]> git.sur5r.net Git - openldap/blob - libraries/libmdb/mdb.c
Fix P_INVALID def
[openldap] / libraries / libmdb / mdb.c
1 #include <sys/types.h>
2 #include <sys/stat.h>
3 #include <sys/queue.h>
4 #include <sys/param.h>
5 #include <sys/uio.h>
6 #include <sys/mman.h>
7 #ifdef HAVE_SYS_FILE_H
8 #include <sys/file.h>
9 #endif
10
11 #include <assert.h>
12 #include <err.h>
13 #include <errno.h>
14 #include <fcntl.h>
15 #include <stddef.h>
16 #include <stdint.h>
17 #include <stdio.h>
18 #include <stdlib.h>
19 #include <string.h>
20 #include <time.h>
21 #include <unistd.h>
22
23 #include <openssl/sha.h>
24
25 #include "mdb.h"
26
27 #define DEBUG
28
29 #ifdef DEBUG
30 # define DPRINTF(...)   do { fprintf(stderr, "%s:%d: ", __func__, __LINE__); \
31                              fprintf(stderr, __VA_ARGS__); \
32                              fprintf(stderr, "\n"); } while(0)
33 #else
34 # define DPRINTF(...)
35 #endif
36
37 #define PAGESIZE         4096
38 #define MDB_MINKEYS      4
39 #define MDB_MAGIC        0xBEEFC0DE
40 #define MDB_VERSION      1
41 #define MAXKEYSIZE       255
42
43 #define P_INVALID        (~0L)
44
45 #define F_ISSET(w, f)    (((w) & (f)) == (f))
46
47 typedef ulong            pgno_t;
48 typedef uint16_t         indx_t;
49
50 /* Common header for all page types. Overflow pages
51  * occupy a number of contiguous pages with no
52  * headers on any page after the first.
53  */
54 typedef struct MDB_page {               /* represents a page of storage */
55         pgno_t          mp_pgno;                /* page number */
56 #define P_BRANCH         0x01           /* branch page */
57 #define P_LEAF           0x02           /* leaf page */
58 #define P_OVERFLOW       0x04           /* overflow page */
59 #define P_META           0x08           /* meta page */
60 #define P_HEAD           0x10           /* header page */
61 #define P_DIRTY          0x20           /* dirty page */
62         uint32_t        mp_flags;
63 #define mp_lower        mp_pb.pb.pb_lower
64 #define mp_upper        mp_pb.pb.pb_upper
65 #define mp_pages        mp_pb.pb_pages
66         union page_bounds {
67                 struct {
68                         indx_t          pb_lower;               /* lower bound of free space */
69                         indx_t          pb_upper;               /* upper bound of free space */
70                 } pb;
71                 uint32_t        pb_pages;       /* number of overflow pages */
72         } mp_pb;
73         indx_t          mp_ptrs[1];             /* dynamic size */
74 } MDB_page;
75
76 #define PAGEHDRSZ        offsetof(MDB_page, mp_ptrs)
77
78 #define NUMKEYS(p)       (((p)->mp_lower - PAGEHDRSZ) >> 1)
79 #define SIZELEFT(p)      (indx_t)((p)->mp_upper - (p)->mp_lower)
80 #define PAGEFILL(env, p) (1000 * ((env)->me_head.mh_psize - PAGEHDRSZ - SIZELEFT(p)) / \
81                                 ((env)->me_head.mh_psize - PAGEHDRSZ))
82 #define IS_LEAF(p)       F_ISSET((p)->mp_flags, P_LEAF)
83 #define IS_BRANCH(p)     F_ISSET((p)->mp_flags, P_BRANCH)
84 #define IS_OVERFLOW(p)   F_ISSET((p)->mp_flags, P_OVERFLOW)
85
86 typedef struct MDB_head {                       /* header page content */
87         uint32_t        mh_magic;
88         uint32_t        mh_version;
89         uint32_t        mh_flags;
90         uint32_t        mh_psize;                       /* page size */
91         void            *mh_address;            /* address for fixed mapping */
92         size_t          mh_mapsize;                     /* size of mmap region */
93 } MDB_head;
94
95 typedef struct MDB_rootstat {
96         pgno_t          mr_root;                        /* page number of root page */
97         MDB_stat        mr_stat;
98 } MDB_rootstat;
99
100 typedef struct MDB_meta {                       /* meta (footer) page content */
101         pgno_t          mm_root;                        /* page number of root page */
102         MDB_stat        mm_stat;
103         pgno_t          mm_prev_meta;           /* previous meta page number */
104 #define MDB_TOMBSTONE    0x01           /* file is replaced */
105         uint32_t        mm_flags;
106 #define mm_revisions mm_stat.ms_revisions
107 #define mm_created_at mm_stat.ms_created_at
108         uint8_t         mm_hash[SHA_DIGEST_LENGTH];
109 } MDB_meta;
110
111 typedef struct MDB_dhead {                                      /* a dirty page */
112         SIMPLEQ_ENTRY(MDB_dpage)         md_next;       /* queue of dirty pages */
113         MDB_page        *md_parent;
114         int                     md_pi;                          /* parent index */
115         int                     md_num;
116 } MDB_dhead;
117
118 typedef struct MDB_dpage {
119         MDB_dhead       h;
120         MDB_page        p;
121 } MDB_dpage;
122
123 SIMPLEQ_HEAD(dirty_queue, MDB_dpage);
124
125 typedef struct MDB_pageparent {
126         MDB_page *mp_page;
127         MDB_page *mp_parent;
128         int             mp_pi;
129 } MDB_pageparent;
130
131 static MDB_dpage *mdb_newpage(MDB_txn *txn, MDB_page *parent, int parent_idx, int num);
132 static int              mdb_touch(MDB_txn *txn, MDB_pageparent *mp);
133
134 typedef struct MDB_ppage {                                      /* ordered list of pages */
135         SLIST_ENTRY(MDB_ppage)   mp_entry;
136         MDB_page                *mp_page;
137         unsigned int    mp_ki;          /* cursor index on page */
138 } MDB_ppage;
139 SLIST_HEAD(page_stack, MDB_ppage);
140
141 #define CURSOR_EMPTY(c)          SLIST_EMPTY(&(c)->mc_stack)
142 #define CURSOR_TOP(c)            SLIST_FIRST(&(c)->mc_stack)
143 #define CURSOR_POP(c)            SLIST_REMOVE_HEAD(&(c)->mc_stack, mp_entry)
144 #define CURSOR_PUSH(c,p)         SLIST_INSERT_HEAD(&(c)->mc_stack, p, mp_entry)
145
146 struct MDB_cursor {
147         MDB_db          *mc_db;
148         MDB_txn         *mc_txn;
149         struct page_stack        mc_stack;              /* stack of parent pages */
150         short           mc_initialized; /* 1 if initialized */
151         short           mc_eof;         /* 1 if end is reached */
152 };
153
154 #define METAHASHLEN      offsetof(MDB_meta, mm_hash)
155 #define METADATA(p)      ((void *)((char *)p + PAGEHDRSZ))
156
157 typedef struct MDB_node {
158 #define mn_pgno          mn_p.np_pgno
159 #define mn_dsize         mn_p.np_dsize
160         union {
161                 pgno_t           np_pgno;       /* child page number */
162                 uint32_t         np_dsize;      /* leaf data size */
163         } mn_p;
164         uint16_t        mn_ksize;                       /* key size */
165 #define F_BIGDATA        0x01                   /* data put on overflow page */
166         uint8_t         mn_flags;
167         char            mn_data[1];
168 } MDB_node;
169
170 struct MDB_txn {
171         pgno_t          mt_root;                /* current / new root page */
172         pgno_t          mt_next_pgno;   /* next unallocated page */
173         pgno_t          mt_first_pgno;
174         MDB_env         *mt_env;        
175         struct dirty_queue      *mt_dirty_queue;        /* modified pages */
176 #define MDB_TXN_RDONLY           0x01           /* read-only transaction */
177 #define MDB_TXN_ERROR            0x02           /* an error has occurred */
178         unsigned int             mt_flags;
179 };
180
181 /* Must be same as MDB_db, minus md_root/md_stat */
182 typedef struct MDB_db0 {
183         unsigned int    md_flags;
184         MDB_cmp_func    *md_cmp;                /* user compare function */
185         MDB_rel_func    *md_rel;                /* user relocate function */
186         MDB_db                  *md_parent;             /* parent tree */
187         MDB_env                 *md_env;
188 } MDB_db0;
189
190 struct MDB_db {
191         unsigned int    md_flags;
192         MDB_cmp_func    *md_cmp;                /* user compare function */
193         MDB_rel_func    *md_rel;                /* user relocate function */
194         MDB_db                  *md_parent;             /* parent tree */
195         MDB_env                 *md_env;
196         pgno_t                  md_root;                /* page number of root page */
197         MDB_stat                md_stat;
198 };
199
200 struct MDB_env {
201         int                     me_fd;
202 #define MDB_FIXPADDING           0x01           /* internal */
203         uint32_t        me_flags;
204         char            *me_path;
205         char *me_map;
206         MDB_head        me_head;
207         MDB_db0         me_db;          /* first DB, overlaps with meta */
208         MDB_meta        me_meta;
209         MDB_txn *me_txn;                /* current write transaction */
210         size_t          me_mapsize;
211         off_t           me_size;                /* current file size */
212 };
213
214 #define NODESIZE         offsetof(MDB_node, mn_data)
215
216 #define INDXSIZE(k)      (NODESIZE + ((k) == NULL ? 0 : (k)->mv_size))
217 #define LEAFSIZE(k, d)   (NODESIZE + (k)->mv_size + (d)->mv_size)
218 #define NODEPTR(p, i)    ((MDB_node *)((char *)(p) + (p)->mp_ptrs[i]))
219 #define NODEKEY(node)    (void *)((node)->mn_data)
220 #define NODEDATA(node)   (void *)((char *)(node)->mn_data + (node)->mn_ksize)
221 #define NODEPGNO(node)   ((node)->mn_pgno)
222 #define NODEDSZ(node)    ((node)->mn_dsize)
223
224 #define MDB_COMMIT_PAGES         64     /* max number of pages to write in one commit */
225 #define MDB_MAXCACHE_DEF         1024   /* max number of pages to keep in cache  */
226
227 static int  mdb_search_page_root(MDB_db *db,
228                             MDB_val *key,
229                             MDB_cursor *cursor, int modify,
230                             MDB_pageparent *mpp);
231 static int  mdb_search_page(MDB_db *db,
232                             MDB_txn *txn, MDB_val *key,
233                             MDB_cursor *cursor, int modify,
234                             MDB_pageparent *mpp);
235
236 static int  mdbenv_write_header(MDB_env *env);
237 static int  mdbenv_read_header(MDB_env *env);
238 static int  mdb_check_meta_page(MDB_page *p);
239 static int  mdbenv_read_meta(MDB_env *env, pgno_t *p_next);
240 static int  mdbenv_write_meta(MDB_env *env, pgno_t root,
241                             unsigned int flags);
242 static MDB_page *mdbenv_get_page(MDB_env *env, pgno_t pgno);
243
244 static MDB_node *mdb_search_node(MDB_db *db, MDB_page *mp,
245                             MDB_val *key, int *exactp, unsigned int *kip);
246 static int  mdb_add_node(MDB_db *bt, MDB_page *mp,
247                             indx_t indx, MDB_val *key, MDB_val *data,
248                             pgno_t pgno, uint8_t flags);
249 static void mdb_del_node(MDB_db *bt, MDB_page *mp,
250                             indx_t indx);
251 static int  mdb_read_data(MDB_db *bt, MDB_page *mp,
252                             MDB_node *leaf, MDB_val *data);
253
254 static int               mdb_rebalance(MDB_db *bt, MDB_pageparent *mp);
255 static int               mdb_update_key(MDB_db *bt, MDB_page *mp,
256                             indx_t indx, MDB_val *key);
257 static int               mdb_move_node(MDB_db *bt, 
258                                 MDB_pageparent *src, indx_t srcindx,
259                                 MDB_pageparent *dst, indx_t dstindx);
260 static int               mdb_merge(MDB_db *bt, MDB_pageparent *src,
261                             MDB_pageparent *dst);
262 static int               mdb_split(MDB_db *bt, MDB_page **mpp,
263                             unsigned int *newindxp, MDB_val *newkey,
264                             MDB_val *newdata, pgno_t newpgno);
265 static MDB_dpage *mdbenv_new_page(MDB_env *env, uint32_t flags, int num);
266
267 static void              cursor_pop_page(MDB_cursor *cursor);
268 static MDB_ppage *cursor_push_page(MDB_cursor *cursor,
269                             MDB_page *mp);
270
271 static int               mdb_set_key(MDB_db *bt, MDB_page *mp,
272                             MDB_node *node, MDB_val *key);
273 static int               mdb_sibling(MDB_cursor *cursor, int move_right);
274 static int               mdb_cursor_next(MDB_cursor *cursor,
275                             MDB_val *key, MDB_val *data);
276 static int               mdb_cursor_set(MDB_cursor *cursor,
277                             MDB_val *key, MDB_val *data, int *exactp);
278 static int               mdb_cursor_first(MDB_cursor *cursor,
279                             MDB_val *key, MDB_val *data);
280
281 static size_t            mdb_leaf_size(MDB_db *bt, MDB_val *key,
282                             MDB_val *data);
283 static size_t            mdb_branch_size(MDB_db *bt, MDB_val *key);
284
285 static pgno_t            mdbenv_compact_tree(MDB_env *env, pgno_t pgno,
286                             MDB_env *envc);
287
288 static int               memncmp(const void *s1, size_t n1,
289                                  const void *s2, size_t n2);
290 static int               memnrcmp(const void *s1, size_t n1,
291                                   const void *s2, size_t n2);
292
293 static int
294 memncmp(const void *s1, size_t n1, const void *s2, size_t n2)
295 {
296         if (n1 < n2) {
297                 if (memcmp(s1, s2, n1) == 0)
298                         return -1;
299         }
300         else if (n1 > n2) {
301                 if (memcmp(s1, s2, n2) == 0)
302                         return 1;
303         }
304         return memcmp(s1, s2, n1);
305 }
306
307 static int
308 memnrcmp(const void *s1, size_t n1, const void *s2, size_t n2)
309 {
310         const unsigned char     *p1;
311         const unsigned char     *p2;
312
313         if (n1 == 0)
314                 return n2 == 0 ? 0 : -1;
315
316         if (n2 == 0)
317                 return n1 == 0 ? 0 : 1;
318
319         p1 = (const unsigned char *)s1 + n1 - 1;
320         p2 = (const unsigned char *)s2 + n2 - 1;
321
322         while (*p1 == *p2) {
323                 if (p1 == s1)
324                         return (p2 == s2) ? 0 : -1;
325                 if (p2 == s2)
326                         return (p1 == p2) ? 0 : 1;
327                 p1--;
328                 p2--;
329         }
330         return *p1 - *p2;
331 }
332
333 int
334 mdb_cmp(MDB_db *db, const MDB_val *a, const MDB_val *b)
335 {
336         return db->md_cmp(a, b);
337 }
338
339 static int
340 _mdb_cmp(MDB_db *db, const MDB_val *key1, const MDB_val *key2)
341 {
342         if (F_ISSET(db->md_flags, MDB_REVERSEKEY))
343                 return memnrcmp(key1->mv_data, key1->mv_size, key2->mv_data, key2->mv_size);
344         else
345                 return memncmp((char *)key1->mv_data, key1->mv_size, key2->mv_data, key2->mv_size);
346 }
347
348 /* Allocate new page(s) for writing */
349 static MDB_dpage *
350 mdb_newpage(MDB_txn *txn, MDB_page *parent, int parent_idx, int num)
351 {
352         MDB_dpage *dp;
353
354         if ((dp = malloc(txn->mt_env->me_head.mh_psize * num + sizeof(MDB_dhead))) == NULL)
355                 return NULL;
356         dp->h.md_num = num;
357         dp->h.md_parent = parent;
358         dp->h.md_pi = parent_idx;
359         SIMPLEQ_INSERT_TAIL(txn->mt_dirty_queue, dp, h.md_next);
360         dp->p.mp_pgno = txn->mt_next_pgno;
361         txn->mt_next_pgno += num;
362
363         return dp;
364 }
365
366 /* Touch a page: make it dirty and re-insert into tree with updated pgno.
367  */
368 static int
369 mdb_touch(MDB_txn *txn, MDB_pageparent *pp)
370 {
371         int rc;
372         MDB_page *mp = pp->mp_page;
373         pgno_t  pgno;
374         assert(txn != NULL);
375         assert(pp != NULL);
376
377         if (!F_ISSET(mp->mp_flags, P_DIRTY)) {
378                 MDB_dpage *dp;
379                 DPRINTF("touching page %lu -> %lu", mp->mp_pgno, txn->mt_next_pgno);
380                 if ((dp = mdb_newpage(txn, pp->mp_parent, pp->mp_pi, 1)) == NULL)
381                         return ENOMEM;
382                 pgno = dp->p.mp_pgno;
383                 bcopy(mp, &dp->p, txn->mt_env->me_head.mh_psize);
384                 mp = &dp->p;
385                 mp->mp_pgno = pgno;
386                 mp->mp_flags |= P_DIRTY;
387
388                 /* Update the page number to new touched page. */
389                 if (pp->mp_parent != NULL)
390                         NODEPGNO(NODEPTR(pp->mp_parent, pp->mp_pi)) = mp->mp_pgno;
391                 pp->mp_page = mp;
392         }
393         return 0;
394 }
395
396 int
397 mdbenv_sync(MDB_env *env)
398 {
399         int rc = 0;
400         if (!F_ISSET(env->me_flags, MDB_NOSYNC)) {
401                 if (fsync(env->me_fd))
402                         rc = errno;
403         }
404         return rc;
405 }
406
407 int
408 mdb_txn_begin(MDB_env *env, int rdonly, MDB_txn **ret)
409 {
410         MDB_txn *txn;
411         int rc;
412
413         if (!rdonly && env->me_txn != NULL) {
414                 DPRINTF("write transaction already begun");
415                 return EBUSY;
416         }
417
418         if ((txn = calloc(1, sizeof(*txn))) == NULL) {
419                 DPRINTF("calloc: %s", strerror(errno));
420                 return ENOMEM;
421         }
422
423         if (rdonly) {
424                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_RDONLY;
425         } else {
426                 txn->mt_dirty_queue = calloc(1, sizeof(*txn->mt_dirty_queue));
427                 if (txn->mt_dirty_queue == NULL) {
428                         free(txn);
429                         return ENOMEM;
430                 }
431                 SIMPLEQ_INIT(txn->mt_dirty_queue);
432
433 #if 0
434                 DPRINTF("taking write lock on txn %p", txn);
435                 if (flock(bt->fd, LOCK_EX | LOCK_NB) != 0) {
436                         DPRINTF("flock: %s", strerror(errno));
437                         errno = EBUSY;
438                         free(txn->dirty_queue);
439                         free(txn);
440                         return NULL;
441                 }
442 #endif
443                 env->me_txn = txn;
444         }
445
446         txn->mt_env = env;
447
448         if ((rc = mdbenv_read_meta(env, &txn->mt_next_pgno)) != MDB_SUCCESS) {
449                 mdb_txn_abort(txn);
450                 return rc;
451         }
452
453         txn->mt_first_pgno = txn->mt_next_pgno;
454         txn->mt_root = env->me_meta.mm_root;
455         DPRINTF("begin transaction on mdbenv %p, root page %lu", env, txn->mt_root);
456
457         *ret = txn;
458         return MDB_SUCCESS;
459 }
460
461 void
462 mdb_txn_abort(MDB_txn *txn)
463 {
464         MDB_dpage *dp;
465         MDB_env *env;
466
467         if (txn == NULL)
468                 return;
469
470         env = txn->mt_env;
471         DPRINTF("abort transaction on mdbenv %p, root page %lu", env, txn->mt_root);
472
473         if (!F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
474                 /* Discard all dirty pages.
475                  */
476                 while (!SIMPLEQ_EMPTY(txn->mt_dirty_queue)) {
477                         dp = SIMPLEQ_FIRST(txn->mt_dirty_queue);
478                         SIMPLEQ_REMOVE_HEAD(txn->mt_dirty_queue, h.md_next);
479                         free(dp);
480                 }
481
482 #if 0
483                 DPRINTF("releasing write lock on txn %p", txn);
484                 txn->bt->txn = NULL;
485                 if (flock(txn->bt->fd, LOCK_UN) != 0) {
486                         DPRINTF("failed to unlock fd %d: %s",
487                             txn->bt->fd, strerror(errno));
488                 }
489 #endif
490                 free(txn->mt_dirty_queue);
491         }
492
493         if (txn == env->me_txn)
494                 env->me_txn = NULL;
495         free(txn);
496 }
497
498 int
499 mdb_txn_commit(MDB_txn *txn)
500 {
501         int              n, done;
502         ssize_t          rc;
503         off_t            size;
504         MDB_dpage       *dp;
505         MDB_env *env;
506         struct iovec     iov[MDB_COMMIT_PAGES];
507
508         assert(txn != NULL);
509         assert(txn->mt_env != NULL);
510
511         env = txn->mt_env;
512
513         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
514                 DPRINTF("attempt to commit read-only transaction");
515                 mdb_txn_abort(txn);
516                 return EPERM;
517         }
518
519         if (txn != env->me_txn) {
520                 DPRINTF("attempt to commit unknown transaction");
521                 mdb_txn_abort(txn);
522                 return EINVAL;
523         }
524
525         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_ERROR)) {
526                 DPRINTF("error flag is set, can't commit");
527                 mdb_txn_abort(txn);
528                 return EINVAL;
529         }
530
531         if (SIMPLEQ_EMPTY(txn->mt_dirty_queue))
532                 goto done;
533
534         if (F_ISSET(env->me_flags, MDB_FIXPADDING)) {
535                 size = lseek(env->me_fd, 0, SEEK_END);
536                 size += env->me_head.mh_psize - (size % env->me_head.mh_psize);
537                 DPRINTF("extending to multiple of page size: %lu", size);
538                 if (ftruncate(env->me_fd, size) != 0) {
539                         n = errno;
540                         DPRINTF("ftruncate: %s", strerror(errno));
541                         mdb_txn_abort(txn);
542                         return n;
543                 }
544                 env->me_flags ^= MDB_FIXPADDING;
545         }
546
547         DPRINTF("committing transaction on mdbenv %p, root page %lu",
548             env, txn->mt_root);
549
550         /* Commit up to MDB_COMMIT_PAGES dirty pages to disk until done.
551          */
552         do {
553                 n = 0;
554                 done = 1;
555                 SIMPLEQ_FOREACH(dp, txn->mt_dirty_queue, h.md_next) {
556                         DPRINTF("committing page %lu", dp->p.mp_pgno);
557                         iov[n].iov_len = env->me_head.mh_psize * dp->h.md_num;
558                         iov[n].iov_base = &dp->p;
559                         /* clear dirty flag */
560                         dp->p.mp_flags &= ~P_DIRTY;
561                         if (++n >= MDB_COMMIT_PAGES) {
562                                 done = 0;
563                                 break;
564                         }
565                 }
566
567                 if (n == 0)
568                         break;
569
570                 DPRINTF("committing %u dirty pages", n);
571                 rc = writev(env->me_fd, iov, n);
572                 if (rc != (ssize_t)env->me_head.mh_psize*n) {
573                         n = errno;
574                         if (rc > 0)
575                                 DPRINTF("short write, filesystem full?");
576                         else
577                                 DPRINTF("writev: %s", strerror(errno));
578                         mdb_txn_abort(txn);
579                         return n;
580                 }
581
582                 /* Drop the dirty pages.
583                  */
584                 while (!SIMPLEQ_EMPTY(txn->mt_dirty_queue)) {
585                         dp = SIMPLEQ_FIRST(txn->mt_dirty_queue);
586                         SIMPLEQ_REMOVE_HEAD(txn->mt_dirty_queue, h.md_next);
587                         free(dp);
588                         if (--n == 0)
589                                 break;
590                 }
591         } while (!done);
592
593         if ((n = mdbenv_sync(env)) != 0 ||
594             (n = mdbenv_write_meta(env, txn->mt_root, 0)) != MDB_SUCCESS ||
595             (n = mdbenv_sync(env)) != 0) {
596                 mdb_txn_abort(txn);
597                 return n;
598         }
599         txn = NULL;
600         env->me_txn = NULL;
601
602 done:
603         mdb_txn_abort(txn);
604
605         return MDB_SUCCESS;
606 }
607
608 static int
609 mdbenv_write_header(MDB_env *env)
610 {
611         struct stat      sb;
612         MDB_head        *h;
613         MDB_page        *p;
614         ssize_t          rc;
615         unsigned int     psize;
616
617         DPRINTF("writing header page");
618         assert(env != NULL);
619
620         psize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
621
622         if ((p = calloc(1, psize)) == NULL)
623                 return ENOMEM;
624         p->mp_flags = P_HEAD;
625
626         env->me_head.mh_psize = psize;
627         env->me_head.mh_flags = env->me_flags & 0xffff;
628
629         h = METADATA(p);
630         bcopy(&env->me_head, h, sizeof(*h));
631
632         rc = write(env->me_fd, p, env->me_head.mh_psize);
633         free(p);
634         if (rc != (ssize_t)env->me_head.mh_psize) {
635                 int err = errno;
636                 if (rc > 0)
637                         DPRINTF("short write, filesystem full?");
638                 return err;
639         }
640
641         return MDB_SUCCESS;
642 }
643
644 static int
645 mdbenv_read_header(MDB_env *env)
646 {
647         char             page[PAGESIZE];
648         MDB_page        *p;
649         MDB_head        *h;
650         int              rc;
651
652         assert(env != NULL);
653
654         /* We don't know the page size yet, so use a minimum value.
655          */
656
657         if ((rc = pread(env->me_fd, page, PAGESIZE, 0)) == 0) {
658                 return ENOENT;
659         } else if (rc != PAGESIZE) {
660                 if (rc > 0)
661                         errno = EINVAL;
662                 DPRINTF("read: %s", strerror(errno));
663                 return errno;
664         }
665
666         p = (MDB_page *)page;
667
668         if (!F_ISSET(p->mp_flags, P_HEAD)) {
669                 DPRINTF("page %lu not a header page", p->mp_pgno);
670                 return EINVAL;
671         }
672
673         h = METADATA(p);
674         if (h->mh_magic != MDB_MAGIC) {
675                 DPRINTF("header has invalid magic");
676                 return EINVAL;
677         }
678
679         if (h->mh_version != MDB_VERSION) {
680                 DPRINTF("database is version %u, expected version %u",
681                     h->mh_version, MDB_VERSION);
682                 return EINVAL;
683         }
684
685         bcopy(h, &env->me_head, sizeof(*h));
686         return 0;
687 }
688
689 static int
690 mdbenv_write_meta(MDB_env *env, pgno_t root, unsigned int flags)
691 {
692         MDB_dpage       *dp;
693         MDB_meta        *meta;
694         ssize_t          rc;
695
696         DPRINTF("writing meta page for root page %lu", root);
697
698         assert(env != NULL);
699         assert(env->me_txn != NULL);
700
701         if ((dp = mdbenv_new_page(env, P_META, 1)) == NULL)
702                 return ENOMEM;
703
704         env->me_meta.mm_prev_meta = env->me_meta.mm_root;
705         env->me_meta.mm_root = root;
706         env->me_meta.mm_flags = flags;
707         env->me_meta.mm_created_at = time(0);
708         env->me_meta.mm_revisions++;
709         SHA1((unsigned char *)&env->me_meta, METAHASHLEN, env->me_meta.mm_hash);
710
711         /* Copy the meta data changes to the new meta page. */
712         meta = METADATA(&dp->p);
713         bcopy(&env->me_meta, meta, sizeof(*meta));
714
715         rc = write(env->me_fd, &dp->p, env->me_head.mh_psize);
716         SIMPLEQ_REMOVE_HEAD(env->me_txn->mt_dirty_queue, h.md_next);
717         free(dp);
718         if (rc != (ssize_t)env->me_head.mh_psize) {
719                 int err = errno;
720                 if (rc > 0)
721                         DPRINTF("short write, filesystem full?");
722                 return err;
723         }
724
725         if ((env->me_size = lseek(env->me_fd, 0, SEEK_END)) == -1) {
726                 DPRINTF("failed to update file size: %s", strerror(errno));
727                 env->me_size = 0;
728         }
729
730         return MDB_SUCCESS;
731 }
732
733 /* Returns true if page p is a valid meta page, false otherwise.
734  */
735 static int
736 mdb_check_meta_page(MDB_page *p)
737 {
738         MDB_meta        *m;
739         unsigned char    hash[SHA_DIGEST_LENGTH];
740
741         m = METADATA(p);
742         if (!F_ISSET(p->mp_flags, P_META)) {
743                 DPRINTF("page %lu not a meta page", p->mp_pgno);
744                 return EINVAL;
745         }
746
747         if (m->mm_root >= p->mp_pgno && m->mm_root != P_INVALID) {
748                 DPRINTF("page %lu points to an invalid root page", p->mp_pgno);
749                 return EINVAL;
750         }
751
752         SHA1((unsigned char *)m, METAHASHLEN, hash);
753         if (bcmp(hash, m->mm_hash, SHA_DIGEST_LENGTH) != 0) {
754                 DPRINTF("page %lu has an invalid digest", p->mp_pgno);
755                 return EINVAL;
756         }
757
758         return 0;
759 }
760
761 static int
762 mdbenv_read_meta(MDB_env *env, pgno_t *p_next)
763 {
764         MDB_page        *mp;
765         MDB_meta        *meta;
766         pgno_t           meta_pgno, next_pgno;
767         off_t            size;
768
769         assert(env != NULL);
770
771         if ((size = lseek(env->me_fd, 0, SEEK_END)) == -1)
772                 goto fail;
773
774         DPRINTF("mdbenv_read_meta: size = %lu", size);
775
776         if (size < env->me_size) {
777                 DPRINTF("file has shrunk!");
778                 errno = EIO;
779                 goto fail;
780         }
781
782         if (size == env->me_head.mh_psize) {            /* there is only the header */
783                 if (p_next != NULL)
784                         *p_next = 1;
785                 env->me_meta.mm_stat.ms_psize = env->me_head.mh_psize;
786                 return MDB_SUCCESS;             /* new file */
787         }
788
789         next_pgno = size / env->me_head.mh_psize;
790         if (next_pgno == 0) {
791                 DPRINTF("corrupt file");
792                 errno = EIO;
793                 goto fail;
794         }
795
796         meta_pgno = next_pgno - 1;
797
798         if (size % env->me_head.mh_psize != 0) {
799                 DPRINTF("filesize not a multiple of the page size!");
800                 env->me_flags |= MDB_FIXPADDING;
801                 next_pgno++;
802         }
803
804         if (p_next != NULL)
805                 *p_next = next_pgno;
806
807         if (size == env->me_size) {
808                 DPRINTF("size unchanged, keeping current meta page");
809                 if (F_ISSET(env->me_meta.mm_flags, MDB_TOMBSTONE)) {
810                         DPRINTF("file is dead");
811                         errno = ESTALE;
812                         return MDB_FAIL;
813                 } else
814                         return MDB_SUCCESS;
815         } else {
816                 env->me_size = size;
817         }
818
819         while (meta_pgno > 0) {
820                 if ((mp = mdbenv_get_page(env, meta_pgno)) == NULL)
821                         break;
822                 if (!mdb_check_meta_page(mp)) {
823                         meta = METADATA(mp);
824                         DPRINTF("flags = 0x%x", meta->mm_flags);
825                         if (F_ISSET(meta->mm_flags, MDB_TOMBSTONE)) {
826                                 DPRINTF("file is dead");
827                                 errno = ESTALE;
828                                 return MDB_FAIL;
829                         } else {
830                                 /* Make copy of last meta page. */
831                                 bcopy(meta, &env->me_meta, sizeof(env->me_meta));
832                                 return MDB_SUCCESS;
833                         }
834                 }
835                 --meta_pgno;    /* scan backwards to first valid meta page */
836         }
837
838         errno = EIO;
839 fail:
840         if (p_next != NULL)
841                 *p_next = P_INVALID;
842         return MDB_FAIL;
843 }
844
845 int
846 mdbenv_create(MDB_env **env, size_t size)
847 {
848         MDB_env *e;
849
850         e = calloc(1, sizeof(*e));
851         if (!e) return ENOMEM;
852
853         e->me_head.mh_magic = MDB_MAGIC;
854         e->me_head.mh_version = MDB_VERSION;
855         e->me_mapsize = e->me_head.mh_mapsize = size;
856         e->me_db.md_env = e;
857         *env = e;
858         return MDB_SUCCESS;
859 }
860
861 int
862 mdbenv_open2(MDB_env *env, unsigned int flags)
863 {
864         int i, newenv = 0;
865
866         i = fcntl(env->me_fd, F_GETFL, 0);
867         if (fcntl(env->me_fd, F_SETFL, i | O_APPEND) == -1)
868                 return errno;
869
870         env->me_flags = flags;
871         env->me_flags &= ~MDB_FIXPADDING;
872         env->me_meta.mm_root = P_INVALID;
873
874         if ((i = mdbenv_read_header(env)) != 0) {
875                 if (i != ENOENT)
876                         return i;
877                 DPRINTF("new mdbenv");
878                 newenv = 1;
879         }
880
881         if (!env->me_mapsize)
882                 env->me_mapsize = env->me_head.mh_mapsize;
883
884         i = MAP_SHARED;
885         if (env->me_head.mh_address && (flags & MDB_FIXEDMAP))
886                 i |= MAP_FIXED;
887         env->me_map = mmap(env->me_head.mh_address, env->me_mapsize, PROT_READ, i,
888                 env->me_fd, 0);
889         if (env->me_map == MAP_FAILED)
890                 return errno;
891
892         if (newenv) {
893                 env->me_head.mh_mapsize = env->me_mapsize;
894                 if (flags & MDB_FIXEDMAP)
895                         env->me_head.mh_address = env->me_map;
896                 i = mdbenv_write_header(env);
897                 if (i != MDB_SUCCESS) {
898                         munmap(env->me_map, env->me_mapsize);
899                         return i;
900                 }
901         }
902
903         if ((i = mdbenv_read_meta(env, NULL)) != 0)
904                 return i;
905
906         DPRINTF("opened database version %u, pagesize %u",
907             env->me_head.mh_version, env->me_head.mh_psize);
908         DPRINTF("timestamp: %s", ctime(&env->me_meta.mm_created_at));
909         DPRINTF("depth: %u", env->me_meta.mm_stat.ms_depth);
910         DPRINTF("entries: %lu", env->me_meta.mm_stat.ms_entries);
911         DPRINTF("revisions: %lu", env->me_meta.mm_stat.ms_revisions);
912         DPRINTF("branch pages: %lu", env->me_meta.mm_stat.ms_branch_pages);
913         DPRINTF("leaf pages: %lu", env->me_meta.mm_stat.ms_leaf_pages);
914         DPRINTF("overflow pages: %lu", env->me_meta.mm_stat.ms_overflow_pages);
915         DPRINTF("root: %lu", env->me_meta.mm_root);
916         DPRINTF("previous me_meta.me_page: %lu", env->me_meta.mm_prev_meta);
917
918         return MDB_SUCCESS;
919 }
920
921 int
922 mdbenv_open(MDB_env *env, const char *path, unsigned int flags, mode_t mode)
923 {
924         int              oflags, rc;
925
926         if (F_ISSET(flags, MDB_RDONLY))
927                 oflags = O_RDONLY;
928         else
929                 oflags = O_RDWR | O_CREAT | O_APPEND;
930
931         if ((env->me_fd = open(path, oflags, mode)) == -1)
932                 return errno;
933
934         if ((rc = mdbenv_open2(env, flags)) != MDB_SUCCESS) {
935                 close(env->me_fd);
936                 env->me_fd = -1;
937         } else {
938                 env->me_path = strdup(path);
939                 DPRINTF("opened dbenv %p", env);
940         }
941
942         return rc;
943 }
944
945 void
946 mdbenv_close(MDB_env *env)
947 {
948         if (env == NULL)
949                 return;
950
951         free(env->me_path);
952
953         if (env->me_map) {
954                 munmap(env->me_map, env->me_mapsize);
955         }
956         close(env->me_fd);
957 }
958
959 /* Search for key within a leaf page, using binary search.
960  * Returns the smallest entry larger or equal to the key.
961  * If exactp is non-null, stores whether the found entry was an exact match
962  * in *exactp (1 or 0).
963  * If kip is non-null, stores the index of the found entry in *kip.
964  * If no entry larger or equal to the key is found, returns NULL.
965  */
966 static MDB_node *
967 mdb_search_node(MDB_db *bt, MDB_page *mp, MDB_val *key,
968     int *exactp, unsigned int *kip)
969 {
970         unsigned int     i = 0;
971         int              low, high;
972         int              rc = 0;
973         MDB_node        *node;
974         MDB_val  nodekey;
975
976         DPRINTF("searching %lu keys in %s page %lu",
977             NUMKEYS(mp),
978             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch",
979             mp->mp_pgno);
980
981         assert(NUMKEYS(mp) > 0);
982
983         bzero(&nodekey, sizeof(nodekey));
984
985         low = IS_LEAF(mp) ? 0 : 1;
986         high = NUMKEYS(mp) - 1;
987         while (low <= high) {
988                 i = (low + high) >> 1;
989                 node = NODEPTR(mp, i);
990
991                 nodekey.mv_size = node->mn_ksize;
992                 nodekey.mv_data = NODEKEY(node);
993
994                 if (bt->md_cmp)
995                         rc = bt->md_cmp(key, &nodekey);
996                 else
997                         rc = _mdb_cmp(bt, key, &nodekey);
998
999                 if (IS_LEAF(mp))
1000                         DPRINTF("found leaf index %u [%.*s], rc = %i",
1001                             i, (int)nodekey.mv_size, (char *)nodekey.mv_data, rc);
1002                 else
1003                         DPRINTF("found branch index %u [%.*s -> %lu], rc = %i",
1004                             i, (int)node->mn_ksize, (char *)NODEKEY(node),
1005                             node->mn_pgno, rc);
1006
1007                 if (rc == 0)
1008                         break;
1009                 if (rc > 0)
1010                         low = i + 1;
1011                 else
1012                         high = i - 1;
1013         }
1014
1015         if (rc > 0) {   /* Found entry is less than the key. */
1016                 i++;    /* Skip to get the smallest entry larger than key. */
1017                 if (i >= NUMKEYS(mp))
1018                         /* There is no entry larger or equal to the key. */
1019                         return NULL;
1020         }
1021         if (exactp)
1022                 *exactp = (rc == 0);
1023         if (kip)        /* Store the key index if requested. */
1024                 *kip = i;
1025
1026         return NODEPTR(mp, i);
1027 }
1028
1029 static void
1030 cursor_pop_page(MDB_cursor *cursor)
1031 {
1032         MDB_ppage       *top;
1033
1034         top = CURSOR_TOP(cursor);
1035         CURSOR_POP(cursor);
1036
1037         DPRINTF("popped page %lu off cursor %p", top->mp_page->mp_pgno, cursor);
1038
1039         free(top);
1040 }
1041
1042 static MDB_ppage *
1043 cursor_push_page(MDB_cursor *cursor, MDB_page *mp)
1044 {
1045         MDB_ppage       *ppage;
1046
1047         DPRINTF("pushing page %lu on cursor %p", mp->mp_pgno, cursor);
1048
1049         if ((ppage = calloc(1, sizeof(*ppage))) == NULL)
1050                 return NULL;
1051         ppage->mp_page = mp;
1052         CURSOR_PUSH(cursor, ppage);
1053         return ppage;
1054 }
1055
1056 static MDB_page *
1057 mdbenv_get_page(MDB_env *env, pgno_t pgno)
1058 {
1059         MDB_page *p = NULL;
1060         MDB_txn *txn = env->me_txn;
1061
1062         if (txn && pgno >= txn->mt_first_pgno &&
1063                 !SIMPLEQ_EMPTY(txn->mt_dirty_queue)) {
1064                 MDB_dpage *dp;
1065                 SIMPLEQ_FOREACH(dp, txn->mt_dirty_queue, h.md_next) {
1066                         if (dp->p.mp_pgno == pgno) {
1067                                 p = &dp->p;
1068                                 break;
1069                         }
1070                 }
1071         } else {
1072                 p = (MDB_page *)(env->me_map + env->me_head.mh_psize * pgno);
1073         }
1074         return p;
1075 }
1076
1077 static int
1078 mdb_search_page_root(MDB_db *bt, MDB_val *key,
1079     MDB_cursor *cursor, int modify, MDB_pageparent *mpp)
1080 {
1081         MDB_page        *mp = mpp->mp_page;
1082         int rc;
1083
1084         if (cursor && cursor_push_page(cursor, mp) == NULL)
1085                 return MDB_FAIL;
1086
1087         while (IS_BRANCH(mp)) {
1088                 unsigned int     i = 0;
1089                 MDB_node        *node;
1090
1091                 DPRINTF("branch page %lu has %lu keys", mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp));
1092                 assert(NUMKEYS(mp) > 1);
1093                 DPRINTF("found index 0 to page %lu", NODEPGNO(NODEPTR(mp, 0)));
1094
1095                 if (key == NULL)        /* Initialize cursor to first page. */
1096                         i = 0;
1097                 else {
1098                         int      exact;
1099                         node = mdb_search_node(bt, mp, key, &exact, &i);
1100                         if (node == NULL)
1101                                 i = NUMKEYS(mp) - 1;
1102                         else if (!exact) {
1103                                 assert(i > 0);
1104                                 i--;
1105                         }
1106                 }
1107
1108                 if (key)
1109                         DPRINTF("following index %u for key %.*s",
1110                             i, (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1111                 assert(i >= 0 && i < NUMKEYS(mp));
1112                 node = NODEPTR(mp, i);
1113
1114                 if (cursor)
1115                         CURSOR_TOP(cursor)->mp_ki = i;
1116
1117                 mpp->mp_parent = mp;
1118                 if ((mp = mdbenv_get_page(bt->md_env, NODEPGNO(node))) == NULL)
1119                         return MDB_FAIL;
1120                 mpp->mp_pi = i;
1121                 mpp->mp_page = mp;
1122
1123                 if (cursor && cursor_push_page(cursor, mp) == NULL)
1124                         return MDB_FAIL;
1125
1126                 if (modify) {
1127                         MDB_dhead *dh = ((MDB_dhead *)mp)-1;
1128                         if (rc = mdb_touch(bt->md_env->me_txn, mpp))
1129                                 return rc;
1130                         dh = ((MDB_dhead *)mpp->mp_page)-1;
1131                         dh->md_parent = mpp->mp_parent;
1132                         dh->md_pi = mpp->mp_pi;
1133                 }
1134
1135                 mp = mpp->mp_page;
1136         }
1137
1138         if (!IS_LEAF(mp)) {
1139                 DPRINTF("internal error, index points to a %02X page!?",
1140                     mp->mp_flags);
1141                 return MDB_FAIL;
1142         }
1143
1144         DPRINTF("found leaf page %lu for key %.*s", mp->mp_pgno,
1145             key ? (int)key->mv_size : 0, key ? (char *)key->mv_data : NULL);
1146
1147         return MDB_SUCCESS;
1148 }
1149
1150 /* Search for the page a given key should be in.
1151  * Stores a pointer to the found page in *mpp.
1152  * If key is NULL, search for the lowest page (used by mdb_cursor_first).
1153  * If cursor is non-null, pushes parent pages on the cursor stack.
1154  * If modify is true, visited pages are updated with new page numbers.
1155  */
1156 static int
1157 mdb_search_page(MDB_db *db, MDB_txn *txn, MDB_val *key,
1158     MDB_cursor *cursor, int modify, MDB_pageparent *mpp)
1159 {
1160         int              rc;
1161         pgno_t           root;
1162
1163         /* Can't modify pages outside a transaction. */
1164         if (txn == NULL && modify) {
1165                 return EINVAL;
1166         }
1167
1168         /* Choose which root page to start with. If a transaction is given
1169          * use the root page from the transaction, otherwise read the last
1170          * committed root page.
1171          */
1172         if (txn == NULL) {
1173                 if ((rc = mdbenv_read_meta(db->md_env, NULL)) != MDB_SUCCESS)
1174                         return rc;
1175                 root = db->md_env->me_meta.mm_root;
1176         } else if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_ERROR)) {
1177                 DPRINTF("transaction has failed, must abort");
1178                 return EINVAL;
1179         } else
1180                 root = txn->mt_root;
1181
1182         if (root == P_INVALID) {                /* Tree is empty. */
1183                 DPRINTF("tree is empty");
1184                 return ENOENT;
1185         }
1186
1187         if ((mpp->mp_page = mdbenv_get_page(db->md_env, root)) == NULL)
1188                 return MDB_FAIL;
1189
1190         DPRINTF("root page has flags 0x%X", mpp->mp_page->mp_flags);
1191
1192         if (modify && !F_ISSET(mpp->mp_page->mp_flags, P_DIRTY)) {
1193                 mpp->mp_parent = NULL;
1194                 mpp->mp_pi = 0;
1195                 if ((rc = mdb_touch(txn, mpp)))
1196                         return rc;
1197                 txn->mt_root = mpp->mp_page->mp_pgno;
1198         }
1199
1200         return mdb_search_page_root(db, key, cursor, modify, mpp);
1201 }
1202
1203 static int
1204 mdb_read_data(MDB_db *db, MDB_page *mp, MDB_node *leaf,
1205     MDB_val *data)
1206 {
1207         MDB_page        *omp;           /* overflow mpage */
1208         size_t           psz;
1209         size_t           max;
1210         size_t           sz = 0;
1211         pgno_t           pgno;
1212
1213         bzero(data, sizeof(*data));
1214         max = db->md_env->me_head.mh_psize - PAGEHDRSZ;
1215
1216         if (!F_ISSET(leaf->mn_flags, F_BIGDATA)) {
1217                 data->mv_size = leaf->mn_dsize;
1218                 data->mv_data = NODEDATA(leaf);
1219                 return MDB_SUCCESS;
1220         }
1221
1222         /* Read overflow data.
1223          */
1224         data->mv_size = leaf->mn_dsize;
1225         bcopy(NODEDATA(leaf), &pgno, sizeof(pgno));
1226         if ((omp = mdbenv_get_page(db->md_env, pgno)) == NULL) {
1227                 DPRINTF("read overflow page %lu failed", pgno);
1228                 return MDB_FAIL;
1229         }
1230         data->mv_data = omp;
1231
1232         return MDB_SUCCESS;
1233 }
1234
1235 int
1236 mdb_get(MDB_db *db, MDB_txn *txn,
1237     MDB_val *key, MDB_val *data)
1238 {
1239         int              rc, exact;
1240         MDB_node        *leaf;
1241         MDB_pageparent mpp;
1242
1243         assert(key);
1244         assert(data);
1245         DPRINTF("===> get key [%.*s]", (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1246
1247         if (db == NULL)
1248                 return EINVAL;
1249
1250         if (txn != NULL && db->md_env != txn->mt_env) {
1251                 return EINVAL;
1252         }
1253
1254         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
1255                 return EINVAL;
1256         }
1257
1258         if ((rc = mdb_search_page(db, txn, key, NULL, 0, &mpp)) != MDB_SUCCESS)
1259                 return rc;
1260
1261         leaf = mdb_search_node(db, mpp.mp_page, key, &exact, NULL);
1262         if (leaf && exact)
1263                 rc = mdb_read_data(db, mpp.mp_page, leaf, data);
1264         else {
1265                 rc = ENOENT;
1266         }
1267
1268         return rc;
1269 }
1270
1271 static int
1272 mdb_sibling(MDB_cursor *cursor, int move_right)
1273 {
1274         int              rc;
1275         MDB_node        *indx;
1276         MDB_ppage       *parent, *top;
1277         MDB_page        *mp;
1278
1279         top = CURSOR_TOP(cursor);
1280         if ((parent = SLIST_NEXT(top, mp_entry)) == NULL) {
1281                 return ENOENT;          /* root has no siblings */
1282         }
1283
1284         DPRINTF("parent page is page %lu, index %u",
1285             parent->mp_page->mp_pgno, parent->mp_ki);
1286
1287         cursor_pop_page(cursor);
1288         if (move_right ? (parent->mp_ki + 1 >= NUMKEYS(parent->mp_page))
1289                        : (parent->mp_ki == 0)) {
1290                 DPRINTF("no more keys left, moving to %s sibling",
1291                     move_right ? "right" : "left");
1292                 if ((rc = mdb_sibling(cursor, move_right)) != MDB_SUCCESS)
1293                         return rc;
1294                 parent = CURSOR_TOP(cursor);
1295         } else {
1296                 if (move_right)
1297                         parent->mp_ki++;
1298                 else
1299                         parent->mp_ki--;
1300                 DPRINTF("just moving to %s index key %u",
1301                     move_right ? "right" : "left", parent->mp_ki);
1302         }
1303         assert(IS_BRANCH(parent->mp_page));
1304
1305         indx = NODEPTR(parent->mp_page, parent->mp_ki);
1306         if ((mp = mdbenv_get_page(cursor->mc_db->md_env, indx->mn_pgno)) == NULL)
1307                 return MDB_FAIL;
1308 #if 0
1309         mp->parent = parent->mp_page;
1310         mp->parent_index = parent->mp_ki;
1311 #endif
1312
1313         cursor_push_page(cursor, mp);
1314
1315         return MDB_SUCCESS;
1316 }
1317
1318 static int
1319 mdb_set_key(MDB_db *bt, MDB_page *mp, MDB_node *node,
1320     MDB_val *key)
1321 {
1322         if (key == NULL)
1323                 return 0;
1324
1325         key->mv_size = node->mn_ksize;
1326         key->mv_data = NODEKEY(node);
1327
1328         return 0;
1329 }
1330
1331 static int
1332 mdb_cursor_next(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1333 {
1334         MDB_ppage       *top;
1335         MDB_page        *mp;
1336         MDB_node        *leaf;
1337
1338         if (cursor->mc_eof) {
1339                 return ENOENT;
1340         }
1341
1342         assert(cursor->mc_initialized);
1343
1344         top = CURSOR_TOP(cursor);
1345         mp = top->mp_page;
1346
1347         DPRINTF("cursor_next: top page is %lu in cursor %p", mp->mp_pgno, cursor);
1348
1349         if (top->mp_ki + 1 >= NUMKEYS(mp)) {
1350                 DPRINTF("=====> move to next sibling page");
1351                 if (mdb_sibling(cursor, 1) != MDB_SUCCESS) {
1352                         cursor->mc_eof = 1;
1353                         return ENOENT;
1354                 }
1355                 top = CURSOR_TOP(cursor);
1356                 mp = top->mp_page;
1357                 DPRINTF("next page is %lu, key index %u", mp->mp_pgno, top->mp_ki);
1358         } else
1359                 top->mp_ki++;
1360
1361         DPRINTF("==> cursor points to page %lu with %lu keys, key index %u",
1362             mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp), top->mp_ki);
1363
1364         assert(IS_LEAF(mp));
1365         leaf = NODEPTR(mp, top->mp_ki);
1366
1367         if (data && mdb_read_data(cursor->mc_db, mp, leaf, data) != MDB_SUCCESS)
1368                 return MDB_FAIL;
1369
1370         return mdb_set_key(cursor->mc_db, mp, leaf, key);
1371 }
1372
1373 static int
1374 mdb_cursor_set(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data,
1375     int *exactp)
1376 {
1377         int              rc;
1378         MDB_node        *leaf;
1379         MDB_ppage       *top;
1380         MDB_pageparent mpp;
1381
1382         assert(cursor);
1383         assert(key);
1384         assert(key->mv_size > 0);
1385
1386         rc = mdb_search_page(cursor->mc_db, cursor->mc_txn, key, cursor, 0, &mpp);
1387         if (rc != MDB_SUCCESS)
1388                 return rc;
1389         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1390
1391         top = CURSOR_TOP(cursor);
1392         leaf = mdb_search_node(cursor->mc_db, mpp.mp_page, key, exactp, &top->mp_ki);
1393         if (exactp != NULL && !*exactp) {
1394                 /* MDB_CURSOR_EXACT specified and not an exact match. */
1395                 return ENOENT;
1396         }
1397
1398         if (leaf == NULL) {
1399                 DPRINTF("===> inexact leaf not found, goto sibling");
1400                 if ((rc = mdb_sibling(cursor, 1)) != MDB_SUCCESS)
1401                         return rc;              /* no entries matched */
1402                 top = CURSOR_TOP(cursor);
1403                 top->mp_ki = 0;
1404                 mpp.mp_page = top->mp_page;
1405                 assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1406                 leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
1407         }
1408
1409         cursor->mc_initialized = 1;
1410         cursor->mc_eof = 0;
1411
1412         if (data && (rc = mdb_read_data(cursor->mc_db, mpp.mp_page, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
1413                 return rc;
1414
1415         rc = mdb_set_key(cursor->mc_db, mpp.mp_page, leaf, key);
1416         if (rc == MDB_SUCCESS) {
1417                 DPRINTF("==> cursor placed on key %.*s",
1418                         (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1419                 ;
1420         }
1421
1422         return rc;
1423 }
1424
1425 static int
1426 mdb_cursor_first(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1427 {
1428         int              rc;
1429         MDB_pageparent  mpp;
1430         MDB_node        *leaf;
1431
1432         rc = mdb_search_page(cursor->mc_db, cursor->mc_txn, NULL, cursor, 0, &mpp);
1433         if (rc != MDB_SUCCESS)
1434                 return rc;
1435         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1436
1437         leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
1438         cursor->mc_initialized = 1;
1439         cursor->mc_eof = 0;
1440
1441         if (data && (rc = mdb_read_data(cursor->mc_db, mpp.mp_page, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
1442                 return rc;
1443
1444         return mdb_set_key(cursor->mc_db, mpp.mp_page, leaf, key);
1445 }
1446
1447 int
1448 mdb_cursor_get(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data,
1449     MDB_cursor_op op)
1450 {
1451         int              rc;
1452         int              exact = 0;
1453
1454         assert(cursor);
1455
1456         switch (op) {
1457         case MDB_CURSOR:
1458         case MDB_CURSOR_EXACT:
1459                 while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1460                         cursor_pop_page(cursor);
1461                 if (key == NULL || key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
1462                         rc = EINVAL;
1463                 } else if (op == MDB_CURSOR_EXACT)
1464                         rc = mdb_cursor_set(cursor, key, data, &exact);
1465                 else
1466                         rc = mdb_cursor_set(cursor, key, data, NULL);
1467                 break;
1468         case MDB_NEXT:
1469                 if (!cursor->mc_initialized)
1470                         rc = mdb_cursor_first(cursor, key, data);
1471                 else
1472                         rc = mdb_cursor_next(cursor, key, data);
1473                 break;
1474         case MDB_FIRST:
1475                 while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1476                         cursor_pop_page(cursor);
1477                 rc = mdb_cursor_first(cursor, key, data);
1478                 break;
1479         default:
1480                 DPRINTF("unhandled/unimplemented cursor operation %u", op);
1481                 rc = EINVAL;
1482                 break;
1483         }
1484
1485         return rc;
1486 }
1487
1488 /* Allocate a page and initialize it
1489  */
1490 static MDB_dpage *
1491 mdbenv_new_page(MDB_env *env, uint32_t flags, int num)
1492 {
1493         MDB_dpage       *dp;
1494
1495         assert(env != NULL);
1496         assert(env->me_txn != NULL);
1497
1498         DPRINTF("allocating new mpage %lu, page size %u",
1499             env->me_txn->mt_next_pgno, env->me_head.mh_psize);
1500         if ((dp = mdb_newpage(env->me_txn, NULL, 0, num)) == NULL)
1501                 return NULL;
1502         dp->p.mp_flags = flags | P_DIRTY;
1503         dp->p.mp_lower = PAGEHDRSZ;
1504         dp->p.mp_upper = env->me_head.mh_psize;
1505
1506         if (IS_BRANCH(&dp->p))
1507                 env->me_meta.mm_stat.ms_branch_pages++;
1508         else if (IS_LEAF(&dp->p))
1509                 env->me_meta.mm_stat.ms_leaf_pages++;
1510         else if (IS_OVERFLOW(&dp->p)) {
1511                 env->me_meta.mm_stat.ms_overflow_pages += num;
1512                 dp->p.mp_pages = num;
1513         }
1514
1515         return dp;
1516 }
1517
1518 static size_t
1519 mdb_leaf_size(MDB_db *db, MDB_val *key, MDB_val *data)
1520 {
1521         size_t           sz;
1522
1523         sz = LEAFSIZE(key, data);
1524         if (data->mv_size >= db->md_env->me_head.mh_psize / MDB_MINKEYS) {
1525                 /* put on overflow page */
1526                 sz -= data->mv_size - sizeof(pgno_t);
1527         }
1528
1529         return sz + sizeof(indx_t);
1530 }
1531
1532 static size_t
1533 mdb_branch_size(MDB_db *db, MDB_val *key)
1534 {
1535         size_t           sz;
1536
1537         sz = INDXSIZE(key);
1538         if (sz >= db->md_env->me_head.mh_psize / MDB_MINKEYS) {
1539                 /* put on overflow page */
1540                 /* not implemented */
1541                 /* sz -= key->size - sizeof(pgno_t); */
1542         }
1543
1544         return sz + sizeof(indx_t);
1545 }
1546
1547 static int
1548 mdb_add_node(MDB_db *db, MDB_page *mp, indx_t indx,
1549     MDB_val *key, MDB_val *data, pgno_t pgno, uint8_t flags)
1550 {
1551         unsigned int     i;
1552         size_t           node_size = NODESIZE;
1553         indx_t           ofs;
1554         MDB_node        *node;
1555         MDB_dpage       *ofp = NULL;            /* overflow page */
1556
1557         assert(mp->mp_upper >= mp->mp_lower);
1558
1559         DPRINTF("add node [%.*s] to %s page %lu at index %i, key size %zu",
1560             key ? (int)key->mv_size : 0, key ? (char *)key->mv_data : NULL,
1561             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch",
1562             mp->mp_pgno, indx, key ? key->mv_size : 0);
1563
1564         if (key != NULL)
1565                 node_size += key->mv_size;
1566
1567         if (IS_LEAF(mp)) {
1568                 assert(data);
1569                 node_size += data->mv_size;
1570                 if (F_ISSET(flags, F_BIGDATA)) {
1571                         /* Data already on overflow page. */
1572                         node_size -= data->mv_size - sizeof(pgno_t);
1573                 } else if (data->mv_size >= db->md_env->me_head.mh_psize / MDB_MINKEYS) {
1574                         int ovpages = PAGEHDRSZ + data->mv_size + db->md_env->me_head.mh_psize - 1;
1575                         ovpages /= db->md_env->me_head.mh_psize;
1576                         /* Put data on overflow page. */
1577                         DPRINTF("data size is %zu, put on overflow page",
1578                             data->mv_size);
1579                         node_size -= data->mv_size - sizeof(pgno_t);
1580                         if ((ofp = mdbenv_new_page(db->md_env, P_OVERFLOW, ovpages)) == NULL)
1581                                 return MDB_FAIL;
1582                         DPRINTF("allocated overflow page %lu", ofp->p.mp_pgno);
1583                         flags |= F_BIGDATA;
1584                 }
1585         }
1586
1587         if (node_size + sizeof(indx_t) > SIZELEFT(mp)) {
1588                 DPRINTF("not enough room in page %lu, got %lu ptrs",
1589                     mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp));
1590                 DPRINTF("upper - lower = %u - %u = %u", mp->mp_upper, mp->mp_lower,
1591                     mp->mp_upper - mp->mp_lower);
1592                 DPRINTF("node size = %zu", node_size);
1593                 return ENOSPC;
1594         }
1595
1596         /* Move higher pointers up one slot. */
1597         for (i = NUMKEYS(mp); i > indx; i--)
1598                 mp->mp_ptrs[i] = mp->mp_ptrs[i - 1];
1599
1600         /* Adjust free space offsets. */
1601         ofs = mp->mp_upper - node_size;
1602         assert(ofs >= mp->mp_lower + sizeof(indx_t));
1603         mp->mp_ptrs[indx] = ofs;
1604         mp->mp_upper = ofs;
1605         mp->mp_lower += sizeof(indx_t);
1606
1607         /* Write the node data. */
1608         node = NODEPTR(mp, indx);
1609         node->mn_ksize = (key == NULL) ? 0 : key->mv_size;
1610         node->mn_flags = flags;
1611         if (IS_LEAF(mp))
1612                 node->mn_dsize = data->mv_size;
1613         else
1614                 node->mn_pgno = pgno;
1615
1616         if (key)
1617                 bcopy(key->mv_data, NODEKEY(node), key->mv_size);
1618
1619         if (IS_LEAF(mp)) {
1620                 assert(key);
1621                 if (ofp == NULL) {
1622                         if (F_ISSET(flags, F_BIGDATA))
1623                                 bcopy(data->mv_data, node->mn_data + key->mv_size,
1624                                     sizeof(pgno_t));
1625                         else
1626                                 bcopy(data->mv_data, node->mn_data + key->mv_size,
1627                                     data->mv_size);
1628                 } else {
1629                         bcopy(&ofp->p.mp_pgno, node->mn_data + key->mv_size,
1630                             sizeof(pgno_t));
1631                         bcopy(data->mv_data, METADATA(&ofp->p), data->mv_size);
1632                 }
1633         }
1634
1635         return MDB_SUCCESS;
1636 }
1637
1638 static void
1639 mdb_del_node(MDB_db *db, MDB_page *mp, indx_t indx)
1640 {
1641         unsigned int     sz;
1642         indx_t           i, j, numkeys, ptr;
1643         MDB_node        *node;
1644         char            *base;
1645
1646         DPRINTF("delete node %u on %s page %lu", indx,
1647             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch", mp->mp_pgno);
1648         assert(indx < NUMKEYS(mp));
1649
1650         node = NODEPTR(mp, indx);
1651         sz = NODESIZE + node->mn_ksize;
1652         if (IS_LEAF(mp)) {
1653                 if (F_ISSET(node->mn_flags, F_BIGDATA))
1654                         sz += sizeof(pgno_t);
1655                 else
1656                         sz += NODEDSZ(node);
1657         }
1658
1659         ptr = mp->mp_ptrs[indx];
1660         numkeys = NUMKEYS(mp);
1661         for (i = j = 0; i < numkeys; i++) {
1662                 if (i != indx) {
1663                         mp->mp_ptrs[j] = mp->mp_ptrs[i];
1664                         if (mp->mp_ptrs[i] < ptr)
1665                                 mp->mp_ptrs[j] += sz;
1666                         j++;
1667                 }
1668         }
1669
1670         base = (char *)mp + mp->mp_upper;
1671         bcopy(base, base + sz, ptr - mp->mp_upper);
1672
1673         mp->mp_lower -= sizeof(indx_t);
1674         mp->mp_upper += sz;
1675 }
1676
1677 int
1678 mdb_cursor_open(MDB_db *db, MDB_txn *txn, MDB_cursor **ret)
1679 {
1680         MDB_cursor      *cursor;
1681
1682         if (db == NULL || ret == NULL)
1683                 return EINVAL;
1684
1685         if (txn != NULL && db->md_env != txn->mt_env) {
1686                 return EINVAL;
1687         }
1688
1689         if ((cursor = calloc(1, sizeof(*cursor))) != NULL) {
1690                 SLIST_INIT(&cursor->mc_stack);
1691                 cursor->mc_db = db;
1692                 cursor->mc_txn = txn;
1693         }
1694
1695         *ret = cursor;
1696
1697         return MDB_SUCCESS;
1698 }
1699
1700 void
1701 mdb_cursor_close(MDB_cursor *cursor)
1702 {
1703         if (cursor != NULL) {
1704                 while (!CURSOR_EMPTY(cursor))
1705                         cursor_pop_page(cursor);
1706
1707 /*              btree_close(cursor->bt); */
1708                 free(cursor);
1709         }
1710 }
1711
1712 static int
1713 mdb_update_key(MDB_db *db, MDB_page *mp, indx_t indx,
1714     MDB_val *key)
1715 {
1716         indx_t                   ptr, i, numkeys;
1717         int                      delta;
1718         size_t                   len;
1719         MDB_node                *node;
1720         char                    *base;
1721
1722         node = NODEPTR(mp, indx);
1723         ptr = mp->mp_ptrs[indx];
1724         DPRINTF("update key %u (ofs %u) [%.*s] to [%.*s] on page %lu",
1725             indx, ptr,
1726             (int)node->mn_ksize, (char *)NODEKEY(node),
1727             (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data,
1728             mp->mp_pgno);
1729
1730         delta = key->mv_size - node->mn_ksize;
1731         if (delta) {
1732                 if (delta > 0 && SIZELEFT(mp) < delta) {
1733                         DPRINTF("OUCH! Not enough room, delta = %d", delta);
1734                         return ENOSPC;
1735                 }
1736
1737                 numkeys = NUMKEYS(mp);
1738                 for (i = 0; i < numkeys; i++) {
1739                         if (mp->mp_ptrs[i] <= ptr)
1740                                 mp->mp_ptrs[i] -= delta;
1741                 }
1742
1743                 base = (char *)mp + mp->mp_upper;
1744                 len = ptr - mp->mp_upper + NODESIZE;
1745                 bcopy(base, base - delta, len);
1746                 mp->mp_upper -= delta;
1747
1748                 node = NODEPTR(mp, indx);
1749                 node->mn_ksize = key->mv_size;
1750         }
1751
1752         bcopy(key->mv_data, NODEKEY(node), key->mv_size);
1753
1754         return MDB_SUCCESS;
1755 }
1756
1757 /* Move a node from src to dst.
1758  */
1759 static int
1760 mdb_move_node(MDB_db *bt, MDB_pageparent *src, indx_t srcindx,
1761     MDB_pageparent *dst, indx_t dstindx)
1762 {
1763         int                      rc;
1764         MDB_node                *srcnode;
1765         MDB_val          key, data;
1766
1767         srcnode = NODEPTR(src->mp_page, srcindx);
1768         DPRINTF("moving %s node %u [%.*s] on page %lu to node %u on page %lu",
1769             IS_LEAF(src->mp_page) ? "leaf" : "branch",
1770             srcindx,
1771             (int)srcnode->mn_ksize, (char *)NODEKEY(srcnode),
1772             src->mp_page->mp_pgno,
1773             dstindx, dst->mp_page->mp_pgno);
1774
1775         /* Mark src and dst as dirty. */
1776         if ((rc = mdb_touch(bt->md_env->me_txn, src)) ||
1777             (rc = mdb_touch(bt->md_env->me_txn, dst)))
1778                 return rc;;
1779
1780         /* Add the node to the destination page.
1781          */
1782         key.mv_size = srcnode->mn_ksize;
1783         key.mv_data = NODEKEY(srcnode);
1784         data.mv_size = NODEDSZ(srcnode);
1785         data.mv_data = NODEDATA(srcnode);
1786         rc = mdb_add_node(bt, dst->mp_page, dstindx, &key, &data, NODEPGNO(srcnode),
1787             srcnode->mn_flags);
1788         if (rc != MDB_SUCCESS)
1789                 return rc;
1790
1791         /* Delete the node from the source page.
1792          */
1793         mdb_del_node(bt, src->mp_page, srcindx);
1794
1795         /* Update the parent separators.
1796          */
1797         if (srcindx == 0 && src->mp_pi != 0) {
1798                 DPRINTF("update separator for source page %lu to [%.*s]",
1799                     src->mp_page->mp_pgno, (int)key.mv_size, (char *)key.mv_data);
1800                 if ((rc = mdb_update_key(bt, src->mp_parent, src->mp_pi,
1801                     &key)) != MDB_SUCCESS)
1802                         return rc;
1803         }
1804
1805         if (srcindx == 0 && IS_BRANCH(src->mp_page)) {
1806                 MDB_val  nullkey;
1807                 nullkey.mv_size = 0;
1808                 assert(mdb_update_key(bt, src->mp_page, 0, &nullkey) == MDB_SUCCESS);
1809         }
1810
1811         if (dstindx == 0 && dst->mp_pi != 0) {
1812                 DPRINTF("update separator for destination page %lu to [%.*s]",
1813                     dst->mp_page->mp_pgno, (int)key.mv_size, (char *)key.mv_data);
1814                 if ((rc = mdb_update_key(bt, dst->mp_parent, dst->mp_pi,
1815                     &key)) != MDB_SUCCESS)
1816                         return rc;
1817         }
1818
1819         if (dstindx == 0 && IS_BRANCH(dst->mp_page)) {
1820                 MDB_val  nullkey;
1821                 nullkey.mv_size = 0;
1822                 assert(mdb_update_key(bt, dst->mp_page, 0, &nullkey) == MDB_SUCCESS);
1823         }
1824
1825         return MDB_SUCCESS;
1826 }
1827
1828 static int
1829 mdb_merge(MDB_db *bt, MDB_pageparent *src, MDB_pageparent *dst)
1830 {
1831         int                      rc;
1832         indx_t                   i;
1833         MDB_node                *srcnode;
1834         MDB_val          key, data;
1835         MDB_pageparent  mpp;
1836         MDB_dhead *dh;
1837
1838         DPRINTF("merging page %lu and %lu", src->mp_page->mp_pgno, dst->mp_page->mp_pgno);
1839
1840         assert(src->mp_parent); /* can't merge root page */
1841         assert(dst->mp_parent);
1842         assert(bt->md_env->me_txn != NULL);
1843
1844         /* Mark src and dst as dirty. */
1845         if ((rc = mdb_touch(bt->md_env->me_txn, src)) ||
1846             (rc = mdb_touch(bt->md_env->me_txn, dst)))
1847                 return rc;
1848
1849         /* Move all nodes from src to dst.
1850          */
1851         for (i = 0; i < NUMKEYS(src->mp_page); i++) {
1852                 srcnode = NODEPTR(src->mp_page, i);
1853
1854                 key.mv_size = srcnode->mn_ksize;
1855                 key.mv_data = NODEKEY(srcnode);
1856                 data.mv_size = NODEDSZ(srcnode);
1857                 data.mv_data = NODEDATA(srcnode);
1858                 rc = mdb_add_node(bt, dst->mp_page, NUMKEYS(dst->mp_page), &key,
1859                     &data, NODEPGNO(srcnode), srcnode->mn_flags);
1860                 if (rc != MDB_SUCCESS)
1861                         return rc;
1862         }
1863
1864         DPRINTF("dst page %lu now has %lu keys (%.1f%% filled)",
1865             dst->mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(dst->mp_page), (float)PAGEFILL(bt->md_env, dst->mp_page) / 10);
1866
1867         /* Unlink the src page from parent.
1868          */
1869         mdb_del_node(bt, src->mp_parent, src->mp_pi);
1870         if (src->mp_pi == 0) {
1871                 key.mv_size = 0;
1872                 if ((rc = mdb_update_key(bt, src->mp_parent, 0, &key)) != MDB_SUCCESS)
1873                         return rc;
1874         }
1875
1876         if (IS_LEAF(src->mp_page))
1877                 bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_leaf_pages--;
1878         else
1879                 bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_branch_pages--;
1880
1881         mpp.mp_page = src->mp_parent;
1882         dh = (MDB_dhead *)src->mp_parent;
1883         dh--;
1884         mpp.mp_parent = dh->md_parent;
1885         mpp.mp_pi = dh->md_pi;
1886
1887         return mdb_rebalance(bt, &mpp);
1888 }
1889
1890 #define FILL_THRESHOLD   250
1891
1892 static int
1893 mdb_rebalance(MDB_db *db, MDB_pageparent *mpp)
1894 {
1895         MDB_node        *node;
1896         MDB_page        *root;
1897         MDB_pageparent npp;
1898         indx_t           si = 0, di = 0;
1899
1900         assert(db != NULL);
1901         assert(db->md_env->me_txn != NULL);
1902         assert(mpp != NULL);
1903
1904         DPRINTF("rebalancing %s page %lu (has %lu keys, %.1f%% full)",
1905             IS_LEAF(mpp->mp_page) ? "leaf" : "branch",
1906             mpp->mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(mpp->mp_page), (float)PAGEFILL(db->md_env, mpp->mp_page) / 10);
1907
1908         if (PAGEFILL(db->md_env, mpp->mp_page) >= FILL_THRESHOLD) {
1909                 DPRINTF("no need to rebalance page %lu, above fill threshold",
1910                     mpp->mp_page->mp_pgno);
1911                 return MDB_SUCCESS;
1912         }
1913
1914         if (mpp->mp_parent == NULL) {
1915                 if (NUMKEYS(mpp->mp_page) == 0) {
1916                         DPRINTF("tree is completely empty");
1917                         db->md_env->me_txn->mt_root = P_INVALID;
1918                         db->md_env->me_meta.mm_stat.ms_depth--;
1919                         db->md_env->me_meta.mm_stat.ms_leaf_pages--;
1920                 } else if (IS_BRANCH(mpp->mp_page) && NUMKEYS(mpp->mp_page) == 1) {
1921                         DPRINTF("collapsing root page!");
1922                         db->md_env->me_txn->mt_root = NODEPGNO(NODEPTR(mpp->mp_page, 0));
1923                         if ((root = mdbenv_get_page(db->md_env, db->md_env->me_txn->mt_root)) == NULL)
1924                                 return MDB_FAIL;
1925                         db->md_env->me_meta.mm_stat.ms_depth--;
1926                         db->md_env->me_meta.mm_stat.ms_branch_pages--;
1927                 } else
1928                         DPRINTF("root page doesn't need rebalancing");
1929                 return MDB_SUCCESS;
1930         }
1931
1932         /* The parent (branch page) must have at least 2 pointers,
1933          * otherwise the tree is invalid.
1934          */
1935         assert(NUMKEYS(mpp->mp_parent) > 1);
1936
1937         /* Leaf page fill factor is below the threshold.
1938          * Try to move keys from left or right neighbor, or
1939          * merge with a neighbor page.
1940          */
1941
1942         /* Find neighbors.
1943          */
1944         if (mpp->mp_pi == 0) {
1945                 /* We're the leftmost leaf in our parent.
1946                  */
1947                 DPRINTF("reading right neighbor");
1948                 node = NODEPTR(mpp->mp_parent, mpp->mp_pi + 1);
1949                 if ((npp.mp_page = mdbenv_get_page(db->md_env, NODEPGNO(node))) == NULL)
1950                         return MDB_FAIL;
1951                 npp.mp_pi = mpp->mp_pi + 1;
1952                 si = 0;
1953                 di = NUMKEYS(mpp->mp_page);
1954         } else {
1955                 /* There is at least one neighbor to the left.
1956                  */
1957                 DPRINTF("reading left neighbor");
1958                 node = NODEPTR(mpp->mp_parent, mpp->mp_pi - 1);
1959                 if ((npp.mp_page = mdbenv_get_page(db->md_env, NODEPGNO(node))) == NULL)
1960                         return MDB_FAIL;
1961                 npp.mp_pi = mpp->mp_pi - 1;
1962                 si = NUMKEYS(npp.mp_page) - 1;
1963                 di = 0;
1964         }
1965         npp.mp_parent = mpp->mp_parent;
1966
1967         DPRINTF("found neighbor page %lu (%lu keys, %.1f%% full)",
1968             npp.mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(npp.mp_page), (float)PAGEFILL(db->md_env, npp.mp_page) / 10);
1969
1970         /* If the neighbor page is above threshold and has at least two
1971          * keys, move one key from it.
1972          *
1973          * Otherwise we should try to merge them.
1974          */
1975         if (PAGEFILL(db->md_env, npp.mp_page) >= FILL_THRESHOLD && NUMKEYS(npp.mp_page) >= 2)
1976                 return mdb_move_node(db, &npp, si, mpp, di);
1977         else { /* FIXME: if (has_enough_room()) */
1978                 if (mpp->mp_pi == 0)
1979                         return mdb_merge(db, &npp, mpp);
1980                 else
1981                         return mdb_merge(db, mpp, &npp);
1982         }
1983 }
1984
1985 int
1986 mdb_del(MDB_db *bt, MDB_txn *txn,
1987     MDB_val *key, MDB_val *data)
1988 {
1989         int              rc, exact;
1990         unsigned int     ki;
1991         MDB_node        *leaf;
1992         MDB_pageparent  mpp;
1993
1994         DPRINTF("========> delete key %.*s", (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1995
1996         assert(key != NULL);
1997
1998         if (bt == NULL || txn == NULL)
1999                 return EINVAL;
2000
2001         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
2002                 return EINVAL;
2003         }
2004
2005         if (bt->md_env->me_txn != txn) {
2006                 return EINVAL;
2007         }
2008
2009         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
2010                 return EINVAL;
2011         }
2012
2013         if ((rc = mdb_search_page(bt, txn, key, NULL, 1, &mpp)) != MDB_SUCCESS)
2014                 return rc;
2015
2016         leaf = mdb_search_node(bt, mpp.mp_page, key, &exact, &ki);
2017         if (leaf == NULL || !exact) {
2018                 return ENOENT;
2019         }
2020
2021         if (data && (rc = mdb_read_data(bt, NULL, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
2022                 return rc;
2023
2024         mdb_del_node(bt, mpp.mp_page, ki);
2025         bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_entries--;
2026         rc = mdb_rebalance(bt, &mpp);
2027         if (rc != MDB_SUCCESS)
2028                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_ERROR;
2029
2030         return rc;
2031 }
2032
2033 /* Split page <*mpp>, and insert <key,(data|newpgno)> in either left or
2034  * right sibling, at index <*newindxp> (as if unsplit). Updates *mpp and
2035  * *newindxp with the actual values after split, ie if *mpp and *newindxp
2036  * refer to a node in the new right sibling page.
2037  */
2038 static int
2039 mdb_split(MDB_db *bt, MDB_page **mpp, unsigned int *newindxp,
2040     MDB_val *newkey, MDB_val *newdata, pgno_t newpgno)
2041 {
2042         uint8_t          flags;
2043         int              rc = MDB_SUCCESS, ins_new = 0;
2044         indx_t           newindx;
2045         pgno_t           pgno = 0;
2046         unsigned int     i, j, split_indx;
2047         MDB_node        *node;
2048         MDB_page        *pright, *p;
2049         MDB_val  sepkey, rkey, rdata;
2050         MDB_page        *copy;
2051         MDB_dpage       *mdp, *rdp, *pdp;
2052         MDB_dhead *dh;
2053
2054         assert(bt != NULL);
2055         assert(bt->md_env != NULL);
2056
2057         dh = ((MDB_dhead *)*mpp) - 1;
2058         mdp = (MDB_dpage *)dh;
2059         newindx = *newindxp;
2060
2061         DPRINTF("-----> splitting %s page %lu and adding [%.*s] at index %i",
2062             IS_LEAF(&mdp->p) ? "leaf" : "branch", mdp->p.mp_pgno,
2063             (int)newkey->mv_size, (char *)newkey->mv_data, *newindxp);
2064
2065         if (mdp->h.md_parent == NULL) {
2066                 if ((pdp = mdbenv_new_page(bt->md_env, P_BRANCH, 1)) == NULL)
2067                         return MDB_FAIL;
2068                 mdp->h.md_pi = 0;
2069                 mdp->h.md_parent = &pdp->p;
2070                 bt->md_env->me_txn->mt_root = pdp->p.mp_pgno;
2071                 DPRINTF("root split! new root = %lu", pdp->p.mp_pgno);
2072                 bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_depth++;
2073
2074                 /* Add left (implicit) pointer. */
2075                 if (mdb_add_node(bt, &pdp->p, 0, NULL, NULL,
2076                     mdp->p.mp_pgno, 0) != MDB_SUCCESS)
2077                         return MDB_FAIL;
2078         } else {
2079                 DPRINTF("parent branch page is %lu", mdp->h.md_parent->mp_pgno);
2080         }
2081
2082         /* Create a right sibling. */
2083         if ((rdp = mdbenv_new_page(bt->md_env, mdp->p.mp_flags, 1)) == NULL)
2084                 return MDB_FAIL;
2085         rdp->h.md_parent = mdp->h.md_parent;
2086         rdp->h.md_pi = mdp->h.md_pi + 1;
2087         DPRINTF("new right sibling: page %lu", rdp->p.mp_pgno);
2088
2089         /* Move half of the keys to the right sibling. */
2090         if ((copy = malloc(bt->md_env->me_head.mh_psize)) == NULL)
2091                 return MDB_FAIL;
2092         bcopy(&mdp->p, copy, bt->md_env->me_head.mh_psize);
2093         bzero(&mdp->p.mp_ptrs, bt->md_env->me_head.mh_psize - PAGEHDRSZ);
2094         mdp->p.mp_lower = PAGEHDRSZ;
2095         mdp->p.mp_upper = bt->md_env->me_head.mh_psize;
2096
2097         split_indx = NUMKEYS(copy) / 2 + 1;
2098
2099         /* First find the separating key between the split pages.
2100          */
2101         bzero(&sepkey, sizeof(sepkey));
2102         if (newindx == split_indx) {
2103                 sepkey.mv_size = newkey->mv_size;
2104                 sepkey.mv_data = newkey->mv_data;
2105         } else {
2106                 node = NODEPTR(copy, split_indx);
2107                 sepkey.mv_size = node->mn_ksize;
2108                 sepkey.mv_data = NODEKEY(node);
2109         }
2110
2111         DPRINTF("separator is [%.*s]", (int)sepkey.mv_size, (char *)sepkey.mv_data);
2112
2113         /* Copy separator key to the parent.
2114          */
2115         if (SIZELEFT(rdp->h.md_parent) < mdb_branch_size(bt, &sepkey)) {
2116                 rc = mdb_split(bt, &rdp->h.md_parent, &rdp->h.md_pi,
2117                     &sepkey, NULL, rdp->p.mp_pgno);
2118
2119                 /* Right page might now have changed parent.
2120                  * Check if left page also changed parent.
2121                  */
2122                 if (rdp->h.md_parent != mdp->h.md_parent &&
2123                     mdp->h.md_pi >= NUMKEYS(mdp->h.md_parent)) {
2124                         mdp->h.md_parent = rdp->h.md_parent;
2125                         mdp->h.md_pi = rdp->h.md_pi - 1;
2126                 }
2127         } else {
2128                 rc = mdb_add_node(bt, rdp->h.md_parent, rdp->h.md_pi,
2129                     &sepkey, NULL, rdp->p.mp_pgno, 0);
2130         }
2131         if (rc != MDB_SUCCESS) {
2132                 free(copy);
2133                 return MDB_FAIL;
2134         }
2135
2136         for (i = j = 0; i <= NUMKEYS(copy); j++) {
2137                 if (i < split_indx) {
2138                         /* Re-insert in left sibling. */
2139                         pdp = mdp;
2140                 } else {
2141                         /* Insert in right sibling. */
2142                         if (i == split_indx)
2143                                 /* Reset insert index for right sibling. */
2144                                 j = (i == newindx && ins_new);
2145                         pdp = rdp;
2146                 }
2147
2148                 if (i == newindx && !ins_new) {
2149                         /* Insert the original entry that caused the split. */
2150                         rkey.mv_data = newkey->mv_data;
2151                         rkey.mv_size = newkey->mv_size;
2152                         if (IS_LEAF(&mdp->p)) {
2153                                 rdata.mv_data = newdata->mv_data;
2154                                 rdata.mv_size = newdata->mv_size;
2155                         } else
2156                                 pgno = newpgno;
2157                         flags = 0;
2158
2159                         ins_new = 1;
2160
2161                         /* Update page and index for the new key. */
2162                         *newindxp = j;
2163                         *mpp = &pdp->p;
2164                 } else if (i == NUMKEYS(copy)) {
2165                         break;
2166                 } else {
2167                         node = NODEPTR(copy, i);
2168                         rkey.mv_data = NODEKEY(node);
2169                         rkey.mv_size = node->mn_ksize;
2170                         if (IS_LEAF(&mdp->p)) {
2171                                 rdata.mv_data = NODEDATA(node);
2172                                 rdata.mv_size = node->mn_dsize;
2173                         } else
2174                                 pgno = node->mn_pgno;
2175                         flags = node->mn_flags;
2176
2177                         i++;
2178                 }
2179
2180                 if (!IS_LEAF(&mdp->p) && j == 0) {
2181                         /* First branch index doesn't need key data. */
2182                         rkey.mv_size = 0;
2183                 }
2184
2185                 rc = mdb_add_node(bt, &pdp->p, j, &rkey, &rdata, pgno,flags);
2186         }
2187
2188         free(copy);
2189         return rc;
2190 }
2191
2192 int
2193 mdb_put(MDB_db *bt, MDB_txn *txn,
2194     MDB_val *key, MDB_val *data, unsigned int flags)
2195 {
2196         int              rc = MDB_SUCCESS, exact;
2197         unsigned int     ki;
2198         MDB_node        *leaf;
2199         MDB_pageparent  mpp;
2200
2201         assert(key != NULL);
2202         assert(data != NULL);
2203
2204         if (bt == NULL || txn == NULL)
2205                 return EINVAL;
2206
2207         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
2208                 return EINVAL;
2209         }
2210
2211         if (bt->md_env->me_txn != txn) {
2212                 return EINVAL;
2213         }
2214
2215         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
2216                 return EINVAL;
2217         }
2218
2219         DPRINTF("==> put key %.*s, size %zu, data size %zu",
2220                 (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data, key->mv_size, data->mv_size);
2221
2222         rc = mdb_search_page(bt, txn, key, NULL, 1, &mpp);
2223         if (rc == MDB_SUCCESS) {
2224                 leaf = mdb_search_node(bt, mpp.mp_page, key, &exact, &ki);
2225                 if (leaf && exact) {
2226                         if (F_ISSET(flags, MDB_NOOVERWRITE)) {
2227                                 DPRINTF("duplicate key %.*s",
2228                                     (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
2229                                 return EEXIST;
2230                         }
2231                         mdb_del_node(bt, mpp.mp_page, ki);
2232                 }
2233                 if (leaf == NULL) {             /* append if not found */
2234                         ki = NUMKEYS(mpp.mp_page);
2235                         DPRINTF("appending key at index %i", ki);
2236                 }
2237         } else if (rc == ENOENT) {
2238                 MDB_dpage *dp;
2239                 /* new file, just write a root leaf page */
2240                 DPRINTF("allocating new root leaf page");
2241                 if ((dp = mdbenv_new_page(bt->md_env, P_LEAF, 1)) == NULL) {
2242                         return ENOMEM;
2243                 }
2244                 mpp.mp_page = &dp->p;
2245                 txn->mt_root = mpp.mp_page->mp_pgno;
2246                 bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_depth++;
2247                 ki = 0;
2248         }
2249         else
2250                 goto done;
2251
2252         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
2253         DPRINTF("there are %lu keys, should insert new key at index %i",
2254                 NUMKEYS(mpp.mp_page), ki);
2255
2256         if (SIZELEFT(mpp.mp_page) < mdb_leaf_size(bt, key, data)) {
2257                 rc = mdb_split(bt, &mpp.mp_page, &ki, key, data, P_INVALID);
2258         } else {
2259                 /* There is room already in this leaf page. */
2260                 rc = mdb_add_node(bt, mpp.mp_page, ki, key, data, 0, 0);
2261         }
2262
2263         if (rc != MDB_SUCCESS)
2264                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_ERROR;
2265         else
2266                 bt->md_env->me_meta.mm_stat.ms_entries++;
2267
2268 done:
2269         return rc;
2270 }
2271
2272 static pgno_t
2273 mdbenv_compact_tree(MDB_env *env, pgno_t pgno, MDB_env *envc)
2274 {
2275         ssize_t          rc;
2276         indx_t           i;
2277         pgno_t          *pnext, next;
2278         MDB_node        *node;
2279         MDB_page        *p;
2280         MDB_page        *mp;
2281
2282         /* Get the page and make a copy of it.
2283          */
2284         if ((mp = mdbenv_get_page(env, pgno)) == NULL)
2285                 return P_INVALID;
2286         if ((p = malloc(env->me_head.mh_psize)) == NULL)
2287                 return P_INVALID;
2288         bcopy(mp, p, env->me_head.mh_psize);
2289
2290         /* Go through all nodes in the (copied) page and update the
2291          * page pointers.
2292          */
2293         if (F_ISSET(p->mp_flags, P_BRANCH)) {
2294                 for (i = 0; i < NUMKEYS(p); i++) {
2295                         node = NODEPTR(p, i);
2296                         node->mn_pgno = mdbenv_compact_tree(env, node->mn_pgno, envc);
2297                         if (node->mn_pgno == P_INVALID) {
2298                                 free(p);
2299                                 return P_INVALID;
2300                         }
2301                 }
2302         } else if (F_ISSET(p->mp_flags, P_LEAF)) {
2303                 for (i = 0; i < NUMKEYS(p); i++) {
2304                         node = NODEPTR(p, i);
2305                         if (F_ISSET(node->mn_flags, F_BIGDATA)) {
2306                                 bcopy(NODEDATA(node), &next, sizeof(next));
2307                                 next = mdbenv_compact_tree(env, next, envc);
2308                                 if (next == P_INVALID) {
2309                                         free(p);
2310                                         return P_INVALID;
2311                                 }
2312                                 bcopy(&next, NODEDATA(node), sizeof(next));
2313                         }
2314                 }
2315         } else if (F_ISSET(p->mp_flags, P_OVERFLOW)) {
2316                 ;       /* handled below */
2317         } else
2318                 assert(0);
2319
2320         pgno = p->mp_pgno = envc->me_txn->mt_next_pgno++;
2321         rc = write(envc->me_fd, p, env->me_head.mh_psize);
2322         free(p);
2323         if (rc != (ssize_t)env->me_head.mh_psize)
2324                 return P_INVALID;
2325
2326         if (F_ISSET(mp->mp_flags, P_OVERFLOW)) {
2327                 if (mp->mp_pages > 1) {
2328                         size_t len = (mp->mp_pages-1) * env->me_head.mh_psize;
2329                         envc->me_txn->mt_next_pgno += mp->mp_pages-1;
2330                         rc = write(envc->me_fd, mp+1, len);
2331                         if (rc != len)
2332                                 return P_INVALID;
2333                 }
2334         }
2335         return pgno;
2336 }
2337
2338 int
2339 mdbenv_compact(MDB_env *env)
2340 {
2341         char                    *compact_path = NULL;
2342         MDB_env         *envc;
2343         MDB_txn *txn, *txnc = NULL;
2344         int                      fd, rc;
2345         pgno_t                   root;
2346
2347         assert(env != NULL);
2348
2349         if (env->me_path == NULL) {
2350                 return EINVAL;
2351         }
2352
2353         DPRINTF("compacting mdbenv %p with path %s", env, env->me_path);
2354
2355         rc = mdb_txn_begin(env, 0, &txn);
2356         if (rc) return rc;
2357
2358         asprintf(&compact_path, "%s.compact.XXXXXX", env->me_path);
2359         fd = mkstemp(compact_path);
2360         if (fd == -1) {
2361                 rc = errno;
2362                 free(compact_path);
2363                 mdb_txn_abort(txn);
2364                 return rc;
2365         }
2366
2367         rc = mdbenv_create(&envc, env->me_mapsize);
2368         if (rc) goto failed;
2369
2370         envc->me_fd = fd;
2371         rc = mdbenv_open2(envc, env->me_flags);
2372         if (rc) goto failed;
2373
2374         bcopy(&env->me_meta, &envc->me_meta, sizeof(env->me_meta));
2375         envc->me_meta.mm_stat.ms_revisions = 0;
2376
2377         rc = mdb_txn_begin(envc, 0, &txnc);
2378         if (rc) goto failed;
2379
2380         if (env->me_meta.mm_root != P_INVALID) {
2381                 root = mdbenv_compact_tree(env, env->me_meta.mm_root, envc);
2382                 if (root == P_INVALID)
2383                         goto failed;
2384                 if ((rc = mdbenv_write_meta(envc, root, 0)) != MDB_SUCCESS)
2385                         goto failed;
2386         }
2387
2388         fsync(fd);
2389
2390         DPRINTF("renaming %s to %s", compact_path, env->me_path);
2391         if (rename(compact_path, env->me_path) != 0) {
2392                 rc = errno;
2393                 goto failed;
2394         }
2395
2396         /* Write a "tombstone" meta page so other processes can pick up
2397          * the change and re-open the file.
2398          */
2399         if (mdbenv_write_meta(env, P_INVALID, MDB_TOMBSTONE) != MDB_SUCCESS)
2400                 goto failed;
2401
2402         mdb_txn_abort(txn);
2403         mdb_txn_abort(txnc);
2404         free(compact_path);
2405         mdbenv_close(envc);
2406         return 0;
2407
2408 failed:
2409         mdb_txn_abort(txn);
2410         mdb_txn_abort(txnc);
2411         unlink(compact_path);
2412         free(compact_path);
2413         mdbenv_close(envc);
2414         return rc;
2415 }
2416
2417 int
2418 mdbenv_get_flags(MDB_env *env, unsigned int *arg)
2419 {
2420         if (!env || !arg)
2421                 return EINVAL;
2422
2423         *arg = (env->me_flags & ~MDB_FIXPADDING);
2424         return MDB_SUCCESS;
2425 }
2426
2427 int
2428 mdbenv_get_path(MDB_env *env, const char **arg)
2429 {
2430         if (!env || !arg)
2431                 return EINVAL;
2432
2433         *arg = env->me_path;
2434         return MDB_SUCCESS;
2435 }
2436
2437 int
2438 mdbenv_stat(MDB_env *env, MDB_stat **arg)
2439 {
2440         if (env == NULL || arg == NULL)
2441                 return EINVAL;
2442
2443         *arg = &env->me_meta.mm_stat;
2444
2445         return MDB_SUCCESS;
2446 }
2447
2448 int mdb_open(MDB_env *env, MDB_txn *txn, const char *name, unsigned int flags, MDB_db **db)
2449 {
2450         if (!name) {
2451                 *db = (MDB_db *)&env->me_db;
2452                 return MDB_SUCCESS;
2453         }
2454         return EINVAL;
2455 }
2456
2457 int mdb_stat(MDB_db *db, MDB_stat **arg)
2458 {
2459         if (db == NULL || arg == NULL)
2460                 return EINVAL;
2461
2462         *arg = &db->md_stat;
2463
2464         return MDB_SUCCESS;
2465 }
2466
2467 void mdb_close(MDB_db *db)
2468 {
2469 }