insert was found
299         int err;                                // last error
300 } BtDb;
301
302 typedef enum {
303         BTERR_ok = 0,
304         BTERR_struct,
305         BTERR_ovflw,
306         BTERR_lock,
307         BTERR_map,
308         BTERR_wrt,
309         BTERR_hash
310 } BTERR;
311
312 // B-Tree functions
313 extern void bt_close (BtDb *bt);
314 extern BtDb *bt_open (BtMgr *mgr);
315 extern BTERR bt_insertkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl, void *value, uint vallen, uint update);
316 extern BTERR  bt_deletekey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl);
317 extern int bt_findkey    (BtDb *bt, unsigned char *key, uint keylen, unsigned char *value, uint valmax);
318 extern BtKey *bt_foundkey (BtDb *bt);
319 extern uint bt_startkey  (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len);
320 extern uint bt_nextkey   (BtDb *bt, uint slot);
321
322 //      manager functions
323 extern BtMgr *bt_mgr (char *name, uint mode, uint bits, uint poolsize, uint segsize, uint hashsize);
324 void bt_mgrclose (BtMgr *mgr);
325
326 //  Helper functions to return slot values
327 //      from the cursor page.
328
329 extern BtKey *bt_key (BtDb *bt, uint slot);
330 extern BtVal *bt_val (BtDb *bt, uint slot);
331
332 //  BTree page number constants
333 #define ALLOC_page              0       // allocation & latch manager hash table
334 #define ROOT_page               1       // root of the btree
335 #define LEAF_page               2       // first page of leaves
336 #define LATCH_page              3       // pages for latch manager
337
338 //      Number of levels to create in a new BTree
339
340 #define MIN_lvl                 2
341
342 //  The page is allocated from low and hi ends.
343 //  The key slots are allocated from the bottom,
344 //      while the text and value of the key
345 //  are allocated from the top.  When the two
346 //  areas meet, the page is split into two.
347
348 //  A key consists of a length byte, two bytes of
349 //  index number (0 - 65534), and up to 253 bytes
350 //  of key value.
351
352 //  Associated with each key is a value byte string
353 //      containing any value desired.
354
355 //  The b-tree root is always located at page 1.
356 //      The first leaf page of level zero is always
357 //      located on page 2.
358
359 //      The b-tree pages are linked with next
360 //      pointers to facilitate enumerators,
361 //      and provide for concurrency.
362
363 //      When to root page fills, it is split in two and
364 //      the tree height is raised by a new root at page
365 //      one with two keys.
366
367 //      Deleted keys are marked with a dead bit until
368 //      page cleanup. The fence key for a leaf node is
369 //      always present
370
371 //  Groups of pages called segments from the btree are optionally
372 //  cached with a memory mapped pool. A hash table is used to keep
373 //  track of the cached segments.  This behaviour is controlled
374 //  by the cache block size parameter to bt_open.
375
376 //  To achieve maximum concurrency one page is locked at a time
377 //  as the tree is traversed to find leaf key in question. The right
378 //  page numbers are used in cases where the page is being split,
379 //      or consolidated.
380
381 //  Page 0 is dedicated to lock for new page extensions,
382 //      and chains empty pages together for reuse. It also
383 //      contains the latch manager hash table.
384
385 //      The ParentModification lock on a node is obtained to serialize posting
386 //      or changing the fence key for a node.
387
388 //      Empty pages are chained together through the ALLOC page and reused.
389
390 //      Access macros to address slot and key values from the page
391 //      Page slots use 1 based indexing.
392
393 #define slotptr(page, slot) (((BtSlot *)(page+1)) + (slot-1))
394 #define keyptr(page, slot) ((BtKey*)((unsigned char*)(page) + slotptr(page, slot)->off))
395 #define valptr(page, slot) ((BtVal*)(keyptr(page,slot)->key + keyptr(page,slot)->len))
396
397 void bt_putid(unsigned char *dest, uid id)
398 {
399 int i = BtId;
400
401         while( i-- )
402                 dest[i] = (unsigned char)id, id >>= 8;
403 }
404
405 uid bt_getid(unsigned char *src)
406 {
407 uid id = 0;
408 int i;
409
410         for( i = 0; i < BtId; i++ )
411                 id <<= 8, id |= *src++; 
412
413         return id;
414 }
415
416 uid bt_newdup (BtDb *bt)
417 {
418 #ifdef unix
419         return __sync_fetch_and_add (bt->mgr->latchmgr->dups, 1) + 1;
420 #else
421         return _InterlockedIncrement64(bt->mgr->latchmgr->dups, 1);
422 #endif
423 }
424
425 //      Phase-Fair reader/writer lock implementation
426
427 void WriteLock (RWLock *lock)
428 {
429 ushort w, r, tix;
430
431 #ifdef unix
432         tix = __sync_fetch_and_add (lock->ticket, 1);
433 #else
434         tix = _InterlockedExchangeAdd16 (lock->ticket, 1);
435 #endif
436         // wait for our ticket to come up
437
438         while( tix != lock->serving[0] )
439 #ifdef unix
440                 sched_yield();
441 #else
442                 SwitchToThread ();
443 #endif
444
445         w = PRES | (tix & PHID);
446 #ifdef  unix
447         r = __sync_fetch_and_add (lock->rin, w);
448 #else
449         r = _InterlockedExchangeAdd16 (lock->rin, w);
450 #endif
451         while( r != *lock->rout )
452 #ifdef unix
453                 sched_yield();
454 #else
455                 SwitchToThread();
456 #endif
457 }
458
459 void WriteRelease (RWLock *lock)
460 {
461 #ifdef unix
462         __sync_fetch_and_and (lock->rin, ~MASK);
463 #else
464         _InterlockedAnd16 (lock->rin, ~MASK);
465 #endif
466         lock->serving[0]++;
467 }
468
469 void ReadLock (RWLock *lock)
470 {
471 ushort w;
472 #ifdef unix
473         w = __sync_fetch_and_add (lock->rin, RINC) & MASK;
474 #else
475         w = _InterlockedExchangeAdd16 (lock->rin, RINC) & MASK;
476 #endif
477         if( w )
478           while( w == (*lock->rin & MASK) )
479 #ifdef unix
480                 sched_yield ();
481 #else
482                 SwitchToThread ();
483 #endif
484 }
485
486 void ReadRelease (RWLock *lock)
487 {
488 #ifdef unix
489         __sync_fetch_and_add (lock->rout, RINC);
490 #else
491         _InterlockedExchangeAdd16 (lock->rout, RINC);
492 #endif
493 }
494
495 //      Spin Latch Manager
496
497 //      wait until write lock mode is clear
498 //      and add 1 to the share count
499
500 void bt_spinreadlock(BtSpinLatch *latch)
501 {
502 ushort prev;
503
504   do {
505 #ifdef unix
506         prev = __sync_fetch_and_add ((ushort *)latch, SHARE);
507 #else
508         prev = _InterlockedExchangeAdd16((ushort *)latch, SHARE);
509 #endif
510         //  see if exclusive request is granted or pending
511
512         if( !(prev & BOTH) )
513                 return;
514 #ifdef unix
515         prev = __sync_fetch_and_add ((ushort *)latch, -SHARE);
516 #else
517         prev = _InterlockedExchangeAdd16((ushort *)latch, -SHARE);
518 #endif
519 #ifdef  unix
520   } while( sched_yield(), 1 );
521 #else
522   } while( SwitchToThread(), 1 );
523 #endif
524 }
525
526 //      wait for other read and write latches to relinquish
527
528 void bt_spinwritelock(BtSpinLatch *latch)
529 {
530 ushort prev;
531
532   do {
533 #ifdef  unix
534         prev = __sync_fetch_and_or((ushort *)latch, PEND | XCL);
535 #else
536         prev = _InterlockedOr16((ushort *)latch, PEND | XCL);
537 #endif
538         if( !(prev & XCL) )
539           if( !(prev & ~BOTH) )
540                 return;
541           else
542 #ifdef unix
543                 __sync_fetch_and_and ((ushort *)latch, ~XCL);
544 #else
545                 _InterlockedAnd16((ushort *)latch, ~XCL);
546 #endif
547 #ifdef  unix
548   } while( sched_yield(), 1 );
549 #else
550   } while( SwitchToThread(), 1 );
551 #endif
552 }
553
554 //      try to obtain write lock
555
556 //      return 1 if obtained,
557 //              0 otherwise
558
559 int bt_spinwritetry(BtSpinLatch *latch)
560 {
561 ushort prev;
562
563 #ifdef  unix
564         prev = __sync_fetch_and_or((ushort *)latch, XCL);
565 #else
566         prev = _InterlockedOr16((ushort *)latch, XCL);
567 #endif
568         //      take write access if all bits are clear
569
570         if( !(prev & XCL) )
571           if( !(prev & ~BOTH) )
572                 return 1;
573           else
574 #ifdef unix
575                 __sync_fetch_and_and ((ushort *)latch, ~XCL);
576 #else
577                 _InterlockedAnd16((ushort *)latch, ~XCL);
578 #endif
579         return 0;
580 }
581
582 //      clear write mode
583
584 void bt_spinreleasewrite(BtSpinLatch *latch)
585 {
586 #ifdef unix
587         __sync_fetch_and_and((ushort *)latch, ~BOTH);
588 #else
589         _InterlockedAnd16((ushort *)latch, ~BOTH);
590 #endif
591 }
592
593 //      decrement reader count
594
595 void bt_spinreleaseread(BtSpinLatch *latch)
596 {
597 #ifdef unix
598         __sync_fetch_and_add((ushort *)latch, -SHARE);
599 #else
600         _InterlockedExchangeAdd16((ushort *)latch, -SHARE);
601 #endif
602 }
603
604 //      link latch table entry into latch hash table
605
606 void bt_latchlink (BtDb *bt, ushort hashidx, ushort victim, uid page_no)
607 {
608 BtLatchSet *set = bt->mgr->latchsets + victim;
609
610         if( set->next = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot )
611                 bt->mgr->latchsets[set->next].prev = victim;
612
613         bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot = victim;
614         set->page_no = page_no;
615         set->hash = hashidx;
616         set->prev = 0;
617 }
618
619 //      release latch pin
620
621 void bt_unpinlatch (BtLatchSet *set)
622 {
623 #ifdef unix
624         __sync_fetch_and_add(&set->pin, -1);
625 #else
626         _InterlockedDecrement16 (&set->pin);
627 #endif
628 }
629
630 //      find existing latchset or inspire new one
631 //      return with latchset pinned
632
633 BtLatchSet *bt_pinlatch (BtDb *bt, uid page_no)
634 {
635 ushort hashidx = page_no % bt->mgr->latchmgr->latchhash;
636 ushort slot, avail = 0, victim, idx;
637 BtLatchSet *set;
638
639         //  obtain read lock on hash table entry
640
641         bt_spinreadlock(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch);
642
643         if( slot = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do
644         {
645                 set = bt->mgr->latchsets + slot;
646                 if( page_no == set->page_no )
647                         break;
648         } while( slot = set->next );
649
650         if( slot ) {
651 #ifdef unix
652                 __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
653 #else
654                 _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
655 #endif
656         }
657
658     bt_spinreleaseread (bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch);
659
660         if( slot )
661                 return set;
662
663   //  try again, this time with write lock
664
665   bt_spinwritelock(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch);
666
667   if( slot = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do
668   {
669         set = bt->mgr->latchsets + slot;
670         if( page_no == set->page_no )
671                 break;
672         if( !set->pin && !avail )
673                 avail = slot;
674   } while( slot = set->next );
675
676   //  found our entry, or take over an unpinned one
677
678   if( slot || (slot = avail) ) {
679         set = bt->mgr->latchsets + slot;
680 #ifdef unix
681         __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
682 #else
683         _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
684 #endif
685         set->page_no = page_no;
686         bt_spinreleasewrite(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch);
687         return set;
688   }
689
690         //  see if there are any unused entries
691 #ifdef unix
692         victim = __sync_fetch_and_add (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed, 1) + 1;
693 #else
694         victim = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed);
695 #endif
696
697         if( victim < bt->mgr->latchmgr->latchtotal ) {
698                 set = bt->mgr->latchsets + victim;
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);
706                 return set;
707         }
708
709 #ifdef unix
710         victim = __sync_fetch_and_add (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed, -1);
711 #else
712         victim = _InterlockedDecrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchdeployed);
713 #endif
714   //  find and reuse previous lock entry
715
716   while( 1 ) {
717 #ifdef unix
718         victim = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->latchmgr->latchvictim, 1);
719 #else
720         victim = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->latchmgr->latchvictim) - 1;
721 #endif
722         //      we don't use slot zero
723
724         if( victim %= bt->mgr->latchmgr->latchtotal )
725                 set = bt->mgr->latchsets + victim;
726         else
727                 continue;
728
729         //      take control of our slot
730         //      from other threads
731
732         if( set->pin || !bt_spinwritetry (set->busy) )
733                 continue;
734
735         idx = set->hash;
736
737         // try to get write lock on hash chain
738         //      skip entry if not obtained
739         //      or has outstanding locks
740
741         if( !bt_spinwritetry (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch) ) {
742                 bt_spinreleasewrite (set->busy);
743                 continue;
744         }
745
746         if( set->pin ) {
747                 bt_spinreleasewrite (set->busy);
748                 bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch);
749                 continue;
750         }
751
752         //  unlink our available victim from its hash chain
753
754         if( set->prev )
755                 bt->mgr->latchsets[set->prev].next = set->next;
756         else
757                 bt->mgr->latchmgr->table[idx].slot = set->next;
758
759         if( set->next )
760                 bt->mgr->latchsets[set->next].prev = set->prev;
761
762         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[idx].latch);
763 #ifdef unix
764         __sync_fetch_and_add(&set->pin, 1);
765 #else
766         _InterlockedIncrement16 (&set->pin);
767 #endif
768         bt_latchlink (bt, hashidx, victim, page_no);
769         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch);
770         bt_spinreleasewrite (set->busy);
771         return set;
772   }
773 }
774
775 void bt_mgrclose (BtMgr *mgr)
776 {
777 BtPool *pool;
778 uint slot;
779
780         // release mapped pages
781         //      note that slot zero is never used
782
783         for( slot = 1; slot < mgr->poolmax; slot++ ) {
784                 pool = mgr->pool + slot;
785                 if( pool->slot )
786 #ifdef unix
787                         munmap (pool->map, (uid)(mgr->poolmask+1) << mgr->page_bits);
788 #else
789                 {
790                         FlushViewOfFile(pool->map, 0);
791                         UnmapViewOfFile(pool->map);
792                         CloseHandle(pool->hmap);
793                 }
794 #endif
795         }
796
797 #ifdef unix
798         munmap (mgr->latchsets, mgr->latchmgr->nlatchpage * mgr->page_size);
799         munmap (mgr->latchmgr, 2 * mgr->page_size);
800 #else
801         FlushViewOfFile(mgr->latchmgr, 0);
802         UnmapViewOfFile(mgr->latchmgr);
803         CloseHandle(mgr->halloc);
804 #endif
805 #ifdef unix
806         close (mgr->idx);
807         free (mgr->pool);
808         free (mgr->hash);
809         free ((void *)mgr->latch);
810         free (mgr);
811 #else
812         FlushFileBuffers(mgr->idx);
813         CloseHandle(mgr->idx);
814         GlobalFree (mgr->pool);
815         GlobalFree (mgr->hash);
816         GlobalFree ((void *)mgr->latch);
817         GlobalFree (mgr);
818 #endif
819 }
820
821 //      close and release memory
822
823 void bt_close (BtDb *bt)
824 {
825 #ifdef unix
826         if( bt->mem )
827                 free (bt->mem);
828 #else
829         if( bt->mem)
830                 VirtualFree (bt->mem, 0, MEM_RELEASE);
831 #endif
832         free (bt);
833 }
834
835 //  open/create new btree buffer manager
836
837 //      call with file_name, BT_openmode, bits in page size (e.g. 16),
838 //              size of mapped page pool (e.g. 8192)
839
840 BtMgr *bt_mgr (char *name, uint mode, uint bits, uint poolmax, uint segsize, uint hashsize)
841 {
842 uint lvl, attr, cacheblk, last, slot, idx;
843 uint nlatchpage, latchhash;
844 unsigned char value[BtId];
845 int flag, initit = 0;
846 BtLatchMgr *latchmgr;
847 off64_t size;
848 uint amt[1];
849 BtMgr* mgr;
850 BtKey* key;
851 BtVal *val;
852
853 #ifndef unix
854 SYSTEM_INFO sysinfo[1];
855 #endif
856
857         // determine sanity of page size and buffer pool
858
859         if( bits > BT_maxbits )
860                 bits = BT_maxbits;
861         else if( bits < BT_minbits )
862                 bits = BT_minbits;
863
864         if( !poolmax )
865                 return NULL;    // must have buffer pool
866
867 #ifdef unix
868         mgr = calloc (1, sizeof(BtMgr));
869
870         mgr->idx = open ((char*)name, O_RDWR | O_CREAT, 0666);
871
872         if( mgr->idx == -1 )
873                 return free(mgr), NULL;
874         
875         cacheblk = 4096;        // minimum mmap segment size for unix
876
877 #else
878         mgr = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, sizeof(BtMgr));
879         attr = FILE_ATTRIBUTE_NORMAL;
880         mgr->idx = CreateFile(name, GENERIC_READ| GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_ALWAYS, attr, NULL);
881
882         if( mgr->idx == INVALID_HANDLE_VALUE )
883                 return GlobalFree(mgr), NULL;
884
885         // normalize cacheblk to multiple of sysinfo->dwAllocationGranularity
886         GetSystemInfo(sysinfo);
887         cacheblk = sysinfo->dwAllocationGranularity;
888 #endif
889
890 #ifdef unix
891         latchmgr = malloc (BT_maxpage);
892         *amt = 0;
893
894         // read minimum page size to get root info
895         //      to support raw disk partition files
896         //      check if bits == 0 on the disk.
897
898         if( size = lseek (mgr->idx, 0L, 2) ) {
899                 if( pread(mgr->idx, latchmgr, BT_minpage, 0) == BT_minpage )
900                         if( latchmgr->alloc->bits )
901                                 bits = latchmgr->alloc->bits;
902                         else
903                                 initit = 1;
904                 else
905                         return free(mgr), free(latchmgr), NULL;
906         } else if( mode == BT_ro )
907                 return free(latchmgr), bt_mgrclose (mgr), NULL;
908         else
909                 initit = 1;
910 #else
911         latchmgr = VirtualAlloc(NULL, BT_maxpage, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
912         size = GetFileSize(mgr->idx, amt);
913
914         if( size || *amt ) {
915                 if( !ReadFile(mgr->idx, (char *)latchmgr, BT_minpage, amt, NULL) )
916                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
917                 bits = latchmgr->alloc->bits;
918         } else if( mode == BT_ro )
919                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
920         else
921                 initit = 1;
922 #endif
923
924         mgr->page_size = 1 << bits;
925         mgr->page_bits = bits;
926
927         mgr->poolmax = poolmax;
928         mgr->mode = mode;
929
930         if( cacheblk < mgr->page_size )
931                 cacheblk = mgr->page_size;
932
933         //  mask for partial memmaps
934
935         mgr->poolmask = (cacheblk >> bits) - 1;
936
937         //      see if requested size of pages per memmap is greater
938
939         if( (1 << segsize) > mgr->poolmask )
940                 mgr->poolmask = (1 << segsize) - 1;
941
942         mgr->seg_bits = 0;
943
944         while( (1 << mgr->seg_bits) <= mgr->poolmask )
945                 mgr->seg_bits++;
946
947         mgr->hashsize = hashsize;
948
949 #ifdef unix
950         mgr->pool = calloc (poolmax, sizeof(BtPool));
951         mgr->hash = calloc (hashsize, sizeof(ushort));
952         mgr->latch = calloc (hashsize, sizeof(BtSpinLatch));
953 #else
954         mgr->pool = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, poolmax * sizeof(BtPool));
955         mgr->hash = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, hashsize * sizeof(ushort));
956         mgr->latch = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, hashsize * sizeof(BtSpinLatch));
957 #endif
958
959         if( !initit )
960                 goto mgrlatch;
961
962         // initialize an empty b-tree with latch page, root page, page of leaves
963         // and page(s) of latches
964
965         memset (latchmgr, 0, 1 << bits);
966         nlatchpage = BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1; 
967         bt_putid(latchmgr->alloc->right, MIN_lvl+1+nlatchpage);
968         latchmgr->alloc->bits = mgr->page_bits;
969
970         latchmgr->nlatchpage = nlatchpage;
971         latchmgr->latchtotal = nlatchpage * (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet));
972
973         //  initialize latch manager
974
975         latchhash = (mgr->page_size - sizeof(BtLatchMgr)) / sizeof(BtHashEntry);
976
977         //      size of hash table = total number of latchsets
978
979         if( latchhash > latchmgr->latchtotal )
980                 latchhash = latchmgr->latchtotal;
981
982         latchmgr->latchhash = latchhash;
983
984         //  initialize left-most LEAF page in
985         //      alloc->left.
986
987         bt_putid (latchmgr->alloc->left, LEAF_page);
988
989 #ifdef unix
990         if( pwrite (mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size, 0) < mgr->page_size )
991                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
992 #else
993         if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
994                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
995
996         if( *amt < mgr->page_size )
997                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
998 #endif
999
1000         memset (latchmgr, 0, 1 << bits);
1001         latchmgr->alloc->bits = mgr->page_bits;
1002
1003         for( lvl=MIN_lvl; lvl--; ) {
1004                 slotptr(latchmgr->alloc, 1)->off = mgr->page_size - 3 - (lvl ? BtId + sizeof(BtVal): sizeof(BtVal));
1005                 key = keyptr(latchmgr->alloc, 1);
1006                 key->len = 2;           // create stopper key
1007                 key->key[0] = 0xff;
1008                 key->key[1] = 0xff;
1009
1010                 bt_putid(value, MIN_lvl - lvl + 1);
1011                 val = valptr(latchmgr->alloc, 1);
1012                 val->len = lvl ? BtId : 0;
1013                 memcpy (val->value, value, val->len);
1014
1015                 latchmgr->alloc->min = slotptr(latchmgr->alloc, 1)->off;
1016                 latchmgr->alloc->lvl = lvl;
1017                 latchmgr->alloc->cnt = 1;
1018                 latchmgr->alloc->act = 1;
1019 #ifdef unix
1020                 if( pwrite (mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size, (MIN_lvl - lvl) << bits) < mgr->page_size )
1021                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1022 #else
1023                 if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
1024                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1025
1026                 if( *amt < mgr->page_size )
1027                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1028 #endif
1029         }
1030
1031         // clear out latch manager locks
1032         //      and rest of pages to round out segment
1033
1034         memset(latchmgr, 0, mgr->page_size);
1035         last = MIN_lvl + 1;
1036
1037         while( last <= ((MIN_lvl + 1 + nlatchpage) | mgr->poolmask) ) {
1038 #ifdef unix
1039                 pwrite(mgr->idx, latchmgr, mgr->page_size, last << mgr->page_bits);
1040 #else
1041                 SetFilePointer (mgr->idx, last << mgr->page_bits, NULL, FILE_BEGIN);
1042                 if( !WriteFile (mgr->idx, (char *)latchmgr, mgr->page_size, amt, NULL) )
1043                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1044                 if( *amt < mgr->page_size )
1045                         return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1046 #endif
1047                 last++;
1048         }
1049
1050 mgrlatch:
1051 #ifdef unix
1052         // mlock the root page and the latchmgr page
1053
1054         flag = PROT_READ | PROT_WRITE;
1055         mgr->latchmgr = mmap (0, 2 * mgr->page_size, flag, MAP_SHARED, mgr->idx, ALLOC_page * mgr->page_size);
1056         if( mgr->latchmgr == MAP_FAILED )
1057                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1058         mlock (mgr->latchmgr, 2 * mgr->page_size);
1059
1060         mgr->latchsets = (BtLatchSet *)mmap (0, mgr->latchmgr->nlatchpage * mgr->page_size, flag, MAP_SHARED, mgr->idx, LATCH_page * mgr->page_size);
1061         if( mgr->latchsets == MAP_FAILED )
1062                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1063         mlock (mgr->latchsets, mgr->latchmgr->nlatchpage * mgr->page_size);
1064 #else
1065         flag = PAGE_READWRITE;
1066         mgr->halloc = CreateFileMapping(mgr->idx, NULL, flag, 0, (BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1 + LATCH_page) * mgr->page_size, NULL);
1067         if( !mgr->halloc )
1068                 return bt_mgrclose (mgr), NULL;
1069
1070         flag = FILE_MAP_WRITE;
1071         mgr->latchmgr = MapViewOfFile(mgr->halloc, flag, 0, 0, (BT_latchtable / (mgr->page_size / sizeof(BtLatchSet)) + 1 + LATCH_page) * mgr->page_size);
1072         if( !mgr->latchmgr )
1073                 return GetLastError(), bt_mgrclose (mgr), NULL;
1074
1075         mgr->latchsets = (void *)((char *)mgr->latchmgr + LATCH_page * mgr->page_size);
1076 #endif
1077
1078 #ifdef unix
1079         free (latchmgr);
1080 #else
1081         VirtualFree (latchmgr, 0, MEM_RELEASE);
1082 #endif
1083         return mgr;
1084 }
1085
1086 //      open BTree access method
1087 //      based on buffer manager
1088
1089 BtDb *bt_open (BtMgr *mgr)
1090 {
1091 BtDb *bt = malloc (sizeof(*bt));
1092
1093         memset (bt, 0, sizeof(*bt));
1094         bt->mgr = mgr;
1095 #ifdef unix
1096         bt->mem = malloc (2 *mgr->page_size);
1097 #else
1098         bt->mem = VirtualAlloc(NULL, 2 * mgr->page_size, MEM_COMMIT, PAGE_READWRITE);
1099 #endif
1100         bt->frame = (BtPage)bt->mem;
1101         bt->cursor = (BtPage)(bt->mem + 1 * mgr->page_size);
1102         return bt;
1103 }
1104
1105 //  compare two keys, returning > 0, = 0, or < 0
1106 //  as the comparison value
1107
1108 int keycmp (BtKey* key1, unsigned char *key2, uint len2)
1109 {
1110 uint len1 = key1->len;
1111 int ans;
1112
1113         if( ans = memcmp (key1->key, key2, len1 > len2 ? len2 : len1) )
1114                 return ans;
1115
1116         if( len1 > len2 )
1117                 return 1;
1118         if( len1 < len2 )
1119                 return -1;
1120
1121         return 0;
1122 }
1123
1124 //      Buffer Pool mgr
1125
1126 // find segment in pool
1127 // must be called with hashslot idx locked
1128 //      return NULL if not there
1129 //      otherwise return node
1130
1131 BtPool *bt_findpool(BtDb *bt, uid page_no, uint idx)
1132 {
1133 BtPool *pool;
1134 uint slot;
1135
1136         // compute start of hash chain in pool
1137
1138         if( slot = bt->mgr->hash[idx] ) 
1139                 pool = bt->mgr->pool + slot;
1140         else
1141                 return NULL;
1142
1143         page_no &= ~bt->mgr->poolmask;
1144
1145         while( pool->basepage != page_no )
1146           if( pool = pool->hashnext )
1147                 continue;
1148           else
1149                 return NULL;
1150
1151         return pool;
1152 }
1153
1154 // add segment to hash table
1155
1156 void bt_linkhash(BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no, int idx)
1157 {
1158 BtPool *node;
1159 uint slot;
1160
1161         pool->hashprev = pool->hashnext = NULL;
1162         pool->basepage = page_no & ~bt->mgr->poolmask;
1163         pool->pin = CLOCK_bit + 1;
1164
1165         if( slot = bt->mgr->hash[idx] ) {
1166                 node = bt->mgr->pool + slot;
1167                 pool->hashnext = node;
1168                 node->hashprev = pool;
1169         }
1170
1171         bt->mgr->hash[idx] = pool->slot;
1172 }
1173
1174 //  map new buffer pool segment to virtual memory
1175
1176 BTERR bt_mapsegment(BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no)
1177 {
1178 off64_t off = (page_no & ~bt->mgr->poolmask) << bt->mgr->page_bits;
1179 off64_t limit = off + ((bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1180 int flag;
1181
1182 #ifdef unix
1183         flag = PROT_READ | ( bt->mgr->mode == BT_ro ? 0 : PROT_WRITE );
1184         pool->map = mmap (0, (uid)(bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits, flag, MAP_SHARED, bt->mgr->idx, off);
1185         if( pool->map == MAP_FAILED )
1186                 return bt->err = BTERR_map;
1187
1188 #else
1189         flag = ( bt->mgr->mode == BT_ro ? PAGE_READONLY : PAGE_READWRITE );
1190         pool->hmap = CreateFileMapping(bt->mgr->idx, NULL, flag, (DWORD)(limit >> 32), (DWORD)limit, NULL);
1191         if( !pool->hmap )
1192                 return bt->err = BTERR_map;
1193
1194         flag = ( bt->mgr->mode == BT_ro ? FILE_MAP_READ : FILE_MAP_WRITE );
1195         pool->map = MapViewOfFile(pool->hmap, flag, (DWORD)(off >> 32), (DWORD)off, (uid)(bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1196         if( !pool->map )
1197                 return bt->err = BTERR_map;
1198 #endif
1199         return bt->err = 0;
1200 }
1201
1202 //      calculate page within pool
1203
1204 BtPage bt_page (BtDb *bt, BtPool *pool, uid page_no)
1205 {
1206 uint subpage = (uint)(page_no & bt->mgr->poolmask); // page within mapping
1207 BtPage page;
1208
1209         page = (BtPage)(pool->map + (subpage << bt->mgr->page_bits));
1210 //      madvise (page, bt->mgr->page_size, MADV_WILLNEED);
1211         return page;
1212 }
1213
1214 //  release pool pin
1215
1216 void bt_unpinpool (BtPool *pool)
1217 {
1218 #ifdef unix
1219         __sync_fetch_and_add(&pool->pin, -1);
1220 #else
1221         _InterlockedDecrement16 (&pool->pin);
1222 #endif
1223 }
1224
1225 //      find or place requested page in segment-pool
1226 //      return pool table entry, incrementing pin
1227
1228 BtPool *bt_pinpool(BtDb *bt, uid page_no)
1229 {
1230 uint slot, hashidx, idx, victim;
1231 BtPool *pool, *node, *next;
1232
1233         //      lock hash table chain
1234
1235         hashidx = (uint)(page_no >> bt->mgr->seg_bits) % bt->mgr->hashsize;
1236         bt_spinwritelock (&bt->mgr->latch[hashidx]);
1237
1238         //      look up in hash table
1239
1240         if( pool = bt_findpool(bt, page_no, hashidx) ) {
1241 #ifdef unix
1242                 __sync_fetch_and_or(&pool->pin, CLOCK_bit);
1243                 __sync_fetch_and_add(&pool->pin, 1);
1244 #else
1245                 _InterlockedOr16 (&pool->pin, CLOCK_bit);
1246                 _InterlockedIncrement16 (&pool->pin);
1247 #endif
1248                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[hashidx]);
1249                 return pool;
1250         }
1251
1252         // allocate a new pool node
1253         // and add to hash table
1254
1255 #ifdef unix
1256         slot = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->poolcnt, 1);
1257 #else
1258         slot = _InterlockedIncrement16 (&bt->mgr->poolcnt) - 1;
1259 #endif
1260
1261         if( ++slot < bt->mgr->poolmax ) {
1262                 pool = bt->mgr->pool + slot;
1263                 pool->slot = slot;
1264
1265                 if( bt_mapsegment(bt, pool, page_no) )
1266                         return NULL;
1267
1268                 bt_linkhash(bt, pool, page_no, hashidx);
1269                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[hashidx]);
1270                 return pool;
1271         }
1272
1273         // pool table is full
1274         //      find best pool entry to evict
1275
1276 #ifdef unix
1277         __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->poolcnt, -1);
1278 #else
1279         _InterlockedDecrement16 (&bt->mgr->poolcnt);
1280 #endif
1281
1282         while( 1 ) {
1283 #ifdef unix
1284                 victim = __sync_fetch_and_add(&bt->mgr->evicted, 1);
1285 #else
1286                 victim = _InterlockedIncrement (&bt->mgr->evicted) - 1;
1287 #endif
1288                 victim %= bt->mgr->poolmax;
1289                 pool = bt->mgr->pool + victim;
1290                 idx = (uint)(pool->basepage >> bt->mgr->seg_bits) % bt->mgr->hashsize;
1291
1292                 if( !victim )
1293                         continue;
1294
1295                 // try to get write lock
1296                 //      skip entry if not obtained
1297
1298                 if( !bt_spinwritetry (&bt->mgr->latch[idx]) )
1299                         continue;
1300
1301                 //      skip this entry if
1302                 //      page is pinned
1303                 //  or clock bit is set
1304
1305                 if( pool->pin ) {
1306 #ifdef unix
1307                         __sync_fetch_and_and(&pool->pin, ~CLOCK_bit);
1308 #else
1309                         _InterlockedAnd16 (&pool->pin, ~CLOCK_bit);
1310 #endif
1311                         bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[idx]);
1312                         continue;
1313                 }
1314
1315                 // unlink victim pool node from hash table
1316
1317                 if( node = pool->hashprev )
1318                         node->hashnext = pool->hashnext;
1319                 else if( node = pool->hashnext )
1320                         bt->mgr->hash[idx] = node->slot;
1321                 else
1322                         bt->mgr->hash[idx] = 0;
1323
1324                 if( node = pool->hashnext )
1325                         node->hashprev = pool->hashprev;
1326
1327                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[idx]);
1328
1329                 //      remove old file mapping
1330 #ifdef unix
1331                 munmap (pool->map, (uid)(bt->mgr->poolmask+1) << bt->mgr->page_bits);
1332 #else
1333 //              FlushViewOfFile(pool->map, 0);
1334                 UnmapViewOfFile(pool->map);
1335                 CloseHandle(pool->hmap);
1336 #endif
1337                 pool->map = NULL;
1338
1339                 //  create new pool mapping
1340                 //  and link into hash table
1341
1342                 if( bt_mapsegment(bt, pool, page_no) )
1343                         return NULL;
1344
1345                 bt_linkhash(bt, pool, page_no, hashidx);
1346                 bt_spinreleasewrite (&bt->mgr->latch[hashidx]);
1347                 return pool;
1348         }
1349 }
1350
1351 // place write, read, or parent lock on requested page_no.
1352
1353 void bt_lockpage(BtLock mode, BtLatchSet *set)
1354 {
1355         switch( mode ) {
1356         case BtLockRead:
1357                 ReadLock (set->readwr);
1358                 break;
1359         case BtLockWrite:
1360                 WriteLock (set->readwr);
1361                 break;
1362         case BtLockAccess:
1363                 ReadLock (set->access);
1364                 break;
1365         case BtLockDelete:
1366                 WriteLock (set->access);
1367                 break;
1368         case BtLockParent:
1369                 WriteLock (set->parent);
1370                 break;
1371         }
1372 }
1373
1374 // remove write, read, or parent lock on requested page
1375
1376 void bt_unlockpage(BtLock mode, BtLatchSet *set)
1377 {
1378         switch( mode ) {
1379         case BtLockRead:
1380                 ReadRelease (set->readwr);
1381                 break;
1382         case BtLockWrite:
1383                 WriteRelease (set->readwr);
1384                 break;
1385         case BtLockAccess:
1386                 ReadRelease (set->access);
1387                 break;
1388         case BtLockDelete:
1389                 WriteRelease (set->access);
1390                 break;
1391         case BtLockParent:
1392                 WriteRelease (set->parent);
1393                 break;
1394         }
1395 }
1396
1397 //      allocate a new page
1398
1399 BTERR bt_newpage(BtDb *bt, BtPageSet *set)
1400 {
1401 int blk;
1402
1403         //      lock allocation page
1404
1405         bt_spinwritelock(bt->mgr->latchmgr->lock);
1406
1407         // use empty chain first
1408         // else allocate empty page
1409
1410         if( set->page_no = bt_getid(bt->mgr->latchmgr->chain) ) {
1411                 if( set->pool = bt_pinpool (bt, set->page_no) )
1412                         set->page = bt_page (bt, set->pool, set->page_no);
1413                 else
1414                         return bt->err = BTERR_struct;
1415
1416                 bt_putid(bt->mgr->latchmgr->chain, bt_getid(set->page->right));
1417         } else {
1418                 set->page_no = bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right);
1419                 bt_putid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right, set->page_no+1);
1420 #ifdef unix
1421                 // if writing first page of pool block, set file length thru last page
1422
1423                 if( (set->page_no & bt->mgr->poolmask) == 0 )
1424                         ftruncate (bt->mgr->idx, (set->page_no + bt->mgr->poolmask + 1) << bt->mgr->page_bits);
1425 #endif
1426                 if( set->pool = bt_pinpool (bt, set->page_no) )
1427                         set->page = bt_page (bt, set->pool, set->page_no);
1428                 else
1429                         return bt->err;
1430         }
1431
1432         // unlock allocation latch
1433
1434         bt_spinreleasewrite(bt->mgr->latchmgr->lock);
1435         return 0;
1436 }
1437
1438 //  find slot in page for given key at a given level
1439
1440 int bt_findslot (BtPageSet *set, unsigned char *key, uint len)
1441 {
1442 uint diff, higher = set->page->cnt, low = 1, slot;
1443 uint good = 0;
1444
1445         //        make stopper key an infinite fence value
1446
1447         if( bt_getid (set->page->right) )
1448                 higher++;
1449         else
1450                 good++;
1451
1452         //      low is the lowest candidate.
1453         //  loop ends when they meet
1454
1455         //  higher is already
1456         //      tested as .ge. the passed key.
1457
1458         while( diff = higher - low ) {
1459                 slot = low + ( diff >> 1 );
1460                 if( keycmp (keyptr(set->page, slot), key, len) < 0 )
1461                         low = slot + 1;
1462                 else
1463                         higher = slot, good++;
1464         }
1465
1466         //      return zero if key is on right link page
1467
1468         return good ? higher : 0;
1469 }
1470
1471 //  find and load page at given level for given key
1472 //      leave page rd or wr locked as requested
1473
1474 int bt_loadpage (BtDb *bt, BtPageSet *set, unsigned char *key, uint len, uint lvl, BtLock lock)
1475 {
1476 uid page_no = ROOT_page, prevpage = 0;
1477 uint drill = 0xff, slot;
1478 BtLatchSet *prevlatch;
1479 uint mode, prevmode;
1480 BtPool *prevpool;
1481
1482   //  start at root of btree and drill down
1483
1484   do {
1485         // determine lock mode of drill level
1486         mode = (drill == lvl) ? lock : BtLockRead; 
1487
1488         set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
1489         set->page_no = page_no;
1490
1491         // pin page contents
1492
1493         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
1494                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
1495         else
1496                 return 0;
1497
1498         // obtain access lock using lock chaining with Access mode
1499
1500         if( page_no > ROOT_page )
1501           bt_lockpage(BtLockAccess, set->latch);
1502
1503         //      release & unpin parent page
1504
1505         if( prevpage ) {
1506           bt_unlockpage(prevmode, prevlatch);
1507           bt_unpinlatch (prevlatch);
1508           bt_unpinpool (prevpool);
1509           prevpage = 0;
1510         }
1511
1512         // obtain read lock using lock chaining
1513
1514         bt_lockpage(mode, set->latch);
1515
1516         if( set->page->free )
1517                 return bt->err = BTERR_struct, 0;
1518
1519         if( page_no > ROOT_page )
1520           bt_unlockpage(BtLockAccess, set->latch);
1521
1522         // re-read and re-lock root after determining actual level of root
1523
1524         if( set->page->lvl != drill) {
1525                 if( set->page_no != ROOT_page )
1526                         return bt->err = BTERR_struct, 0;
1527                         
1528                 drill = set->page->lvl;
1529
1530                 if( lock != BtLockRead && drill == lvl ) {
1531                   bt_unlockpage(mode, set->latch);
1532                   bt_unpinlatch (set->latch);
1533                   bt_unpinpool (set->pool);
1534                   continue;
1535                 }
1536         }
1537
1538         prevpage = set->page_no;
1539         prevlatch = set->latch;
1540         prevpool = set->pool;
1541         prevmode = mode;
1542
1543         //  find key on page at this level
1544         //  and descend to requested level
1545
1546         if( set->page->kill )
1547           goto slideright;
1548
1549         if( slot = bt_findslot (set, key, len) ) {
1550           if( drill == lvl )
1551                 return slot;
1552
1553           while( slotptr(set->page, slot)->dead )
1554                 if( slot++ < set->page->cnt )
1555                         continue;
1556                 else
1557                         goto slideright;
1558
1559           page_no = bt_getid(valptr(set->page, slot)->value);
1560           drill--;
1561           continue;
1562         }
1563
1564         //  or slide right into next page
1565
1566 slideright:
1567         page_no = bt_getid(set->page->right);
1568
1569   } while( page_no );
1570
1571   // return error on end of right chain
1572
1573   bt->err = BTERR_struct;
1574   return 0;     // return error
1575 }
1576
1577 //      return page to free list
1578 //      page must be delete & write locked
1579
1580 void bt_freepage (BtDb *bt, BtPageSet *set)
1581 {
1582         //      lock allocation page
1583
1584         bt_spinwritelock (bt->mgr->latchmgr->lock);
1585
1586         //      store chain
1587         memcpy(set->page->right, bt->mgr->latchmgr->chain, BtId);
1588         bt_putid(bt->mgr->latchmgr->chain, set->page_no);
1589         set->page->free = 1;
1590
1591         // unlock released page
1592
1593         bt_unlockpage (BtLockDelete, set->latch);
1594         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1595         bt_unpinlatch (set->latch);
1596         bt_unpinpool (set->pool);
1597
1598         // unlock allocation page
1599
1600         bt_spinreleasewrite (bt->mgr->latchmgr->lock);
1601 }
1602
1603 //      a fence key was deleted from a page
1604 //      push new fence value upwards
1605
1606 BTERR bt_fixfence (BtDb *bt, BtPageSet *set, uint lvl)
1607 {
1608 unsigned char leftkey[BT_keyarray], rightkey[BT_keyarray];
1609 unsigned char value[BtId];
1610 BtKey* ptr;
1611 uint idx;
1612
1613         //      remove the old fence value
1614
1615         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1616         memcpy (rightkey, ptr, ptr->len + sizeof(BtKey));
1617         memset (slotptr(set->page, set->page->cnt--), 0, sizeof(BtSlot));
1618
1619         //  cache new fence value
1620
1621         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1622         memcpy (leftkey, ptr, ptr->len + sizeof(BtKey));
1623
1624         bt_lockpage (BtLockParent, set->latch);
1625         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1626
1627         //      insert new (now smaller) fence key
1628
1629         bt_putid (value, set->page_no);
1630         ptr = (BtKey*)leftkey;
1631
1632         if( bt_insertkey (bt, ptr->key, ptr->len, lvl+1, value, BtId, 1) )
1633           return bt->err;
1634
1635         //      now delete old fence key
1636
1637         ptr = (BtKey*)rightkey;
1638
1639         if( bt_deletekey (bt, ptr->key, ptr->len, lvl+1) )
1640                 return bt->err;
1641
1642         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
1643         bt_unpinlatch(set->latch);
1644         bt_unpinpool (set->pool);
1645         return 0;
1646 }
1647
1648 //      root has a single child
1649 //      collapse a level from the tree
1650
1651 BTERR bt_collapseroot (BtDb *bt, BtPageSet *root)
1652 {
1653 BtPageSet child[1];
1654 uint idx;
1655
1656   // find the child entry and promote as new root contents
1657
1658   do {
1659         for( idx = 0; idx++ < root->page->cnt; )
1660           if( !slotptr(root->page, idx)->dead )
1661                 break;
1662
1663         child->page_no = bt_getid (valptr(root->page, idx)->value);
1664
1665         child->latch = bt_pinlatch (bt, child->page_no);
1666         bt_lockpage (BtLockDelete, child->latch);
1667         bt_lockpage (BtLockWrite, child->latch);
1668
1669         if( child->pool = bt_pinpool (bt, child->page_no) )
1670                 child->page = bt_page (bt, child->pool, child->page_no);
1671         else
1672                 return bt->err;
1673
1674         memcpy (root->page, child->page, bt->mgr->page_size);
1675         bt_freepage (bt, child);
1676
1677   } while( root->page->lvl > 1 && root->page->act == 1 );
1678
1679   bt_unlockpage (BtLockWrite, root->latch);
1680   bt_unpinlatch (root->latch);
1681   bt_unpinpool (root->pool);
1682   return 0;
1683 }
1684
1685 //      maintain reverse scan pointers by
1686 //      linking left pointer of far right node
1687
1688 BTERR bt_linkleft (BtDb *bt, uid left_page_no, uid right_page_no)
1689 {
1690 BtPageSet right2[1];
1691
1692         //      keep track of rightmost leaf page
1693
1694         if( !right_page_no ) {
1695           bt_putid (bt->mgr->latchmgr->alloc->left, left_page_no);
1696           return 0;
1697         }
1698
1699         //      link right page to left page
1700
1701         right2->latch = bt_pinlatch (bt, right_page_no);
1702         bt_lockpage (BtLockWrite, right2->latch);
1703
1704         if( right2->pool = bt_pinpool (bt, right_page_no) )
1705                 right2->page = bt_page (bt, right2->pool, right_page_no);
1706         else
1707                 return bt->err;
1708
1709         bt_putid(right2->page->left, left_page_no);
1710         bt_unlockpage (BtLockWrite, right2->latch);
1711         bt_unpinlatch (right2->latch);
1712         return 0;
1713 }
1714
1715 //  find and delete key on page by marking delete flag bit
1716 //  if page becomes empty, delete it from the btree
1717
1718 BTERR bt_deletekey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len, uint lvl)
1719 {
1720 unsigned char lowerfence[BT_keyarray], higherfence[BT_keyarray];
1721 BtPageSet set[1], right[1], right2[1];
1722 uint slot, idx, found, fence;
1723 unsigned char value[BtId];
1724 BtKey *ptr, *tst;
1725 BtVal *val;
1726
1727         if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, lvl, BtLockWrite) )
1728                 ptr = keyptr(set->page, slot);
1729         else
1730                 return bt->err;
1731
1732         // if librarian slot, advance to real slot
1733
1734         if( slotptr(set->page, slot)->type == Librarian )
1735                 ptr = keyptr(set->page, ++slot);
1736
1737         fence = slot == set->page->cnt;
1738
1739         // if key is found delete it, otherwise ignore request
1740
1741         if( found = !keycmp (ptr, key, len) )
1742           if( found = slotptr(set->page, slot)->dead == 0 ) {
1743                 val = valptr(set->page,slot);
1744                 slotptr(set->page, slot)->dead = 1;
1745                 set->page->garbage += ptr->len + val->len + sizeof(BtKey) + sizeof(BtVal);
1746                 set->page->act--;
1747
1748                 // collapse empty slots beneath the fence
1749
1750                 while( idx = set->page->cnt - 1 )
1751                   if( slotptr(set->page, idx)->dead ) {
1752                         *slotptr(set->page, idx) = *slotptr(set->page, idx + 1);
1753                         memset (slotptr(set->page, set->page->cnt--), 0, sizeof(BtSlot));
1754                   } else
1755                         break;
1756           }
1757
1758         //      did we delete a fence key in an upper level?
1759
1760         if( found && lvl && set->page->act && fence )
1761           if( bt_fixfence (bt, set, lvl) )
1762                 return bt->err;
1763           else
1764                 return bt->found = found, 0;
1765
1766         //      do we need to collapse root?
1767
1768         if( lvl > 1 && set->page_no == ROOT_page && set->page->act == 1 )
1769           if( bt_collapseroot (bt, set) )
1770                 return bt->err;
1771           else
1772                 return bt->found = found, 0;
1773
1774         //      return if page is not empty
1775
1776         if( set->page->act ) {
1777                 bt_unlockpage(BtLockWrite, set->latch);
1778                 bt_unpinlatch (set->latch);
1779                 bt_unpinpool (set->pool);
1780                 return bt->found = found, 0;
1781         }
1782
1783         //      cache copy of fence key
1784         //      to post in parent
1785
1786         ptr = keyptr(set->page, set->page->cnt);
1787         memcpy (lowerfence, ptr, ptr->len + sizeof(BtKey));
1788
1789         //      obtain lock on right page
1790
1791         right->page_no = bt_getid(set->page->right);
1792         right->latch = bt_pinlatch (bt, right->page_no);
1793         bt_lockpage (BtLockWrite, right->latch);
1794
1795         // pin page contents
1796
1797         if( right->pool = bt_pinpool (bt, right->page_no) )
1798                 right->page = bt_page (bt, right->pool, right->page_no);
1799         else
1800                 return bt->err;
1801
1802         if( right->page->kill )
1803                 return bt->err = BTERR_struct;
1804
1805         // transfer left link
1806
1807         memcpy (right->page->left, set->page->left, BtId);
1808
1809         // pull contents of right peer into our empty page
1810
1811         memcpy (set->page, right->page, bt->mgr->page_size);
1812
1813         // update left link
1814
1815         if( !lvl )
1816           if( bt_linkleft (bt, set->page_no, bt_getid (set->page->right)) )
1817                 return bt->err;
1818
1819         // cache copy of key to update
1820
1821         ptr = keyptr(right->page, right->page->cnt);
1822         memcpy (higherfence, ptr, ptr->len + sizeof(BtKey));
1823
1824         // mark right page deleted and point it to left page
1825         //      until we can post parent updates
1826
1827         bt_putid (right->page->right, set->page_no);
1828         right->page->kill = 1;
1829
1830         bt_lockpage (BtLockParent, right->latch);
1831         bt_unlockpage (BtLockWrite, right->latch);
1832
1833         bt_lockpage (BtLockParent, set->latch);
1834         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
1835
1836         // redirect higher key directly to our new node contents
1837
1838         bt_putid (value, set->page_no);
1839         ptr = (BtKey*)higherfence;
1840
1841         if( bt_insertkey (bt, ptr->key, ptr->len, lvl+1, value, BtId, 1) )
1842           return bt->err;
1843
1844         //      delete old lower key to our node
1845
1846         ptr = (BtKey*)lowerfence;
1847
1848         if( bt_deletekey (bt, ptr->key, ptr->len, lvl+1) )
1849           return bt->err;
1850
1851         //      obtain delete and write locks to right node
1852
1853         bt_unlockpage (BtLockParent, right->latch);
1854         bt_lockpage (BtLockDelete, right->latch);
1855         bt_lockpage (BtLockWrite, right->latch);
1856         bt_freepage (bt, right);
1857
1858         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
1859         bt_unpinlatch (set->latch);
1860         bt_unpinpool (set->pool);
1861         bt->found = found;
1862         return 0;
1863 }
1864
1865 BtKey *bt_foundkey (BtDb *bt)
1866 {
1867         return (BtKey*)(bt->key);
1868 }
1869
1870 //      advance to next slot
1871
1872 uint bt_findnext (BtDb *bt, BtPageSet *set, uint slot)
1873 {
1874 BtLatchSet *prevlatch;
1875 BtPool *prevpool;
1876 uid page_no;
1877
1878         if( slot < set->page->cnt )
1879                 return slot + 1;
1880
1881         prevlatch = set->latch;
1882         prevpool = set->pool;
1883
1884         if( page_no = bt_getid(set->page->right) )
1885                 set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
1886         else
1887                 return bt->err = BTERR_struct, 0;
1888
1889         // pin page contents
1890
1891         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
1892                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
1893         else
1894                 return 0;
1895
1896         // obtain access lock using lock chaining with Access mode
1897
1898         bt_lockpage(BtLockAccess, set->latch);
1899
1900         bt_unlockpage(BtLockRead, prevlatch);
1901         bt_unpinlatch (prevlatch);
1902         bt_unpinpool (prevpool);
1903
1904         bt_lockpage(BtLockRead, set->latch);
1905         bt_unlockpage(BtLockAccess, set->latch);
1906
1907         set->page_no = page_no;
1908         return 1;
1909 }
1910
1911 //      find unique key or first duplicate key in
1912 //      leaf level and return number of value bytes
1913 //      or (-1) if not found.  Setup key for bt_foundkey
1914
1915 int bt_findkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint keylen, unsigned char *value, uint valmax)
1916 {
1917 BtPageSet set[1];
1918 uint len, slot;
1919 int ret = -1;
1920 BtKey *ptr;
1921 BtVal *val;
1922
1923   if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, keylen, 0, BtLockRead) )
1924    do {
1925         ptr = keyptr(set->page, slot);
1926
1927         //      skip librarian slot place holder
1928
1929         if( slotptr(set->page, slot)->type == Librarian )
1930                 ptr = keyptr(set->page, ++slot);
1931
1932         //      return actual key found
1933
1934         memcpy (bt->key, ptr, ptr->len + sizeof(BtKey));
1935         len = ptr->len;
1936
1937         if( slotptr(set->page, slot)->type == Duplicate )
1938                 len -= BtId;
1939
1940         // if key exists, return >= 0 value bytes copied
1941         //      otherwise return (-1)
1942
1943         if( slotptr(set->page, slot)->dead )
1944                 continue;
1945
1946         if( keylen == len )
1947           if( !memcmp (ptr->key, key, len) ) {
1948                 val = valptr (set->page,slot);
1949                 if( valmax > val->len )
1950                         valmax = val->len;
1951                 memcpy (value, val->value, valmax);
1952                 ret = valmax;
1953           }
1954
1955         break;
1956
1957    } while( slot = bt_findnext (bt, set, slot) );
1958
1959   bt_unlockpage (BtLockRead, set->latch);
1960   bt_unpinlatch (set->latch);
1961   bt_unpinpool (set->pool);
1962   return ret;
1963 }
1964
1965 //      check page for space available,
1966 //      clean if necessary and return
1967 //      0 - page needs splitting
1968 //      >0  new slot value
1969
1970 uint bt_cleanpage(BtDb *bt, BtPage page, uint keylen, uint slot, uint vallen)
1971 {
1972 uint nxt = bt->mgr->page_size;
1973 uint cnt = 0, idx = 0;
1974 uint max = page->cnt;
1975 uint newslot = max;
1976 BtKey *key;
1977 BtVal *val;
1978
1979         if( page->min >= (max+2) * sizeof(BtSlot) + sizeof(*page) + keylen + sizeof(BtKey) + vallen + sizeof(BtVal))
1980                 return slot;
1981
1982         //      skip cleanup and proceed to split
1983         //      if there's not enough garbage
1984         //      to bother with.
1985
1986         if( page->garbage < nxt / 5 )
1987                 return 0;
1988
1989         memcpy (bt->frame, page, bt->mgr->page_size);
1990
1991         // skip page info and set rest of page to zero
1992
1993         memset (page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*page));
1994         page->garbage = 0;
1995         page->act = 0;
1996
1997         // clean up page first by
1998         // removing deleted keys
1999
2000         while( cnt++ < max ) {
2001                 if( cnt == slot )
2002                         newslot = idx + 2;
2003                 if( cnt < max && slotptr(bt->frame,cnt)->dead )
2004                         continue;
2005
2006                 // copy the value across
2007
2008                 val = valptr(bt->frame, cnt);
2009                 nxt -= val->len + sizeof(BtVal);
2010                 ((unsigned char *)page)[nxt] = val->len;
2011                 memcpy ((unsigned char *)page + nxt + sizeof(BtVal), val->value, val->len);
2012
2013                 // copy the key across
2014
2015                 key = keyptr(bt->frame, cnt);
2016                 nxt -= key->len + sizeof(BtKey);
2017                 memcpy ((unsigned char *)page + nxt, key, key->len + sizeof(BtKey));
2018
2019                 // make a librarian slot
2020
2021                 if( idx ) {
2022                         slotptr(page, ++idx)->off = nxt;
2023                         slotptr(page, idx)->type = Librarian;
2024                         slotptr(page, idx)->dead = 1;
2025                 }
2026
2027                 // set up the slot
2028
2029                 slotptr(page, ++idx)->off = nxt;
2030                 slotptr(page, idx)->type = slotptr(bt->frame, cnt)->type;
2031
2032                 if( !(slotptr(page, idx)->dead = slotptr(bt->frame, cnt)->dead) )
2033                         page->act++;
2034         }
2035
2036         page->min = nxt;
2037         page->cnt = idx;
2038
2039         //      see if page has enough space now, or does it need splitting?
2040
2041         if( page->min >= (idx+2) * sizeof(BtSlot) + sizeof(*page) + keylen + sizeof(BtKey) + vallen + sizeof(BtVal) )
2042                 return newslot;
2043
2044         return 0;
2045 }
2046
2047 // split the root and raise the height of the btree
2048
2049 BTERR bt_splitroot(BtDb *bt, BtPageSet *root, BtKey *leftkey, BtPageSet *right)
2050 {
2051 uint nxt = bt->mgr->page_size;
2052 unsigned char value[BtId];
2053 BtPageSet left[1];
2054 BtKey *ptr;
2055 BtVal *val;
2056
2057         //  Obtain an empty page to use, and copy the current
2058         //  root contents into it, e.g. lower keys
2059
2060         if( bt_newpage(bt, left) )
2061                 return bt->err;
2062
2063         memcpy(left->page, root->page, bt->mgr->page_size);
2064         bt_unpinpool (left->pool);
2065
2066         // set left from higher to lower page
2067
2068         bt_putid (right->page->left, left->page_no);
2069         bt_unpinpool (right->pool);
2070
2071         // preserve the page info at the bottom
2072         // of higher keys and set rest to zero
2073
2074         memset(root->page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*root->page));
2075
2076         // insert stopper key at top of newroot page
2077         // and increase the root height
2078
2079         nxt -= BtId + sizeof(BtVal);
2080         bt_putid (value, right->page_no);
2081         val = (BtVal *)((unsigned char *)root->page + nxt);
2082         memcpy (val->value, value, BtId);
2083         val->len = BtId;
2084
2085         nxt -= 2 + sizeof(BtKey);
2086         slotptr(root->page, 2)->off = nxt;
2087         ptr = (BtKey *)((unsigned char *)root->page + nxt);
2088         ptr->len = 2;
2089         ptr->key[0] = 0xff;
2090         ptr->key[1] = 0xff;
2091
2092         // insert lower keys page fence key on newroot page as first key
2093
2094         nxt -= BtId + sizeof(BtVal);
2095         bt_putid (value, left->page_no);
2096         val = (BtVal *)((unsigned char *)root->page + nxt);
2097         memcpy (val->value, value, BtId);
2098         val->len = BtId;
2099
2100         nxt -= leftkey->len + sizeof(BtKey);
2101         slotptr(root->page, 1)->off = nxt;
2102         memcpy ((unsigned char *)root->page + nxt, leftkey, leftkey->len + sizeof(BtKey));
2103         
2104         bt_putid(root->page->right, 0);
2105         root->page->min = nxt;          // reset lowest used offset and key count
2106         root->page->cnt = 2;
2107         root->page->act = 2;
2108         root->page->lvl++;
2109
2110         // release and unpin root
2111
2112         bt_unlockpage(BtLockWrite, root->latch);
2113         bt_unpinlatch (root->latch);
2114         bt_unpinpool (root->pool);
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 //  split already locked full node
2119 //      return unlocked.
2120
2121 BTERR bt_splitpage (BtDb *bt, BtPageSet *set)
2122 {
2123 unsigned char fencekey[BT_keyarray], rightkey[BT_keyarray];
2124 uint cnt = 0, idx = 0, max, nxt = bt->mgr->page_size;
2125 unsigned char value[BtId];
2126 uint lvl = set->page->lvl;
2127 BtPageSet right[1];
2128 BtKey *key, *ptr;
2129 BtVal *val, *src;
2130 uid right2;
2131 uint prev;
2132
2133         //  split higher half of keys to bt->frame
2134
2135         memset (bt->frame, 0, bt->mgr->page_size);
2136         max = set->page->cnt;
2137         cnt = max / 2;
2138         idx = 0;
2139
2140         while( cnt++ < max ) {
2141                 if( slotptr(set->page, cnt)->dead && cnt < max )
2142                         continue;
2143                 src = valptr(set->page, cnt);
2144                 nxt -= src->len + sizeof(BtVal);
2145                 val = (BtVal*)((unsigned char *)bt->frame + nxt);
2146                 memcpy (val->value, src->value, src->len);
2147                 val->len = src->len;
2148
2149                 key = keyptr(set->page, cnt);
2150                 nxt -= key->len + sizeof(BtKey);
2151                 ptr = (BtKey*)((unsigned char *)bt->frame + nxt);
2152                 memcpy (ptr, key, key->len + sizeof(BtKey));
2153
2154                 //      add librarian slot
2155
2156                 if( idx ) {
2157                         slotptr(bt->frame, ++idx)->off = nxt;
2158                         slotptr(bt->frame, idx)->type = Librarian;
2159                         slotptr(bt->frame, idx)->dead = 1;
2160                 }
2161
2162                 //  add actual slot
2163
2164                 slotptr(bt->frame, ++idx)->off = nxt;
2165                 slotptr(bt->frame, idx)->type = slotptr(set->page, cnt)->type;
2166
2167                 if( !(slotptr(bt->frame, idx)->dead = slotptr(set->page, cnt)->dead) )
2168                         bt->frame->act++;
2169         }
2170
2171         // remember existing fence key for new page to the right
2172
2173         memcpy (rightkey, key, key->len + sizeof(BtKey));
2174
2175         bt->frame->bits = bt->mgr->page_bits;
2176         bt->frame->min = nxt;
2177         bt->frame->cnt = idx;
2178         bt->frame->lvl = lvl;
2179
2180         // link right node
2181
2182         if( set->page_no > ROOT_page ) {
2183                 bt_putid (bt->frame->right, bt_getid (set->page->right));
2184                 bt_putid(bt->frame->left, set->page_no);
2185         }
2186
2187         //      get new free page and write higher keys to it.
2188
2189         if( bt_newpage(bt, right) )
2190                 return bt->err;
2191
2192         // link left node
2193
2194         if( set->page_no > ROOT_page && !lvl )
2195           if( bt_linkleft (bt, right->page_no, bt_getid (set->page->right)) )
2196                 return bt->err;
2197
2198         memcpy (right->page, bt->frame, bt->mgr->page_size);
2199         bt_unpinpool (right->pool);
2200
2201         //      update lower keys to continue in old page
2202
2203         memcpy (bt->frame, set->page, bt->mgr->page_size);
2204         memset (set->page+1, 0, bt->mgr->page_size - sizeof(*set->page));
2205         nxt = bt->mgr->page_size;
2206         set->page->garbage = 0;
2207         set->page->act = 0;
2208         max /= 2;
2209         cnt = 0;
2210         idx = 0;
2211
2212         if( slotptr(bt->frame, max)->type == Librarian )
2213                 max--;
2214
2215         //  assemble page of smaller keys
2216
2217         while( cnt++ < max ) {
2218                 if( slotptr(bt->frame, cnt)->dead )
2219                         continue;
2220                 val = valptr(bt->frame, cnt);
2221                 nxt -= val->len + sizeof(BtVal);
2222                 ((unsigned char *)set->page)[nxt] = val->len;
2223                 memcpy ((unsigned char *)set->page + nxt + sizeof(BtVal), val->value, val->len);
2224
2225                 key = keyptr(bt->frame, cnt);
2226                 nxt -= key->len + sizeof(BtKey);
2227                 memcpy ((unsigned char *)set->page + nxt, key, key->len + sizeof(BtKey));
2228
2229                 //      add librarian slot
2230
2231                 if( idx ) {
2232                         slotptr(set->page, ++idx)->off = nxt;
2233                         slotptr(set->page, idx)->type = Librarian;
2234                         slotptr(set->page, idx)->dead = 1;
2235                 }
2236
2237                 //      add actual slot
2238
2239                 slotptr(set->page, ++idx)->off = nxt;
2240                 slotptr(set->page, idx)->type = slotptr(bt->frame, cnt)->type;
2241                 set->page->act++;
2242         }
2243
2244         // remember fence key for smaller page
2245
2246         memcpy(fencekey, key, key->len + sizeof(BtKey));
2247
2248         bt_putid(set->page->right, right->page_no);
2249         set->page->min = nxt;
2250         set->page->cnt = idx;
2251
2252         // if current page is the root page, split it
2253
2254         if( set->page_no == ROOT_page )
2255                 return bt_splitroot (bt, set, (BtKey *)fencekey, right);
2256
2257         // insert new fences in their parent pages
2258
2259         right->latch = bt_pinlatch (bt, right->page_no);
2260         bt_lockpage (BtLockParent, right->latch);
2261
2262         bt_lockpage (BtLockParent, set->latch);
2263         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2264
2265         // insert new fence for reformulated left block of smaller keys
2266
2267         bt_putid (value, set->page_no);
2268
2269         if( bt_insertkey (bt, fencekey+1, *fencekey, lvl+1, value, BtId, 1) )
2270                 return bt->err;
2271
2272         // switch fence for right block of larger keys to new right page
2273
2274         bt_putid (value, right->page_no);
2275
2276         if( bt_insertkey (bt, rightkey+1, *rightkey, lvl+1, value, BtId, 1) )
2277                 return bt->err;
2278
2279         bt_unlockpage (BtLockParent, set->latch);
2280         bt_unpinlatch (set->latch);
2281         bt_unpinpool (set->pool);
2282
2283         bt_unlockpage (BtLockParent, right->latch);
2284         bt_unpinlatch (right->latch);
2285         return 0;
2286 }
2287
2288 //      install new key and value onto page
2289 //      page must already be checked for
2290 //      adequate space
2291
2292 BTERR bt_insertslot (BtDb *bt, BtPageSet *set, uint slot, unsigned char *key,uint keylen, unsigned char *value, uint vallen, uint type)
2293 {
2294 uint idx, librarian;
2295 BtSlot *node;
2296 BtKey *ptr;
2297 BtVal *val;
2298
2299         //      if found slot > desired slot and previous slot
2300         //      is a librarian slot, use it
2301
2302         if( slot > 1 )
2303           if( slotptr(set->page, slot-1)->type == Librarian )
2304                 slot--;
2305
2306         // copy value onto page
2307
2308         set->page->min -= vallen + sizeof(BtVal);
2309         val = (BtVal*)((unsigned char *)set->page + set->page->min);
2310         memcpy (val->value, value, vallen);
2311         val->len = vallen;
2312
2313         // copy key onto page
2314
2315         set->page->min -= keylen + sizeof(BtKey);
2316         ptr = (BtKey*)((unsigned char *)set->page + set->page->min);
2317         memcpy (ptr->key, key, keylen);
2318         ptr->len = keylen;
2319         
2320         //      find first empty slot
2321
2322         for( idx = slot; idx < set->page->cnt; idx++ )
2323           if( slotptr(set->page, idx)->dead )
2324                 break;
2325
2326         // now insert key into array before slot
2327
2328         if( idx == set->page->cnt )
2329                 idx += 2, set->page->cnt += 2, librarian = 2;
2330         else
2331                 librarian = 1;
2332
2333         set->page->act++;
2334
2335         while( idx > slot + librarian - 1 )
2336                 *slotptr(set->page, idx) = *slotptr(set->page, idx - librarian), idx--;
2337
2338         //      add librarian slot
2339
2340         if( librarian > 1 ) {
2341                 node = slotptr(set->page, slot++);
2342                 node->off = set->page->min;
2343                 node->type = Librarian;
2344                 node->dead = 1;
2345         }
2346
2347         //      fill in new slot
2348
2349         node = slotptr(set->page, slot);
2350         node->off = set->page->min;
2351         node->type = type;
2352         node->dead = 0;
2353
2354         bt_unlockpage (BtLockWrite, set->latch);
2355         bt_unpinlatch (set->latch);
2356         bt_unpinpool (set->pool);
2357         return 0;
2358 }
2359
2360 //  Insert new key into the btree at given level.
2361 //      either add a new key or update/add an existing one
2362
2363 BTERR bt_insertkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint keylen, uint lvl, void *value, uint vallen, uint unique)
2364 {
2365 unsigned char newkey[BT_keyarray];
2366 uint slot, idx, len;
2367 BtPageSet set[1];
2368 BtKey *ptr, *ins;
2369 uid sequence;
2370 BtVal *val;
2371 uint type;
2372
2373   // set up the key we're working on
2374
2375   ins = (BtKey*)newkey;
2376   memcpy (ins->key, key, keylen);
2377   ins->len = keylen;
2378
2379   // is this a non-unique index value?
2380
2381   if( unique )
2382         type = Unique;
2383   else {
2384         type = Duplicate;
2385         sequence = bt_newdup (bt);
2386         bt_putid (ins->key + ins->len + sizeof(BtKey), sequence);
2387         ins->len += BtId;
2388   }
2389
2390   while( 1 ) { // find the page and slot for the current key
2391         if( slot = bt_loadpage (bt, set, ins->key, ins->len, lvl, BtLockWrite) )
2392                 ptr = keyptr(set->page, slot);
2393         else {
2394                 if( !bt->err )
2395                         bt->err = BTERR_ovflw;
2396                 return bt->err;
2397         }
2398
2399         // if librarian slot == found slot, advance to real slot
2400
2401         if( slotptr(set->page, slot)->type == Librarian )
2402           if( !keycmp (ptr, key, keylen) )
2403                 ptr = keyptr(set->page, ++slot);
2404
2405         len = ptr->len;
2406
2407         if( slotptr(set->page, slot)->type == Duplicate )
2408                 len -= BtId;
2409
2410         //  if inserting a duplicate key or unique key
2411         //      check for adequate space on the page
2412         //      and insert the new key before slot.
2413
2414         if( unique && (len != ins->len || memcmp (ptr->key, ins->key, ins->len)) || !unique ) {
2415           if( !(slot = bt_cleanpage (bt, set->page, ins->len, slot, vallen)) )
2416                 if( bt_splitpage (bt, set) )
2417                   return bt->err;
2418                 else
2419                   continue;
2420
2421           return bt_insertslot (bt, set, slot, ins->key, ins->len, value, vallen, type);
2422         }
2423
2424         // if key already exists, update value and return
2425
2426         val = valptr(set->page, slot);
2427
2428         if( val->len >= vallen ) {
2429                 if( slotptr(set->page, slot)->dead )
2430                         set->page->act++;
2431                 set->page->garbage += val->len - vallen;
2432                 slotptr(set->page, slot)->dead = 0;
2433                 val->len = vallen;
2434                 memcpy (val->value, value, vallen);
2435                 bt_unlockpage(BtLockWrite, set->latch);
2436                 bt_unpinlatch (set->latch);
2437                 bt_unpinpool (set->pool);
2438                 return 0;
2439         }
2440
2441         //      new update value doesn't fit in existing value area
2442
2443         if( !slotptr(set->page, slot)->dead )
2444                 set->page->garbage += val->len + ptr->len + sizeof(BtKey) + sizeof(BtVal);
2445         else {
2446                 slotptr(set->page, slot)->dead = 0;
2447                 set->page->act++;
2448         }
2449
2450         if( !(slot = bt_cleanpage (bt, set->page, keylen, slot, vallen)) )
2451           if( bt_splitpage (bt, set) )
2452                 return bt->err;
2453           else
2454                 continue;
2455
2456         set->page->min -= vallen + sizeof(BtVal);
2457         val = (BtVal*)((unsigned char *)set->page + set->page->min);
2458         memcpy (val->value, value, vallen);
2459         val->len = vallen;
2460
2461         set->page->min -= keylen + sizeof(BtKey);
2462         ptr = (BtKey*)((unsigned char *)set->page + set->page->min);
2463         memcpy (ptr->key, key, keylen);
2464         ptr->len = keylen;
2465         
2466         slotptr(set->page, slot)->off = set->page->min;
2467         bt_unlockpage(BtLockWrite, set->latch);
2468         bt_unpinlatch (set->latch);
2469         bt_unpinpool (set->pool);
2470         return 0;
2471   }
2472   return 0;
2473 }
2474
2475 //      set cursor to highest slot on highest page
2476
2477 uint bt_lastkey (BtDb *bt)
2478 {
2479 uid page_no = bt_getid (bt->mgr->latchmgr->alloc->left);
2480 BtPageSet set[1];
2481 uint slot;
2482
2483         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
2484                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
2485         else
2486                 return 0;
2487
2488         set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
2489     bt_lockpage(BtLockRead, set->latch);
2490
2491         memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2492         slot = set->page->cnt;
2493
2494     bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2495         bt_unpinlatch (set->latch);
2496         bt_unpinpool (set->pool);
2497
2498         return slot;
2499 }
2500
2501 //      return previous slot on cursor page
2502
2503 uint bt_prevkey (BtDb *bt, uint slot)
2504 {
2505 BtPageSet set[1];
2506 uid left;
2507
2508         if( --slot )
2509                 return slot;
2510
2511         if( left = bt_getid(bt->cursor->left) )
2512                 bt->cursor_page = left;
2513         else
2514                 return 0;
2515
2516         if( set->pool = bt_pinpool (bt, left) )
2517                 set->page = bt_page (bt, set->pool, left);
2518         else
2519                 return 0;
2520
2521         set->latch = bt_pinlatch (bt, left);
2522     bt_lockpage(BtLockRead, set->latch);
2523
2524         memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2525
2526         bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2527         bt_unpinlatch (set->latch);
2528         bt_unpinpool (set->pool);
2529         return bt->cursor->cnt;
2530 }
2531
2532 //  return next slot on cursor page
2533 //  or slide cursor right into next page
2534
2535 uint bt_nextkey (BtDb *bt, uint slot)
2536 {
2537 BtPageSet set[1];
2538 uid right;
2539
2540   do {
2541         right = bt_getid(bt->cursor->right);
2542
2543         while( slot++ < bt->cursor->cnt )
2544           if( slotptr(bt->cursor,slot)->dead )
2545                 continue;
2546           else if( right || (slot < bt->cursor->cnt) ) // skip infinite stopper
2547                 return slot;
2548           else
2549                 break;
2550
2551         if( !right )
2552                 break;
2553
2554         bt->cursor_page = right;
2555
2556         if( set->pool = bt_pinpool (bt, right) )
2557                 set->page = bt_page (bt, set->pool, right);
2558         else
2559                 return 0;
2560
2561         set->latch = bt_pinlatch (bt, right);
2562     bt_lockpage(BtLockRead, set->latch);
2563
2564         memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2565
2566         bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2567         bt_unpinlatch (set->latch);
2568         bt_unpinpool (set->pool);
2569         slot = 0;
2570
2571   } while( 1 );
2572
2573   return bt->err = 0;
2574 }
2575
2576 //  cache page of keys into cursor and return starting slot for given key
2577
2578 uint bt_startkey (BtDb *bt, unsigned char *key, uint len)
2579 {
2580 BtPageSet set[1];
2581 uint slot;
2582
2583         // cache page for retrieval
2584
2585         if( slot = bt_loadpage (bt, set, key, len, 0, BtLockRead) )
2586           memcpy (bt->cursor, set->page, bt->mgr->page_size);
2587         else
2588           return 0;
2589
2590         bt->cursor_page = set->page_no;
2591
2592         bt_unlockpage(BtLockRead, set->latch);
2593         bt_unpinlatch (set->latch);
2594         bt_unpinpool (set->pool);
2595         return slot;
2596 }
2597
2598 BtKey *bt_key(BtDb *bt, uint slot)
2599 {
2600         return keyptr(bt->cursor, slot);
2601 }
2602
2603 BtVal *bt_val(BtDb *bt, uint slot)
2604 {
2605         return valptr(bt->cursor,slot);
2606 }
2607
2608 #ifdef STANDALONE
2609
2610 #ifndef unix
2611 double getCpuTime(int type)
2612 {
2613 FILETIME crtime[1];
2614 FILETIME xittime[1];
2615 FILETIME systime[1];
2616 FILETIME usrtime[1];
2617 SYSTEMTIME timeconv[1];
2618 double ans = 0;
2619
2620         memset (timeconv, 0, sizeof(SYSTEMTIME));
2621
2622         switch( type ) {
2623         case 0:
2624                 GetSystemTimeAsFileTime (xittime);
2625                 FileTimeToSystemTime (xittime, timeconv);
2626                 ans = (double)timeconv->wDayOfWeek * 3600 * 24;
2627                 break;
2628         case 1:
2629                 GetProcessTimes (GetCurrentProcess(), crtime, xittime, systime, usrtime);
2630                 FileTimeToSystemTime (usrtime, timeconv);
2631                 break;
2632         case 2:
2633                 GetProcessTimes (GetCurrentProcess(), crtime, xittime, systime, usrtime);
2634                 FileTimeToSystemTime (systime, timeconv);
2635                 break;
2636         }
2637
2638         ans += (double)timeconv->wHour * 3600;
2639         ans += (double)timeconv->wMinute * 60;
2640         ans += (double)timeconv->wSecond;
2641         ans += (double)timeconv->wMilliseconds / 1000;
2642         return ans;
2643 }
2644 #else
2645 #include <time.h>
2646 #include <sys/resource.h>
2647
2648 double getCpuTime(int type)
2649 {
2650 struct rusage used[1];
2651 struct timeval tv[1];
2652
2653         switch( type ) {
2654         case 0:
2655                 gettimeofday(tv, NULL);
2656                 return (double)tv->tv_sec + (double)tv->tv_usec / 1000000;
2657
2658         case 1:
2659                 getrusage(RUSAGE_SELF, used);
2660                 return (double)used->ru_utime.tv_sec + (double)used->ru_utime.tv_usec / 1000000;
2661
2662         case 2:
2663                 getrusage(RUSAGE_SELF, used);
2664                 return (double)used->ru_stime.tv_sec + (double)used->ru_stime.tv_usec / 1000000;
2665         }
2666
2667         return 0;
2668 }
2669 #endif
2670
2671 uint bt_latchaudit (BtDb *bt)
2672 {
2673 ushort idx, hashidx;
2674 uid next, page_no;
2675 BtLatchSet *latch;
2676 uint cnt = 0;
2677 BtKey *ptr;
2678
2679 #ifdef unix
2680         posix_fadvise( bt->mgr->idx, 0, 0, POSIX_FADV_SEQUENTIAL);
2681 #endif
2682         if( *(ushort *)(bt->mgr->latchmgr->lock) )
2683                 fprintf(stderr, "Alloc page locked\n");
2684         *(ushort *)(bt->mgr->latchmgr->lock) = 0;
2685
2686         for( idx = 1; idx <= bt->mgr->latchmgr->latchdeployed; idx++ ) {
2687                 latch = bt->mgr->latchsets + idx;
2688                 if( *latch->readwr->rin & MASK )
2689                         fprintf(stderr, "latchset %d rwlocked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2690                 memset ((ushort *)latch->readwr, 0, sizeof(RWLock));
2691
2692                 if( *latch->access->rin & MASK )
2693                         fprintf(stderr, "latchset %d accesslocked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2694                 memset ((ushort *)latch->access, 0, sizeof(RWLock));
2695
2696                 if( *latch->parent->rin & MASK )
2697                         fprintf(stderr, "latchset %d parentlocked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2698                 memset ((ushort *)latch->parent, 0, sizeof(RWLock));
2699
2700                 if( latch->pin ) {
2701                         fprintf(stderr, "latchset %d pinned for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2702                         latch->pin = 0;
2703                 }
2704         }
2705
2706         for( hashidx = 0; hashidx < bt->mgr->latchmgr->latchhash; hashidx++ ) {
2707           if( *(ushort *)(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch) )
2708                         fprintf(stderr, "hash entry %d locked\n", hashidx);
2709
2710           *(ushort *)(bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].latch) = 0;
2711
2712           if( idx = bt->mgr->latchmgr->table[hashidx].slot ) do {
2713                 latch = bt->mgr->latchsets + idx;
2714                 if( *(ushort *)latch->busy )
2715                         fprintf(stderr, "latchset %d busylocked for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2716                 *(ushort *)latch->busy = 0;
2717                 if( latch->pin )
2718                         fprintf(stderr, "latchset %d pinned for page %.8x\n", idx, latch->page_no);
2719           } while( idx = latch->next );
2720         }
2721
2722         next = bt->mgr->latchmgr->nlatchpage + LATCH_page;
2723         page_no = LEAF_page;
2724
2725         while( page_no < bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right) ) {
2726         off64_t off = page_no << bt->mgr->page_bits;
2727 #ifdef unix
2728                 pread (bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, off);
2729 #else
2730                 DWORD amt[1];
2731
2732                   SetFilePointer (bt->mgr->idx, (long)off, (long*)(&off)+1, FILE_BEGIN);
2733
2734                   if( !ReadFile(bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, amt, NULL))
2735                         fprintf(stderr, "page %.8x unable to read\n", page_no);
2736
2737                   if( *amt <  bt->mgr->page_size )
2738                         fprintf(stderr, "page %.8x unable to read\n", page_no);
2739 #endif
2740                 if( !bt->frame->free ) {
2741                  for( idx = 0; idx++ < bt->frame->cnt - 1; ) {
2742                   ptr = keyptr(bt->frame, idx+1);
2743                   if( keycmp (keyptr(bt->frame, idx), ptr->key, ptr->len) >= 0 )
2744                         fprintf(stderr, "page %.8x idx %.2x out of order\n", page_no, idx);
2745                  }
2746                  if( !bt->frame->lvl )
2747                         cnt += bt->frame->act;
2748                 }
2749                 if( page_no > LEAF_page )
2750                         next = page_no + 1;
2751                 page_no = next;
2752         }
2753         return cnt - 1;
2754 }
2755
2756 typedef struct {
2757         char idx;
2758         char *type;
2759         char *infile;
2760         BtMgr *mgr;
2761         int num;
2762 } ThreadArg;
2763
2764 //  standalone program to index file of keys
2765 //  then list them onto std-out
2766
2767 #ifdef unix
2768 void *index_file (void *arg)
2769 #else
2770 uint __stdcall index_file (void *arg)
2771 #endif
2772 {
2773 int line = 0, found = 0, cnt = 0, unique;
2774 uid next, page_no = LEAF_page;  // start on first page of leaves
2775 unsigned char key[BT_maxkey];
2776 ThreadArg *args = arg;
2777 int ch, len = 0, slot;
2778 BtPageSet set[1];
2779 BtKey *ptr;
2780 BtVal *val;
2781 BtDb *bt;
2782 FILE *in;
2783
2784         bt = bt_open (args->mgr);
2785
2786         unique = (args->type[1] | 0x20) != 'd';
2787
2788         switch(args->type[0] | 0x20)
2789         {
2790         case 'a':
2791                 fprintf(stderr, "started latch mgr audit\n");
2792                 cnt = bt_latchaudit (bt);
2793                 fprintf(stderr, "finished latch mgr audit, found %d keys\n", cnt);
2794                 break;
2795
2796         case 'p':
2797                 fprintf(stderr, "started pennysort for %s\n", args->infile);
2798                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2799                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2800                         if( ch == '\n' )
2801                         {
2802                           line++;
2803
2804                           if( bt_insertkey (bt, key, 10, 0, key + 10, len - 10, unique) )
2805                                 fprintf(stderr, "Error %d Line: %d\n", bt->err, line), exit(0);
2806                           len = 0;
2807                         }
2808                         else if( len < BT_maxkey )
2809                                 key[len++] = ch;
2810                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys\n", args->infile, line);
2811                 break;
2812
2813         case 'w':
2814                 fprintf(stderr, "started indexing for %s\n", args->infile);
2815                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2816                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2817                         if( ch == '\n' )
2818                         {
2819                           line++;
2820
2821                           if( args->num == 1 )
2822                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2823
2824                           else if( args->num )
2825                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2826
2827                           if( bt_insertkey (bt, key, len, 0, NULL, 0, unique) )
2828                                 fprintf(stderr, "Error %d Line: %d\n", bt->err, line), exit(0);
2829                           len = 0;
2830                         }
2831                         else if( len < BT_maxkey )
2832                                 key[len++] = ch;
2833                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys\n", args->infile, line);
2834                 break;
2835
2836         case 'd':
2837                 fprintf(stderr, "started deleting keys for %s\n", args->infile);
2838                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2839                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2840                         if( ch == '\n' )
2841                         {
2842                           line++;
2843                           if( args->num == 1 )
2844                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2845
2846                           else if( args->num )
2847                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2848
2849                           if( bt_findkey (bt, key, len, NULL, 0) < 0 )
2850                                 fprintf(stderr, "Cannot find key for Line: %d\n", line), exit(0);
2851                           ptr = (BtKey*)(bt->key);
2852                           found++;
2853
2854                           if( bt_deletekey (bt, ptr->key, ptr->len, 0) )
2855                                 fprintf(stderr, "Error %d Line: %d\n", bt->err, line), exit(0);
2856                           len = 0;
2857                         }
2858                         else if( len < BT_maxkey )
2859                                 key[len++] = ch;
2860                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys, %d found\n", args->infile, line, found);
2861                 break;
2862
2863         case 'f':
2864                 fprintf(stderr, "started finding keys for %s\n", args->infile);
2865                 if( in = fopen (args->infile, "rb") )
2866                   while( ch = getc(in), ch != EOF )
2867                         if( ch == '\n' )
2868                         {
2869                           line++;
2870                           if( args->num == 1 )
2871                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", 1000000000 - line), len += 9;
2872
2873                           else if( args->num )
2874                                 sprintf((char *)key+len, "%.9d", line + args->idx * args->num), len += 9;
2875
2876                           if( bt_findkey (bt, key, len, NULL, 0) == 0 )
2877                                 found++;
2878                           else if( bt->err )
2879                                 fprintf(stderr, "Error %d Syserr %d Line: %d\n", bt->err, errno, line), exit(0);
2880                           len = 0;
2881                         }
2882                         else if( len < BT_maxkey )
2883                                 key[len++] = ch;
2884                 fprintf(stderr, "finished %s for %d keys, found %d\n", args->infile, line, found);
2885                 break;
2886
2887         case 's':
2888                 fprintf(stderr, "started scanning\n");
2889                 do {
2890                         if( set->pool = bt_pinpool (bt, page_no) )
2891                                 set->page = bt_page (bt, set->pool, page_no);
2892                         else
2893                                 break;
2894                         set->latch = bt_pinlatch (bt, page_no);
2895                         bt_lockpage (BtLockRead, set->latch);
2896                         next = bt_getid (set->page->right);
2897
2898                         for( slot = 0; slot++ < set->page->cnt; )
2899                          if( next || slot < set->page->cnt )
2900                           if( !slotptr(set->page, slot)->dead ) {
2901                                 ptr = keyptr(set->page, slot);
2902                                 len = ptr->len;
2903
2904                             if( slotptr(set->page, slot)->type == Duplicate )
2905                                         len -= BtId;
2906
2907                                 fwrite (ptr->key, len, 1, stdout);
2908                                 val = valptr(set->page, slot);
2909                                 fwrite (val->value, val->len, 1, stdout);
2910                                 fputc ('\n', stdout);
2911                                 cnt++;
2912                            }
2913
2914                         bt_unlockpage (BtLockRead, set->latch);
2915                         bt_unpinlatch (set->latch);
2916                         bt_unpinpool (set->pool);
2917                 } while( page_no = next );
2918
2919                 fprintf(stderr, " Total keys read %d\n", cnt);
2920                 break;
2921
2922         case 'r':
2923                 fprintf(stderr, "started reverse scan\n");
2924                 if( slot = bt_lastkey (bt) )
2925                    while( slot = bt_prevkey (bt, slot) ) {
2926                         if( slotptr(bt->cursor, slot)->dead )
2927                           continue;
2928
2929                         ptr = keyptr(bt->cursor, slot);
2930                         len = ptr->len;
2931
2932                         if( slotptr(bt->cursor, slot)->type == Duplicate )
2933                                 len -= BtId;
2934
2935                         fwrite (ptr->key, len, 1, stdout);
2936                         val = valptr(bt->cursor, slot);
2937                         fwrite (val->value, val->len, 1, stdout);
2938                         fputc ('\n', stdout);
2939                         cnt++;
2940                   }
2941
2942                 fprintf(stderr, " Total keys read %d\n", cnt);
2943                 break;
2944
2945         case 'c':
2946 #ifdef unix
2947                 posix_fadvise( bt->mgr->idx, 0, 0, POSIX_FADV_SEQUENTIAL);
2948 #endif
2949                 fprintf(stderr, "started counting\n");
2950                 next = bt->mgr->latchmgr->nlatchpage + LATCH_page;
2951                 page_no = LEAF_page;
2952
2953                 while( page_no < bt_getid(bt->mgr->latchmgr->alloc->right) ) {
2954                 uid off = page_no << bt->mgr->page_bits;
2955 #ifdef unix
2956                   pread (bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, off);
2957 #else
2958                 DWORD amt[1];
2959
2960                   SetFilePointer (bt->mgr->idx, (long)off, (long*)(&off)+1, FILE_BEGIN);
2961
2962                   if( !ReadFile(bt->mgr->idx, bt->frame, bt->mgr->page_size, amt, NULL))
2963                         return bt->err = BTERR_map;
2964
2965                   if( *amt <  bt->mgr->page_size )
2966                         return bt->err = BTERR_map;
2967 #endif
2968                         if( !bt->frame->free && !bt->frame->lvl )
2969                                 cnt += bt->frame->act;
2970                         if( page_no > LEAF_page )
2971                                 next = page_no + 1;
2972                         page_no = next;
2973                 }
2974                 
2975                 cnt--;  // remove stopper key
2976                 fprintf(stderr, " Total keys read %d\n", cnt);
2977                 break;
2978         }
2979
2980         bt_close (bt);
2981 #ifdef unix
2982         return NULL;
2983 #else
2984         return 0;
2985 #endif
2986 }
2987
2988 typedef struct timeval timer;
2989
2990 int main (int argc, char **argv)
2991 {
2992 int idx, cnt, len, slot, err;
2993 int segsize, bits = 16;
2994 double start, stop;
2995 #ifdef unix
2996 pthread_t *threads;
2997 #else
2998 HANDLE *threads;
2999 #endif
3000 ThreadArg *args;
3001 uint poolsize = 0;
3002 float elapsed;
3003 int num = 0;
3004 char key[1];
3005 BtMgr *mgr;
3006 BtKey *ptr;
3007 BtDb *bt;
3008
3009         if( argc < 3 ) {
3010                 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]);
3011                 fprintf (stderr, "  where page_bits is the page size in bits\n");
3012                 fprintf (stderr, "  mapped_segments is the number of mmap segments in buffer pool\n");
3013                 fprintf (stderr, "  seg_bits is the size of individual segments in buffer pool in pages in bits\n");
3014                 fprintf (stderr, "  line_numbers = 1 to append line numbers to keys\n");
3015                 fprintf (stderr, "  src_file1 thru src_filen are files of keys separated by newline\n");
3016                 exit(0);
3017         }
3018
3019         start = getCpuTime(0);
3020
3021         if( argc > 3 )
3022                 bits = atoi(argv[3]);
3023
3024         if( argc > 4 )
3025                 poolsize = atoi(argv[4]);
3026
3027         if( !poolsize )
3028                 fprintf (stderr, "Warning: no mapped_pool\n");
3029
3030         if( poolsize > 65535 )
3031                 fprintf (stderr, "Warning: mapped_pool > 65535 segments\n");
3032
3033         if( argc > 5 )
3034                 segsize = atoi(argv[5]);
3035         else
3036                 segsize = 4;    // 16 pages per mmap segment
3037
3038         if( argc > 6 )
3039                 num = atoi(argv[6]);
3040
3041         cnt = argc - 7;
3042 #ifdef unix
3043         threads = malloc (cnt * sizeof(pthread_t));
3044 #else
3045         threads = GlobalAlloc (GMEM_FIXED|GMEM_ZEROINIT, cnt * sizeof(HANDLE));
3046 #endif
3047         args = malloc (cnt * sizeof(ThreadArg));
3048
3049         mgr = bt_mgr ((argv[1]), BT_rw, bits, poolsize, segsize, poolsize / 8);
3050
3051         if( !mgr ) {
3052                 fprintf(stderr, "Index Open Error %s\n", argv[1]);
3053                 exit (1);
3054         }
3055
3056         //      fire off threads
3057
3058         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ ) {
3059                 args[idx].infile = argv[idx + 7];
3060                 args[idx].type = argv[2];
3061                 args[idx].mgr = mgr;
3062                 args[idx].num = num;
3063                 args[idx].idx = idx;
3064 #ifdef unix
3065                 if( err = pthread_create (threads + idx, NULL, index_file, args + idx) )
3066                         fprintf(stderr, "Error creating thread %d\n", err);
3067 #else
3068                 threads[idx] = (HANDLE)_beginthreadex(NULL, 65536, index_file, args + idx, 0, NULL);
3069 #endif
3070         }
3071
3072         //      wait for termination
3073
3074 #ifdef unix
3075         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ )
3076                 pthread_join (threads[idx], NULL);
3077 #else
3078         WaitForMultipleObjects (cnt, threads, TRUE, INFINITE);
3079
3080         for( idx = 0; idx < cnt; idx++ )
3081                 CloseHandle(threads[idx]);
3082
3083 #endif
3084         elapsed = getCpuTime(0) - start;
3085         fprintf(stderr, " real %dm%.3fs\n", (int)(elapsed/60), elapsed - (int)(elapsed/60)*60);
3086         elapsed = getCpuTime(1);
3087         fprintf(stderr, " user %dm%.3fs\n", (int)(elapsed/60), elapsed - (int)(elapsed/60)*60);
3088         elapsed = getCpuTime(2);
3089         fprintf(stderr, " sys  %dm%.3fs\n", (int)(elapsed/60), elapsed - (int)(elapsed/60)*60);
3090
3091         bt_mgrclose (mgr);
3092 }
3093
3094 #endif  //STANDALONE