]> git.sur5r.net Git - openldap/blob - libraries/libmdb/mdb.c
319c1fc6c5a85a5327928b0e0baa3d05b22af061
[openldap] / libraries / libmdb / mdb.c
1 /* mdb.c - memory-mapped database library */
2 /*
3  * Copyright 2011 Howard Chu, Symas Corp.
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted only as authorized by the OpenLDAP
8  * Public License.
9  *
10  * A copy of this license is available in the file LICENSE in the
11  * top-level directory of the distribution or, alternatively, at
12  * <http://www.OpenLDAP.org/license.html>.
13  *
14  * This code is derived from btree.c written by Martin Hedenfalk.
15  *
16  * Copyright (c) 2009, 2010 Martin Hedenfalk <martin@bzero.se>
17  *
18  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
19  * purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
20  * copyright notice and this permission notice appear in all copies.
21  *
22  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
23  * WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
24  * MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
25  * ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
26  * WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
27  * ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
28  * OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
29  */
30 #include <sys/types.h>
31 #include <sys/stat.h>
32 #include <sys/queue.h>
33 #include <sys/param.h>
34 #include <sys/uio.h>
35 #include <sys/mman.h>
36 #ifdef HAVE_SYS_FILE_H
37 #include <sys/file.h>
38 #endif
39 #include <fcntl.h>
40
41 #include <assert.h>
42 #include <err.h>
43 #include <errno.h>
44 #include <fcntl.h>
45 #include <stddef.h>
46 #include <stdint.h>
47 #include <stdio.h>
48 #include <stdlib.h>
49 #include <string.h>
50 #include <time.h>
51 #include <unistd.h>
52 #include <pthread.h>
53 #include <endian.h>
54
55 #include "mdb.h"
56
57 #define ULONG           unsigned long
58 typedef ULONG           pgno_t;
59
60 #include "idl.h"
61
62 #ifndef DEBUG
63 #define DEBUG 1
64 #endif
65
66 #if DEBUG && defined(__GNUC__)
67 # define DPRINTF(fmt, ...) \
68         fprintf(stderr, "%s:%d: " fmt "\n", __func__, __LINE__, ##__VA_ARGS__)
69 #else
70 # define DPRINTF(...)   ((void) 0)
71 #endif
72
73 #define PAGESIZE         4096
74 #define MDB_MINKEYS      4
75 #define MDB_MAGIC        0xBEEFC0DE
76 #define MDB_VERSION      1
77 #define MAXKEYSIZE       511
78
79 #define P_INVALID        (~0UL)
80
81 #define F_ISSET(w, f)    (((w) & (f)) == (f))
82
83 typedef uint16_t         indx_t;
84
85 #define DEFAULT_READERS 126
86 #define DEFAULT_MAPSIZE 1048576
87
88 /* Lock descriptor stuff */
89 #define RXBODY  \
90         ULONG           mr_txnid; \
91         pid_t           mr_pid; \
92         pthread_t       mr_tid
93 typedef struct MDB_rxbody {
94         RXBODY;
95 } MDB_rxbody;
96
97 #ifndef CACHELINE
98 #define CACHELINE       64      /* most CPUs. Itanium uses 128 */
99 #endif
100
101 typedef struct MDB_reader {
102         RXBODY;
103         /* cache line alignment */
104         char pad[CACHELINE-sizeof(MDB_rxbody)];
105 } MDB_reader;
106
107 #define TXBODY \
108         uint32_t        mt_magic;       \
109         uint32_t        mt_version;     \
110         pthread_mutex_t mt_mutex;       \
111         ULONG           mt_txnid;       \
112         uint32_t        mt_numreaders
113 typedef struct MDB_txbody {
114         TXBODY;
115 } MDB_txbody;
116
117 typedef struct MDB_txninfo {
118         TXBODY;
119         char pad[CACHELINE-sizeof(MDB_txbody)];
120         pthread_mutex_t mt_wmutex;
121         char pad2[CACHELINE-sizeof(pthread_mutex_t)];
122         MDB_reader      mt_readers[1];
123 } MDB_txninfo;
124
125 /* Common header for all page types. Overflow pages
126  * occupy a number of contiguous pages with no
127  * headers on any page after the first.
128  */
129 typedef struct MDB_page {               /* represents a page of storage */
130 #define mp_pgno         mp_p.p_pgno
131         union padded {
132                 pgno_t          p_pgno;         /* page number */
133                 void *          p_pad;
134         } mp_p;
135 #define P_BRANCH         0x01           /* branch page */
136 #define P_LEAF           0x02           /* leaf page */
137 #define P_OVERFLOW       0x04           /* overflow page */
138 #define P_META           0x08           /* meta page */
139 #define P_DIRTY          0x10           /* dirty page */
140         uint32_t        mp_flags;
141 #define mp_lower        mp_pb.pb.pb_lower
142 #define mp_upper        mp_pb.pb.pb_upper
143 #define mp_pages        mp_pb.pb_pages
144         union page_bounds {
145                 struct {
146                         indx_t          pb_lower;               /* lower bound of free space */
147                         indx_t          pb_upper;               /* upper bound of free space */
148                 } pb;
149                 uint32_t        pb_pages;       /* number of overflow pages */
150         } mp_pb;
151         indx_t          mp_ptrs[1];             /* dynamic size */
152 } MDB_page;
153
154 #define PAGEHDRSZ        ((unsigned) offsetof(MDB_page, mp_ptrs))
155
156 #define NUMKEYS(p)       (((p)->mp_lower - PAGEHDRSZ) >> 1)
157 #define SIZELEFT(p)      (indx_t)((p)->mp_upper - (p)->mp_lower)
158 #define PAGEFILL(env, p) (1000L * ((env)->me_psize - PAGEHDRSZ - SIZELEFT(p)) / \
159                                 ((env)->me_psize - PAGEHDRSZ))
160 #define IS_LEAF(p)       F_ISSET((p)->mp_flags, P_LEAF)
161 #define IS_BRANCH(p)     F_ISSET((p)->mp_flags, P_BRANCH)
162 #define IS_OVERFLOW(p)   F_ISSET((p)->mp_flags, P_OVERFLOW)
163
164 #define OVPAGES(size, psize)    (PAGEHDRSZ + size + psize - 1) / psize;
165
166 typedef struct MDB_db {
167         uint32_t        md_pad;
168         uint16_t        md_flags;
169         uint16_t        md_depth;
170         ULONG           md_branch_pages;
171         ULONG           md_leaf_pages;
172         ULONG           md_overflow_pages;
173         ULONG           md_entries;
174         pgno_t          md_root;
175 } MDB_db;
176
177 #define FREE_DBI        0
178 #define MAIN_DBI        1
179
180 typedef struct MDB_meta {                       /* meta (footer) page content */
181         uint32_t        mm_magic;
182         uint32_t        mm_version;
183         void            *mm_address;            /* address for fixed mapping */
184         size_t          mm_mapsize;                     /* size of mmap region */
185         MDB_db          mm_dbs[2];                      /* first is free space, 2nd is main db */
186 #define mm_psize        mm_dbs[0].md_pad
187 #define mm_flags        mm_dbs[0].md_flags
188         pgno_t          mm_last_pg;                     /* last used page in file */
189         ULONG           mm_txnid;                       /* txnid that committed this page */
190 } MDB_meta;
191
192 typedef struct MDB_dhead {                                      /* a dirty page */
193         STAILQ_ENTRY(MDB_dpage)  md_next;       /* queue of dirty pages */
194         MDB_page        *md_parent;
195         unsigned        md_pi;                          /* parent index */
196         int                     md_num;
197 } MDB_dhead;
198
199 typedef struct MDB_dpage {
200         MDB_dhead       h;
201         MDB_page        p;
202 } MDB_dpage;
203
204 STAILQ_HEAD(dirty_queue, MDB_dpage);    /* FIXME: use a sorted data structure */
205
206 typedef struct MDB_oldpages {
207         struct MDB_oldpages *mo_next;
208         ULONG           mo_txnid;
209         pgno_t          mo_pages[1];    /* dynamic */
210 } MDB_oldpages;
211
212 typedef struct MDB_pageparent {
213         MDB_page *mp_page;
214         MDB_page *mp_parent;
215         unsigned mp_pi;
216 } MDB_pageparent;
217
218 static MDB_dpage *mdb_alloc_page(MDB_txn *txn, MDB_page *parent, unsigned int parent_idx, int num);
219 static int              mdb_touch(MDB_txn *txn, MDB_pageparent *mp);
220
221 typedef struct MDB_ppage {                                      /* ordered list of pages */
222         SLIST_ENTRY(MDB_ppage)   mp_entry;
223         MDB_page                *mp_page;
224         unsigned int    mp_ki;          /* cursor index on page */
225 } MDB_ppage;
226 SLIST_HEAD(page_stack, MDB_ppage);
227
228 #define CURSOR_EMPTY(c)          SLIST_EMPTY(&(c)->mc_stack)
229 #define CURSOR_TOP(c)            SLIST_FIRST(&(c)->mc_stack)
230 #define CURSOR_POP(c)            SLIST_REMOVE_HEAD(&(c)->mc_stack, mp_entry)
231 #define CURSOR_PUSH(c,p)         SLIST_INSERT_HEAD(&(c)->mc_stack, p, mp_entry)
232
233 struct MDB_xcursor;
234
235 struct MDB_cursor {
236         MDB_txn         *mc_txn;
237         struct page_stack        mc_stack;              /* stack of parent pages */
238         MDB_dbi         mc_dbi;
239         short           mc_initialized; /* 1 if initialized */
240         short           mc_eof;         /* 1 if end is reached */
241         struct MDB_xcursor      *mc_xcursor;
242 };
243
244 #define METAHASHLEN      offsetof(MDB_meta, mm_hash)
245 #define METADATA(p)      ((void *)((char *)p + PAGEHDRSZ))
246
247 typedef struct MDB_node {
248 #define mn_pgno          mn_p.np_pgno
249 #define mn_dsize         mn_p.np_dsize
250         union {
251                 pgno_t           np_pgno;       /* child page number */
252                 uint32_t         np_dsize;      /* leaf data size */
253         } mn_p;
254         unsigned int    mn_flags:4;
255         unsigned int    mn_ksize:12;                    /* key size */
256 #define F_BIGDATA        0x01                   /* data put on overflow page */
257         char            mn_data[1];
258 } MDB_node;
259
260
261 typedef struct MDB_dbx {
262         MDB_val         md_name;
263         MDB_cmp_func    *md_cmp;                /* user compare function */
264         MDB_cmp_func    *md_dcmp;               /* user dupsort function */
265         MDB_rel_func    *md_rel;                /* user relocate function */
266         MDB_dbi md_parent;
267         unsigned int    md_dirty;
268 } MDB_dbx;
269
270 struct MDB_txn {
271         pgno_t          mt_next_pgno;   /* next unallocated page */
272         ULONG           mt_txnid;
273         ULONG           mt_oldest;
274         MDB_env         *mt_env;        
275         pgno_t          *mt_free_pgs;   /* this is an IDL */
276         union {
277                 struct dirty_queue      *dirty_queue;   /* modified pages */
278                 MDB_reader      *reader;
279         } mt_u;
280         MDB_dbx         *mt_dbxs;               /* array */
281         MDB_db          *mt_dbs;
282         unsigned int    mt_numdbs;
283
284 #define MDB_TXN_RDONLY           0x01           /* read-only transaction */
285 #define MDB_TXN_ERROR            0x02           /* an error has occurred */
286 #define MDB_TXN_METOGGLE        0x04            /* used meta page 1 */
287         unsigned int    mt_flags;
288 };
289
290 /* Context for sorted-dup records */
291 typedef struct MDB_xcursor {
292         MDB_cursor mx_cursor;
293         MDB_txn mx_txn;
294         MDB_dbx mx_dbxs[4];
295         MDB_db  mx_dbs[4];
296 } MDB_xcursor;
297
298 struct MDB_env {
299         int                     me_fd;
300         int                     me_lfd;
301         uint32_t        me_flags;
302         unsigned int    me_maxreaders;
303         unsigned int    me_numdbs;
304         unsigned int    me_maxdbs;
305         char            *me_path;
306         char            *me_map;
307         MDB_txninfo     *me_txns;
308         MDB_meta        *me_metas[2];
309         MDB_meta        *me_meta;
310         MDB_txn         *me_txn;                /* current write transaction */
311         size_t          me_mapsize;
312         off_t           me_size;                /* current file size */
313         unsigned int    me_psize;
314         int                     me_db_toggle;
315         MDB_dbx         *me_dbxs;               /* array */
316         MDB_db          *me_dbs[2];
317         MDB_oldpages *me_pghead;
318         pthread_key_t   me_txkey;       /* thread-key for readers */
319         pgno_t          me_free_pgs[MDB_IDL_UM_SIZE];
320 };
321
322 #define NODESIZE         offsetof(MDB_node, mn_data)
323
324 #define INDXSIZE(k)      (NODESIZE + ((k) == NULL ? 0 : (k)->mv_size))
325 #define LEAFSIZE(k, d)   (NODESIZE + (k)->mv_size + (d)->mv_size)
326 #define NODEPTR(p, i)    ((MDB_node *)((char *)(p) + (p)->mp_ptrs[i]))
327 #define NODEKEY(node)    (void *)((node)->mn_data)
328 #define NODEDATA(node)   (void *)((char *)(node)->mn_data + (node)->mn_ksize)
329 #define NODEPGNO(node)   ((node)->mn_pgno)
330 #define NODEDSZ(node)    ((node)->mn_dsize)
331
332 #define MDB_COMMIT_PAGES         64     /* max number of pages to write in one commit */
333 #define MDB_MAXCACHE_DEF         1024   /* max number of pages to keep in cache  */
334
335 static int  mdb_search_page_root(MDB_txn *txn,
336                             MDB_dbi dbi, MDB_val *key,
337                             MDB_cursor *cursor, int modify,
338                             MDB_pageparent *mpp);
339 static int  mdb_search_page(MDB_txn *txn,
340                             MDB_dbi dbi, MDB_val *key,
341                             MDB_cursor *cursor, int modify,
342                             MDB_pageparent *mpp);
343
344 static int  mdbenv_read_header(MDB_env *env, MDB_meta *meta);
345 static int  mdbenv_read_meta(MDB_env *env, int *which);
346 static int  mdbenv_write_meta(MDB_txn *txn);
347 static MDB_page *mdb_get_page(MDB_txn *txn, pgno_t pgno);
348
349 static MDB_node *mdb_search_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page *mp,
350                             MDB_val *key, int *exactp, unsigned int *kip);
351 static int  mdb_add_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page *mp,
352                             indx_t indx, MDB_val *key, MDB_val *data,
353                             pgno_t pgno, uint8_t flags);
354 static void mdb_del_node(MDB_page *mp, indx_t indx);
355 static int mdb_del0(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, unsigned int ki,
356     MDB_pageparent *mpp, MDB_node *leaf);
357 static int  mdb_read_data(MDB_txn *txn, MDB_node *leaf, MDB_val *data);
358
359 static int               mdb_rebalance(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_pageparent *mp);
360 static int               mdb_update_key(MDB_page *mp, indx_t indx, MDB_val *key);
361 static int               mdb_move_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, 
362                                 MDB_pageparent *src, indx_t srcindx,
363                                 MDB_pageparent *dst, indx_t dstindx);
364 static int               mdb_merge(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_pageparent *src,
365                             MDB_pageparent *dst);
366 static int               mdb_split(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page **mpp,
367                             unsigned int *newindxp, MDB_val *newkey,
368                             MDB_val *newdata, pgno_t newpgno);
369 static MDB_dpage *mdb_new_page(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, uint32_t flags, int num);
370
371 static void              cursor_pop_page(MDB_cursor *cursor);
372 static MDB_ppage *cursor_push_page(MDB_cursor *cursor,
373                             MDB_page *mp);
374
375 static int               mdb_set_key(MDB_node *node, MDB_val *key);
376 static int               mdb_sibling(MDB_cursor *cursor, int move_right);
377 static int               mdb_cursor_next(MDB_cursor *cursor,
378                             MDB_val *key, MDB_val *data);
379 static int               mdb_cursor_prev(MDB_cursor *cursor,
380                             MDB_val *key, MDB_val *data);
381 static int               mdb_cursor_set(MDB_cursor *cursor,
382                             MDB_val *key, MDB_val *data, int *exactp);
383 static int               mdb_cursor_first(MDB_cursor *cursor,
384                             MDB_val *key, MDB_val *data);
385 static int               mdb_cursor_last(MDB_cursor *cursor,
386                             MDB_val *key, MDB_val *data);
387
388 static size_t            mdb_leaf_size(MDB_env *env, MDB_val *key,
389                             MDB_val *data);
390 static size_t            mdb_branch_size(MDB_env *env, MDB_val *key);
391
392 static int               memncmp(const void *s1, size_t n1,
393                                  const void *s2, size_t n2);
394 static int               memnrcmp(const void *s1, size_t n1,
395                                   const void *s2, size_t n2);
396
397 static int
398 memncmp(const void *s1, size_t n1, const void *s2, size_t n2)
399 {
400         int diff, len_diff = -1;
401
402         if (n1 >= n2) {
403                 len_diff = (n1 > n2);
404                 n1 = n2;
405         }
406         diff = memcmp(s1, s2, n1);
407         return diff ? diff : len_diff;
408 }
409
410 static int
411 memnrcmp(const void *s1, size_t n1, const void *s2, size_t n2)
412 {
413         const unsigned char     *p1, *p2, *p1_lim;
414
415         if (n2 == 0)
416                 return n1 != 0;
417         if (n1 == 0)
418                 return -1;
419
420         p1 = (const unsigned char *)s1 + n1 - 1;
421         p2 = (const unsigned char *)s2 + n2 - 1;
422
423         for (p1_lim = (n1 <= n2 ? s1 : s2);  *p1 == *p2;  p1--, p2--) {
424                 if (p1 == p1_lim)
425                         return (p1 != s1) ? (p1 != p2) : (p2 != s2) ? -1 : 0;
426         }
427         return *p1 - *p2;
428 }
429
430 int
431 mdb_cmp(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, const MDB_val *a, const MDB_val *b)
432 {
433         return txn->mt_dbxs[dbi].md_cmp(a, b);
434 }
435
436 static int
437 _mdb_cmp(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, const MDB_val *key1, const MDB_val *key2)
438 {
439         if (F_ISSET(txn->mt_dbs[dbi].md_flags, MDB_REVERSEKEY))
440                 return memnrcmp(key1->mv_data, key1->mv_size, key2->mv_data, key2->mv_size);
441         else
442                 return memncmp((char *)key1->mv_data, key1->mv_size, key2->mv_data, key2->mv_size);
443 }
444
445 /* Allocate new page(s) for writing */
446 static MDB_dpage *
447 mdb_alloc_page(MDB_txn *txn, MDB_page *parent, unsigned int parent_idx, int num)
448 {
449         MDB_dpage *dp;
450         pgno_t pgno = P_INVALID;
451         ULONG oldest = txn->mt_txnid - 2;
452
453         if (!txn->mt_env->me_pghead && txn->mt_dbs[FREE_DBI].md_root != P_INVALID) {
454                 /* See if there's anything in the free DB */
455                 MDB_pageparent mpp;
456                 MDB_node *leaf;
457                 ULONG *kptr;
458
459                 mpp.mp_parent = NULL;
460                 mpp.mp_pi = 0;
461                 mdb_search_page(txn, FREE_DBI, NULL, NULL, 0, &mpp);
462                 leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
463                 kptr = (ULONG *)NODEKEY(leaf);
464
465                 /* It's potentially usable, unless there are still
466                  * older readers outstanding. Grab it.
467                  */
468                 if (oldest > *kptr) {
469                         MDB_oldpages *mop;
470                         MDB_val data;
471                         pgno_t *idl;
472
473                         mdb_read_data(txn, leaf, &data);
474                         idl = (ULONG *)data.mv_data;
475                         mop = malloc(sizeof(MDB_oldpages) + MDB_IDL_SIZEOF(idl) - sizeof(pgno_t));
476                         mop->mo_next = txn->mt_env->me_pghead;
477                         mop->mo_txnid = *kptr;
478                         txn->mt_env->me_pghead = mop;
479                         memcpy(mop->mo_pages, idl, MDB_IDL_SIZEOF(idl));
480
481 #if DEBUG > 1
482                         {
483                                 unsigned int i;
484                                 DPRINTF("IDL read txn %lu root %lu num %lu",
485                                         mop->mo_txnid, txn->mt_dbs[FREE_DBI].md_root, idl[0]);
486                                 for (i=0; i<idl[0]; i++) {
487                                         DPRINTF("IDL %lu", idl[i+1]);
488                                 }
489                         }
490 #endif
491                         /* drop this IDL from the DB */
492                         mpp.mp_parent = NULL;
493                         mpp.mp_pi = 0;
494                         mdb_search_page(txn, FREE_DBI, NULL, NULL, 1, &mpp);
495                         leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
496                         mdb_del0(txn, FREE_DBI, 0, &mpp, leaf);
497                 }
498         }
499         if (txn->mt_env->me_pghead) {
500                 unsigned int i;
501                 for (i=0; i<txn->mt_env->me_txns->mt_numreaders; i++) {
502                         ULONG mr = txn->mt_env->me_txns->mt_readers[i].mr_txnid;
503                         if (!mr) continue;
504                         if (mr < oldest)
505                                 oldest = txn->mt_env->me_txns->mt_readers[i].mr_txnid;
506                 }
507                 if (oldest > txn->mt_env->me_pghead->mo_txnid) {
508                         MDB_oldpages *mop = txn->mt_env->me_pghead;
509                         txn->mt_oldest = oldest;
510                         if (num > 1) {
511                                 /* FIXME: For now, always use fresh pages. We
512                                  * really ought to search the free list for a
513                                  * contiguous range.
514                                  */
515                                 ;
516                         } else {
517                                 /* peel pages off tail, so we only have to truncate the list */
518                                 pgno = MDB_IDL_LAST(mop->mo_pages);
519                                 if (MDB_IDL_IS_RANGE(mop->mo_pages)) {
520                                         mop->mo_pages[2]++;
521                                         if (mop->mo_pages[2] > mop->mo_pages[1])
522                                                 mop->mo_pages[0] = 0;
523                                 } else {
524                                         mop->mo_pages[0]--;
525                                 }
526                                 if (MDB_IDL_IS_ZERO(mop->mo_pages)) {
527                                         txn->mt_env->me_pghead = mop->mo_next;
528                                         free(mop);
529                                 }
530                         }
531                 }
532         }
533
534         if ((dp = malloc(txn->mt_env->me_psize * num + sizeof(MDB_dhead))) == NULL)
535                 return NULL;
536         dp->h.md_num = num;
537         dp->h.md_parent = parent;
538         dp->h.md_pi = parent_idx;
539         STAILQ_INSERT_TAIL(txn->mt_u.dirty_queue, dp, h.md_next);
540         if (pgno == P_INVALID) {
541                 dp->p.mp_pgno = txn->mt_next_pgno;
542                 txn->mt_next_pgno += num;
543         } else {
544                 dp->p.mp_pgno = pgno;
545         }
546
547         return dp;
548 }
549
550 /* Touch a page: make it dirty and re-insert into tree with updated pgno.
551  */
552 static int
553 mdb_touch(MDB_txn *txn, MDB_pageparent *pp)
554 {
555         MDB_page *mp = pp->mp_page;
556         pgno_t  pgno;
557         assert(txn != NULL);
558         assert(pp != NULL);
559
560         if (!F_ISSET(mp->mp_flags, P_DIRTY)) {
561                 MDB_dpage *dp;
562                 if ((dp = mdb_alloc_page(txn, pp->mp_parent, pp->mp_pi, 1)) == NULL)
563                         return ENOMEM;
564                 DPRINTF("touched page %lu -> %lu", mp->mp_pgno, dp->p.mp_pgno);
565                 mdb_idl_insert(txn->mt_free_pgs, mp->mp_pgno);
566                 pgno = dp->p.mp_pgno;
567                 memcpy(&dp->p, mp, txn->mt_env->me_psize);
568                 mp = &dp->p;
569                 mp->mp_pgno = pgno;
570                 mp->mp_flags |= P_DIRTY;
571
572                 /* Update the page number to new touched page. */
573                 if (pp->mp_parent != NULL)
574                         NODEPGNO(NODEPTR(pp->mp_parent, pp->mp_pi)) = mp->mp_pgno;
575                 pp->mp_page = mp;
576         }
577         return 0;
578 }
579
580 int
581 mdbenv_sync(MDB_env *env)
582 {
583         int rc = 0;
584         if (!F_ISSET(env->me_flags, MDB_NOSYNC)) {
585                 if (fsync(env->me_fd))
586                         rc = errno;
587         }
588         return rc;
589 }
590
591 int
592 mdb_txn_begin(MDB_env *env, int rdonly, MDB_txn **ret)
593 {
594         MDB_txn *txn;
595         int rc, toggle;
596
597         if ((txn = calloc(1, sizeof(*txn))) == NULL) {
598                 DPRINTF("calloc: %s", strerror(errno));
599                 return ENOMEM;
600         }
601
602         if (rdonly) {
603                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_RDONLY;
604         } else {
605                 txn->mt_u.dirty_queue = calloc(1, sizeof(*txn->mt_u.dirty_queue));
606                 if (txn->mt_u.dirty_queue == NULL) {
607                         free(txn);
608                         return ENOMEM;
609                 }
610                 STAILQ_INIT(txn->mt_u.dirty_queue);
611
612                 pthread_mutex_lock(&env->me_txns->mt_wmutex);
613                 env->me_txns->mt_txnid++;
614                 txn->mt_free_pgs = env->me_free_pgs;
615                 txn->mt_free_pgs[0] = 0;
616         }
617
618         txn->mt_txnid = env->me_txns->mt_txnid;
619         if (rdonly) {
620                 MDB_reader *r = pthread_getspecific(env->me_txkey);
621                 if (!r) {
622                         unsigned int i;
623                         pthread_mutex_lock(&env->me_txns->mt_mutex);
624                         for (i=0; i<env->me_txns->mt_numreaders; i++)
625                                 if (env->me_txns->mt_readers[i].mr_pid == 0)
626                                         break;
627                         if (i == env->me_maxreaders) {
628                                 pthread_mutex_unlock(&env->me_txns->mti_mutex);
629                                 return ENOSPC;
630                         }
631                         env->me_txns->mt_readers[i].mr_pid = getpid();
632                         env->me_txns->mt_readers[i].mr_tid = pthread_self();
633                         r = &env->me_txns->mt_readers[i];
634                         pthread_setspecific(env->me_txkey, r);
635                         if (i >= env->me_txns->mt_numreaders)
636                                 env->me_txns->mt_numreaders = i+1;
637                         pthread_mutex_unlock(&env->me_txns->mt_mutex);
638                 }
639                 r->mr_txnid = txn->mt_txnid;
640                 txn->mt_u.reader = r;
641         } else {
642                 env->me_txn = txn;
643         }
644
645         txn->mt_env = env;
646
647         if ((rc = mdbenv_read_meta(env, &toggle)) != MDB_SUCCESS) {
648                 mdb_txn_abort(txn);
649                 return rc;
650         }
651
652         /* Copy the DB arrays */
653         txn->mt_numdbs = env->me_numdbs;
654         txn->mt_dbxs = env->me_dbxs;    /* mostly static anyway */
655         txn->mt_dbs = malloc(env->me_maxdbs * sizeof(MDB_db));
656         memcpy(txn->mt_dbs, env->me_meta->mm_dbs, 2 * sizeof(MDB_db));
657         if (txn->mt_numdbs > 2)
658                 memcpy(txn->mt_dbs+2, env->me_dbs[env->me_db_toggle]+2,
659                         (txn->mt_numdbs - 2) * sizeof(MDB_db));
660
661         if (!rdonly) {
662                 if (toggle)
663                         txn->mt_flags |= MDB_TXN_METOGGLE;
664                 txn->mt_next_pgno = env->me_meta->mm_last_pg+1;
665         }
666
667         DPRINTF("begin transaction %lu on mdbenv %p, root page %lu",
668                 txn->mt_txnid, (void *) env, txn->mt_dbs[MAIN_DBI].md_root);
669
670         *ret = txn;
671         return MDB_SUCCESS;
672 }
673
674 void
675 mdb_txn_abort(MDB_txn *txn)
676 {
677         MDB_dpage *dp;
678         MDB_env *env;
679
680         if (txn == NULL)
681                 return;
682
683         env = txn->mt_env;
684         DPRINTF("abort transaction %lu on mdbenv %p, root page %lu",
685                 txn->mt_txnid, (void *) env, txn->mt_dbs[MAIN_DBI].md_root);
686
687         free(txn->mt_dbs);
688
689         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
690                 txn->mt_u.reader->mr_txnid = 0;
691         } else {
692                 MDB_oldpages *mop;
693                 unsigned int i;
694
695                 /* Discard all dirty pages. */
696                 while (!STAILQ_EMPTY(txn->mt_u.dirty_queue)) {
697                         dp = STAILQ_FIRST(txn->mt_u.dirty_queue);
698                         STAILQ_REMOVE_HEAD(txn->mt_u.dirty_queue, h.md_next);
699                         free(dp);
700                 }
701                 free(txn->mt_u.dirty_queue);
702
703                 while ((mop = txn->mt_env->me_pghead)) {
704                         txn->mt_env->me_pghead = mop->mo_next;
705                         free(mop);
706                 }
707
708                 env->me_txn = NULL;
709                 env->me_txns->mt_txnid--;
710                 for (i=2; i<env->me_numdbs; i++)
711                         env->me_dbxs[i].md_dirty = 0;
712                 pthread_mutex_unlock(&env->me_txns->mt_wmutex);
713         }
714
715         free(txn);
716 }
717
718 int
719 mdb_txn_commit(MDB_txn *txn)
720 {
721         int              n, done;
722         unsigned int i;
723         ssize_t          rc;
724         off_t            size;
725         MDB_dpage       *dp;
726         MDB_env *env;
727         pgno_t  next;
728         struct iovec     iov[MDB_COMMIT_PAGES];
729
730         assert(txn != NULL);
731         assert(txn->mt_env != NULL);
732
733         env = txn->mt_env;
734
735         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
736                 DPRINTF("attempt to commit read-only transaction");
737                 mdb_txn_abort(txn);
738                 return EPERM;
739         }
740
741         if (txn != env->me_txn) {
742                 DPRINTF("attempt to commit unknown transaction");
743                 mdb_txn_abort(txn);
744                 return EINVAL;
745         }
746
747         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_ERROR)) {
748                 DPRINTF("error flag is set, can't commit");
749                 mdb_txn_abort(txn);
750                 return EINVAL;
751         }
752
753         if (STAILQ_EMPTY(txn->mt_u.dirty_queue))
754                 goto done;
755
756         DPRINTF("committing transaction %lu on mdbenv %p, root page %lu",
757             txn->mt_txnid, (void *) env, txn->mt_dbs[MAIN_DBI].md_root);
758
759         /* should only be one record now */
760         if (env->me_pghead) {
761                 MDB_val key, data;
762                 MDB_oldpages *mop;
763
764                 mop = env->me_pghead;
765                 key.mv_size = sizeof(pgno_t);
766                 key.mv_data = (char *)&mop->mo_txnid;
767                 data.mv_size = MDB_IDL_SIZEOF(mop->mo_pages);
768                 data.mv_data = mop->mo_pages;
769                 mdb_put(txn, FREE_DBI, &key, &data, 0);
770                 free(env->me_pghead);
771                 env->me_pghead = NULL;
772         }
773         /* save to free list */
774         if (!MDB_IDL_IS_ZERO(txn->mt_free_pgs)) {
775                 MDB_val key, data;
776                 MDB_pageparent mpp;
777
778                 /* make sure last page of freeDB is touched and on freelist */
779                 key.mv_size = MAXKEYSIZE+1;
780                 key.mv_data = NULL;
781                 mpp.mp_parent = NULL;
782                 mpp.mp_pi = 0;
783                 mdb_search_page(txn, FREE_DBI, &key, NULL, 1, &mpp);
784
785 #if DEBUG > 1
786                 {
787                         unsigned int i;
788                         ULONG *idl = txn->mt_free_pgs;
789                         DPRINTF("IDL write txn %lu root %lu num %lu",
790                                 txn->mt_txnid, txn->mt_dbs[FREE_DBI].md_root, idl[0]);
791                         for (i=0; i<idl[0]; i++) {
792                                 DPRINTF("IDL %lu", idl[i+1]);
793                         }
794                 }
795 #endif
796                 /* write to last page of freeDB */
797                 key.mv_size = sizeof(pgno_t);
798                 key.mv_data = (char *)&txn->mt_txnid;
799                 data.mv_size = MDB_IDL_SIZEOF(txn->mt_free_pgs);
800                 data.mv_data = txn->mt_free_pgs;
801                 mdb_put(txn, FREE_DBI, &key, &data, 0);
802         }
803
804         /* Update DB root pointers. Their pages have already been
805          * touched so this is all in-place and cannot fail.
806          */
807         {
808                 MDB_val data;
809                 data.mv_size = sizeof(MDB_db);
810
811                 for (i = 2; i < txn->mt_numdbs; i++) {
812                         if (txn->mt_dbxs[i].md_dirty) {
813                                 data.mv_data = &txn->mt_dbs[i];
814                                 mdb_put(txn, i, &txn->mt_dbxs[i].md_name, &data, 0);
815                         }
816                 }
817         }
818
819         /* Commit up to MDB_COMMIT_PAGES dirty pages to disk until done.
820          */
821         next = 0;
822         do {
823                 n = 0;
824                 done = 1;
825                 size = 0;
826                 STAILQ_FOREACH(dp, txn->mt_u.dirty_queue, h.md_next) {
827                         if (dp->p.mp_pgno != next) {
828                                 if (n) {
829                                         DPRINTF("committing %u dirty pages", n);
830                                         rc = writev(env->me_fd, iov, n);
831                                         if (rc != size) {
832                                                 n = errno;
833                                                 if (rc > 0)
834                                                         DPRINTF("short write, filesystem full?");
835                                                 else
836                                                         DPRINTF("writev: %s", strerror(errno));
837                                                 mdb_txn_abort(txn);
838                                                 return n;
839                                         }
840                                         n = 0;
841                                         size = 0;
842                                 }
843                                 lseek(env->me_fd, dp->p.mp_pgno * env->me_psize, SEEK_SET);
844                                 next = dp->p.mp_pgno;
845                         }
846                         DPRINTF("committing page %lu", dp->p.mp_pgno);
847                         iov[n].iov_len = env->me_psize * dp->h.md_num;
848                         iov[n].iov_base = &dp->p;
849                         size += iov[n].iov_len;
850                         next = dp->p.mp_pgno + dp->h.md_num;
851                         /* clear dirty flag */
852                         dp->p.mp_flags &= ~P_DIRTY;
853                         if (++n >= MDB_COMMIT_PAGES) {
854                                 done = 0;
855                                 break;
856                         }
857                 }
858
859                 if (n == 0)
860                         break;
861
862                 DPRINTF("committing %u dirty pages", n);
863                 rc = writev(env->me_fd, iov, n);
864                 if (rc != size) {
865                         n = errno;
866                         if (rc > 0)
867                                 DPRINTF("short write, filesystem full?");
868                         else
869                                 DPRINTF("writev: %s", strerror(errno));
870                         mdb_txn_abort(txn);
871                         return n;
872                 }
873
874         } while (!done);
875
876         /* Drop the dirty pages.
877          */
878         while (!STAILQ_EMPTY(txn->mt_u.dirty_queue)) {
879                 dp = STAILQ_FIRST(txn->mt_u.dirty_queue);
880                 STAILQ_REMOVE_HEAD(txn->mt_u.dirty_queue, h.md_next);
881                 free(dp);
882         }
883
884         if ((n = mdbenv_sync(env)) != 0 ||
885             (n = mdbenv_write_meta(txn)) != MDB_SUCCESS ||
886             (n = mdbenv_sync(env)) != 0) {
887                 mdb_txn_abort(txn);
888                 return n;
889         }
890         env->me_txn = NULL;
891
892         /* update the DB tables */
893         {
894                 int toggle = !env->me_db_toggle;
895
896                 for (i = 2; i < env->me_numdbs; i++) {
897                         if (txn->mt_dbxs[i].md_dirty) {
898                                 env->me_dbs[toggle][i] = txn->mt_dbs[i];
899                                 txn->mt_dbxs[i].md_dirty = 0;
900                         }
901                 }
902                 for (i = env->me_numdbs; i < txn->mt_numdbs; i++) {
903                         txn->mt_dbxs[i].md_dirty = 0;
904                         env->me_dbxs[i] = txn->mt_dbxs[i];
905                         env->me_dbs[toggle][i] = txn->mt_dbs[i];
906                 }
907                 env->me_db_toggle = toggle;
908                 env->me_numdbs = txn->mt_numdbs;
909
910                 free(txn->mt_dbs);
911         }
912
913         pthread_mutex_unlock(&env->me_txns->mt_wmutex);
914         free(txn->mt_u.dirty_queue);
915         free(txn);
916         txn = NULL;
917
918 done:
919         mdb_txn_abort(txn);
920
921         return MDB_SUCCESS;
922 }
923
924 static int
925 mdbenv_read_header(MDB_env *env, MDB_meta *meta)
926 {
927         char             page[PAGESIZE];
928         MDB_page        *p;
929         MDB_meta        *m;
930         int              rc;
931
932         assert(env != NULL);
933
934         /* We don't know the page size yet, so use a minimum value.
935          */
936
937         if ((rc = pread(env->me_fd, page, PAGESIZE, 0)) == 0) {
938                 return ENOENT;
939         } else if (rc != PAGESIZE) {
940                 if (rc > 0)
941                         errno = EINVAL;
942                 DPRINTF("read: %s", strerror(errno));
943                 return errno;
944         }
945
946         p = (MDB_page *)page;
947
948         if (!F_ISSET(p->mp_flags, P_META)) {
949                 DPRINTF("page %lu not a meta page", p->mp_pgno);
950                 return EINVAL;
951         }
952
953         m = METADATA(p);
954         if (m->mm_magic != MDB_MAGIC) {
955                 DPRINTF("meta has invalid magic");
956                 return EINVAL;
957         }
958
959         if (m->mm_version != MDB_VERSION) {
960                 DPRINTF("database is version %u, expected version %u",
961                     m->mm_version, MDB_VERSION);
962                 return EINVAL;
963         }
964
965         memcpy(meta, m, sizeof(*m));
966         return 0;
967 }
968
969 static int
970 mdbenv_init_meta(MDB_env *env, MDB_meta *meta)
971 {
972         MDB_page *p, *q;
973         MDB_meta *m;
974         int rc;
975         unsigned int     psize;
976
977         DPRINTF("writing new meta page");
978         psize = sysconf(_SC_PAGE_SIZE);
979
980         meta->mm_magic = MDB_MAGIC;
981         meta->mm_version = MDB_VERSION;
982         meta->mm_psize = psize;
983         meta->mm_last_pg = 1;
984         meta->mm_flags = env->me_flags & 0xffff;
985 #if __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN
986         /* freeDB keys are pgno_t's, must compare in int order */
987         meta->mm_flags |= MDB_REVERSEKEY;
988 #endif
989         meta->mm_dbs[0].md_root = P_INVALID;
990         meta->mm_dbs[1].md_root = P_INVALID;
991
992         p = calloc(2, psize);
993         p->mp_pgno = 0;
994         p->mp_flags = P_META;
995
996         m = METADATA(p);
997         memcpy(m, meta, sizeof(*meta));
998
999         q = (MDB_page *)((char *)p + psize);
1000
1001         q->mp_pgno = 1;
1002         q->mp_flags = P_META;
1003
1004         m = METADATA(q);
1005         memcpy(m, meta, sizeof(*meta));
1006
1007         rc = write(env->me_fd, p, psize * 2);
1008         free(p);
1009         return (rc == (int)psize * 2) ? MDB_SUCCESS : errno;
1010 }
1011
1012 static int
1013 mdbenv_write_meta(MDB_txn *txn)
1014 {
1015         MDB_env *env;
1016         MDB_meta        meta;
1017         off_t off;
1018         int rc, len;
1019         char *ptr;
1020
1021         assert(txn != NULL);
1022         assert(txn->mt_env != NULL);
1023
1024         DPRINTF("writing meta page for root page %lu", txn->mt_dbs[MAIN_DBI].md_root);
1025
1026         env = txn->mt_env;
1027
1028         ptr = (char *)&meta;
1029         off = offsetof(MDB_meta, mm_dbs[0].md_depth);
1030         len = sizeof(MDB_meta) - off;
1031
1032         ptr += off;
1033         meta.mm_dbs[0] = txn->mt_dbs[0];
1034         meta.mm_dbs[1] = txn->mt_dbs[1];
1035         meta.mm_last_pg = txn->mt_next_pgno - 1;
1036         meta.mm_txnid = txn->mt_txnid;
1037
1038         if (!F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_METOGGLE))
1039                 off += env->me_psize;
1040         off += PAGEHDRSZ;
1041
1042         lseek(env->me_fd, off, SEEK_SET);
1043         rc = write(env->me_fd, ptr, len);
1044         if (rc != len) {
1045                 DPRINTF("write failed, disk error?");
1046                 return errno;
1047         }
1048
1049         return MDB_SUCCESS;
1050 }
1051
1052 static int
1053 mdbenv_read_meta(MDB_env *env, int *which)
1054 {
1055         int toggle = 0;
1056
1057         assert(env != NULL);
1058
1059         if (env->me_metas[0]->mm_txnid < env->me_metas[1]->mm_txnid)
1060                 toggle = 1;
1061
1062         if (env->me_meta != env->me_metas[toggle])
1063                 env->me_meta = env->me_metas[toggle];
1064         if (which)
1065                 *which = toggle;
1066
1067         DPRINTF("Using meta page %d", toggle);
1068
1069         return MDB_SUCCESS;
1070 }
1071
1072 int
1073 mdbenv_create(MDB_env **env)
1074 {
1075         MDB_env *e;
1076
1077         e = calloc(1, sizeof(*e));
1078         if (!e) return ENOMEM;
1079
1080         e->me_maxreaders = DEFAULT_READERS;
1081         e->me_maxdbs = 2;
1082         e->me_fd = -1;
1083         e->me_lfd = -1;
1084         *env = e;
1085         return MDB_SUCCESS;
1086 }
1087
1088 int
1089 mdbenv_set_mapsize(MDB_env *env, size_t size)
1090 {
1091         if (env->me_map)
1092                 return EINVAL;
1093         env->me_mapsize = size;
1094         return MDB_SUCCESS;
1095 }
1096
1097 int
1098 mdbenv_set_maxdbs(MDB_env *env, int dbs)
1099 {
1100         if (env->me_map)
1101                 return EINVAL;
1102         env->me_maxdbs = dbs;
1103         return MDB_SUCCESS;
1104 }
1105
1106 int
1107 mdbenv_set_maxreaders(MDB_env *env, int readers)
1108 {
1109         env->me_maxreaders = readers;
1110         return MDB_SUCCESS;
1111 }
1112
1113 int
1114 mdbenv_get_maxreaders(MDB_env *env, int *readers)
1115 {
1116         if (!env || !readers)
1117                 return EINVAL;
1118         *readers = env->me_maxreaders;
1119         return MDB_SUCCESS;
1120 }
1121
1122 int
1123 mdbenv_open2(MDB_env *env, unsigned int flags)
1124 {
1125         int i, newenv = 0;
1126         MDB_meta meta;
1127         MDB_page *p;
1128
1129         env->me_flags = flags;
1130
1131         memset(&meta, 0, sizeof(meta));
1132
1133         if ((i = mdbenv_read_header(env, &meta)) != 0) {
1134                 if (i != ENOENT)
1135                         return i;
1136                 DPRINTF("new mdbenv");
1137                 newenv = 1;
1138         }
1139
1140         if (!env->me_mapsize) {
1141                 env->me_mapsize = newenv ? DEFAULT_MAPSIZE : meta.mm_mapsize;
1142         }
1143
1144         i = MAP_SHARED;
1145         if (meta.mm_address && (flags & MDB_FIXEDMAP))
1146                 i |= MAP_FIXED;
1147         env->me_map = mmap(meta.mm_address, env->me_mapsize, PROT_READ, i,
1148                 env->me_fd, 0);
1149         if (env->me_map == MAP_FAILED)
1150                 return errno;
1151
1152         if (newenv) {
1153                 meta.mm_mapsize = env->me_mapsize;
1154                 if (flags & MDB_FIXEDMAP)
1155                         meta.mm_address = env->me_map;
1156                 i = mdbenv_init_meta(env, &meta);
1157                 if (i != MDB_SUCCESS) {
1158                         munmap(env->me_map, env->me_mapsize);
1159                         return i;
1160                 }
1161         }
1162         env->me_psize = meta.mm_psize;
1163
1164         p = (MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)(MDB_page *)env->me_map;
1165         env->me_metas[0] = METADATA(p);
1166         env->me_metas[1] = (MDB_meta *)((char *)env->me_metas[0] + meta.mm_psize);
1167
1168         if ((i = mdbenv_read_meta(env, NULL)) != 0)
1169                 return i;
1170
1171         DPRINTF("opened database version %u, pagesize %u",
1172             env->me_meta->mm_version, env->me_psize);
1173         DPRINTF("depth: %u", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_depth);
1174         DPRINTF("entries: %lu", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_entries);
1175         DPRINTF("branch pages: %lu", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_branch_pages);
1176         DPRINTF("leaf pages: %lu", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_leaf_pages);
1177         DPRINTF("overflow pages: %lu", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_overflow_pages);
1178         DPRINTF("root: %lu", env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_root);
1179
1180         return MDB_SUCCESS;
1181 }
1182
1183 static void
1184 mdbenv_reader_dest(void *ptr)
1185 {
1186         MDB_reader *reader = ptr;
1187
1188         reader->mr_txnid = 0;
1189         reader->mr_pid = 0;
1190         reader->mr_tid = 0;
1191 }
1192
1193 /* downgrade the exclusive lock on the region back to shared */
1194 static void
1195 mdbenv_share_locks(MDB_env *env)
1196 {
1197         struct flock lock_info;
1198
1199         env->me_txns->mt_txnid = env->me_meta->mm_txnid;
1200
1201         memset((void *)&lock_info, 0, sizeof(lock_info));
1202         lock_info.l_type = F_RDLCK;
1203         lock_info.l_whence = SEEK_SET;
1204         lock_info.l_start = 0;
1205         lock_info.l_len = 1;
1206         fcntl(env->me_lfd, F_SETLK, &lock_info);
1207 }
1208
1209 static int
1210 mdbenv_setup_locks(MDB_env *env, char *lpath, int mode, int *excl)
1211 {
1212         int rc;
1213         off_t size, rsize;
1214         struct flock lock_info;
1215
1216         *excl = 0;
1217
1218         if ((env->me_lfd = open(lpath, O_RDWR|O_CREAT, mode)) == -1) {
1219                 rc = errno;
1220                 return rc;
1221         }
1222         /* Try to get exclusive lock. If we succeed, then
1223          * nobody is using the lock region and we should initialize it.
1224          */
1225         memset((void *)&lock_info, 0, sizeof(lock_info));
1226         lock_info.l_type = F_WRLCK;
1227         lock_info.l_whence = SEEK_SET;
1228         lock_info.l_start = 0;
1229         lock_info.l_len = 1;
1230         rc = fcntl(env->me_lfd, F_SETLK, &lock_info);
1231         if (rc == 0) {
1232                 *excl = 1;
1233         } else {
1234                 lock_info.l_type = F_RDLCK;
1235                 rc = fcntl(env->me_lfd, F_SETLK, &lock_info);
1236                 if (rc) {
1237                         rc = errno;
1238                         goto fail;
1239                 }
1240         }
1241         size = lseek(env->me_lfd, 0, SEEK_END);
1242         rsize = (env->me_maxreaders-1) * sizeof(MDB_reader) + sizeof(MDB_txninfo);
1243         if (size < rsize && *excl) {
1244                 if (ftruncate(env->me_lfd, rsize) != 0) {
1245                         rc = errno;
1246                         goto fail;
1247                 }
1248         } else {
1249                 rsize = size;
1250                 size = rsize - sizeof(MDB_txninfo);
1251                 env->me_maxreaders = size/sizeof(MDB_reader) + 1;
1252         }
1253         env->me_txns = mmap(0, rsize, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED,
1254                 env->me_lfd, 0);
1255         if (env->me_txns == MAP_FAILED) {
1256                 rc = errno;
1257                 goto fail;
1258         }
1259         if (*excl) {
1260                 pthread_mutexattr_t mattr;
1261
1262                 pthread_mutexattr_init(&mattr);
1263                 pthread_mutexattr_setpshared(&mattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED);
1264                 pthread_mutex_init(&env->me_txns->mt_mutex, &mattr);
1265                 pthread_mutex_init(&env->me_txns->mt_wmutex, &mattr);
1266                 env->me_txns->mt_version = MDB_VERSION;
1267                 env->me_txns->mt_magic = MDB_MAGIC;
1268                 env->me_txns->mt_txnid = 0;
1269                 env->me_txns->mt_numreaders = 0;
1270
1271         } else {
1272                 if (env->me_txns->mt_magic != MDB_MAGIC) {
1273                         DPRINTF("lock region has invalid magic");
1274                         errno = EINVAL;
1275                 }
1276                 if (env->me_txns->mt_version != MDB_VERSION) {
1277                         DPRINTF("lock region is version %u, expected version %u",
1278                                 env->me_txns->mt_version, MDB_VERSION);
1279                         errno = EINVAL;
1280                 }
1281                 if (errno != EACCES && errno != EAGAIN) {
1282                         rc = errno;
1283                         goto fail;
1284                 }
1285         }
1286         return MDB_SUCCESS;
1287
1288 fail:
1289         close(env->me_lfd);
1290         return rc;
1291
1292 }
1293
1294 int
1295 mdbenv_open(MDB_env *env, const char *path, unsigned int flags, mode_t mode)
1296 {
1297         int             oflags, rc, len, excl;
1298         char *lpath, *dpath;
1299
1300         len = strlen(path);
1301         lpath = malloc(len + sizeof("/lock.mdb") + len + sizeof("/data.db"));
1302         if (!lpath)
1303                 return ENOMEM;
1304         dpath = lpath + len + sizeof("/lock.mdb");
1305         sprintf(lpath, "%s/lock.mdb", path);
1306         sprintf(dpath, "%s/data.mdb", path);
1307
1308         rc = mdbenv_setup_locks(env, lpath, mode, &excl);
1309         if (rc)
1310                 goto leave;
1311
1312         if (F_ISSET(flags, MDB_RDONLY))
1313                 oflags = O_RDONLY;
1314         else
1315                 oflags = O_RDWR | O_CREAT;
1316
1317         if ((env->me_fd = open(dpath, oflags, mode)) == -1)
1318                 return errno;
1319
1320         if ((rc = mdbenv_open2(env, flags)) != MDB_SUCCESS) {
1321                 close(env->me_fd);
1322                 env->me_fd = -1;
1323         } else {
1324                 env->me_path = strdup(path);
1325                 DPRINTF("opened dbenv %p", (void *) env);
1326                 pthread_key_create(&env->me_txkey, mdbenv_reader_dest);
1327                 if (excl)
1328                         mdbenv_share_locks(env);
1329                 env->me_dbxs = calloc(env->me_maxdbs, sizeof(MDB_dbx));
1330                 env->me_dbs[0] = calloc(env->me_maxdbs, sizeof(MDB_db));
1331                 env->me_dbs[1] = calloc(env->me_maxdbs, sizeof(MDB_db));
1332                 env->me_numdbs = 2;
1333         }
1334
1335 leave:
1336         free(lpath);
1337         return rc;
1338 }
1339
1340 void
1341 mdbenv_close(MDB_env *env)
1342 {
1343         if (env == NULL)
1344                 return;
1345
1346         free(env->me_dbxs);
1347         free(env->me_path);
1348
1349         if (env->me_map) {
1350                 munmap(env->me_map, env->me_mapsize);
1351         }
1352         close(env->me_fd);
1353         if (env->me_txns) {
1354                 size_t size = (env->me_maxreaders-1) * sizeof(MDB_reader) + sizeof(MDB_txninfo);
1355                 munmap(env->me_txns, size);
1356         }
1357         close(env->me_lfd);
1358         free(env);
1359 }
1360
1361 /* Search for key within a leaf page, using binary search.
1362  * Returns the smallest entry larger or equal to the key.
1363  * If exactp is non-null, stores whether the found entry was an exact match
1364  * in *exactp (1 or 0).
1365  * If kip is non-null, stores the index of the found entry in *kip.
1366  * If no entry larger or equal to the key is found, returns NULL.
1367  */
1368 static MDB_node *
1369 mdb_search_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page *mp, MDB_val *key,
1370     int *exactp, unsigned int *kip)
1371 {
1372         unsigned int     i = 0;
1373         int              low, high;
1374         int              rc = 0;
1375         MDB_node        *node;
1376         MDB_val  nodekey;
1377
1378         DPRINTF("searching %u keys in %s page %lu",
1379             NUMKEYS(mp),
1380             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch",
1381             mp->mp_pgno);
1382
1383         assert(NUMKEYS(mp) > 0);
1384
1385         memset(&nodekey, 0, sizeof(nodekey));
1386
1387         low = IS_LEAF(mp) ? 0 : 1;
1388         high = NUMKEYS(mp) - 1;
1389         while (low <= high) {
1390                 i = (low + high) >> 1;
1391                 node = NODEPTR(mp, i);
1392
1393                 nodekey.mv_size = node->mn_ksize;
1394                 nodekey.mv_data = NODEKEY(node);
1395
1396                 if (txn->mt_dbxs[dbi].md_cmp)
1397                         rc = txn->mt_dbxs[dbi].md_cmp(key, &nodekey);
1398                 else
1399                         rc = _mdb_cmp(txn, dbi, key, &nodekey);
1400
1401                 if (IS_LEAF(mp))
1402                         DPRINTF("found leaf index %u [%.*s], rc = %i",
1403                             i, (int)nodekey.mv_size, (char *)nodekey.mv_data, rc);
1404                 else
1405                         DPRINTF("found branch index %u [%.*s -> %lu], rc = %i",
1406                             i, (int)node->mn_ksize, (char *)NODEKEY(node),
1407                             node->mn_pgno, rc);
1408
1409                 if (rc == 0)
1410                         break;
1411                 if (rc > 0)
1412                         low = i + 1;
1413                 else
1414                         high = i - 1;
1415         }
1416
1417         if (rc > 0) {   /* Found entry is less than the key. */
1418                 i++;    /* Skip to get the smallest entry larger than key. */
1419                 if (i >= NUMKEYS(mp))
1420                         /* There is no entry larger or equal to the key. */
1421                         return NULL;
1422         }
1423         if (exactp)
1424                 *exactp = (rc == 0);
1425         if (kip)        /* Store the key index if requested. */
1426                 *kip = i;
1427
1428         return NODEPTR(mp, i);
1429 }
1430
1431 static void
1432 cursor_pop_page(MDB_cursor *cursor)
1433 {
1434         MDB_ppage       *top;
1435
1436         top = CURSOR_TOP(cursor);
1437         CURSOR_POP(cursor);
1438
1439         DPRINTF("popped page %lu off cursor %p", top->mp_page->mp_pgno, (void *) cursor);
1440
1441         free(top);
1442 }
1443
1444 static MDB_ppage *
1445 cursor_push_page(MDB_cursor *cursor, MDB_page *mp)
1446 {
1447         MDB_ppage       *ppage;
1448
1449         DPRINTF("pushing page %lu on cursor %p", mp->mp_pgno, (void *) cursor);
1450
1451         if ((ppage = calloc(1, sizeof(*ppage))) == NULL)
1452                 return NULL;
1453         ppage->mp_page = mp;
1454         CURSOR_PUSH(cursor, ppage);
1455         return ppage;
1456 }
1457
1458 static MDB_page *
1459 mdb_get_page(MDB_txn *txn, pgno_t pgno)
1460 {
1461         MDB_page *p = NULL;
1462         int found = 0;
1463
1464         if (!F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY) && !STAILQ_EMPTY(txn->mt_u.dirty_queue)) {
1465                 MDB_dpage *dp;
1466                 STAILQ_FOREACH(dp, txn->mt_u.dirty_queue, h.md_next) {
1467                         if (dp->p.mp_pgno == pgno) {
1468                                 p = &dp->p;
1469                                 found = 1;
1470                                 break;
1471                         }
1472                 }
1473         }
1474         if (!found) {
1475                 p = (MDB_page *)(txn->mt_env->me_map + txn->mt_env->me_psize * pgno);
1476         }
1477         return p;
1478 }
1479
1480 static int
1481 mdb_search_page_root(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_val *key,
1482     MDB_cursor *cursor, int modify, MDB_pageparent *mpp)
1483 {
1484         MDB_page        *mp = mpp->mp_page;
1485         int rc;
1486
1487         if (cursor && cursor_push_page(cursor, mp) == NULL)
1488                 return MDB_FAIL;
1489
1490         while (IS_BRANCH(mp)) {
1491                 unsigned int     i = 0;
1492                 MDB_node        *node;
1493
1494                 DPRINTF("branch page %lu has %u keys", mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp));
1495                 assert(NUMKEYS(mp) > 1);
1496                 DPRINTF("found index 0 to page %lu", NODEPGNO(NODEPTR(mp, 0)));
1497
1498                 if (key == NULL)        /* Initialize cursor to first page. */
1499                         i = 0;
1500                 else if (key->mv_size > MAXKEYSIZE && key->mv_data == NULL) {
1501                                                         /* cursor to last page */
1502                         i = NUMKEYS(mp)-1;
1503                 } else {
1504                         int      exact;
1505                         node = mdb_search_node(txn, dbi, mp, key, &exact, &i);
1506                         if (node == NULL)
1507                                 i = NUMKEYS(mp) - 1;
1508                         else if (!exact) {
1509                                 assert(i > 0);
1510                                 i--;
1511                         }
1512                 }
1513
1514                 if (key)
1515                         DPRINTF("following index %u for key %.*s",
1516                             i, (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1517                 assert(i < NUMKEYS(mp));
1518                 node = NODEPTR(mp, i);
1519
1520                 if (cursor)
1521                         CURSOR_TOP(cursor)->mp_ki = i;
1522
1523                 mpp->mp_parent = mp;
1524                 if ((mp = mdb_get_page(txn, NODEPGNO(node))) == NULL)
1525                         return MDB_FAIL;
1526                 mpp->mp_pi = i;
1527                 mpp->mp_page = mp;
1528
1529                 if (cursor && cursor_push_page(cursor, mp) == NULL)
1530                         return MDB_FAIL;
1531
1532                 if (modify) {
1533                         MDB_dhead *dh = ((MDB_dhead *)mp)-1;
1534                         if ((rc = mdb_touch(txn, mpp)) != 0)
1535                                 return rc;
1536                         dh = ((MDB_dhead *)mpp->mp_page)-1;
1537                         dh->md_parent = mpp->mp_parent;
1538                         dh->md_pi = mpp->mp_pi;
1539                 }
1540
1541                 mp = mpp->mp_page;
1542         }
1543
1544         if (!IS_LEAF(mp)) {
1545                 DPRINTF("internal error, index points to a %02X page!?",
1546                     mp->mp_flags);
1547                 return MDB_FAIL;
1548         }
1549
1550         DPRINTF("found leaf page %lu for key %.*s", mp->mp_pgno,
1551             key ? (int)key->mv_size : 0, key ? (char *)key->mv_data : NULL);
1552
1553         return MDB_SUCCESS;
1554 }
1555
1556 /* Search for the page a given key should be in.
1557  * Stores a pointer to the found page in *mpp.
1558  * If key is NULL, search for the lowest page (used by mdb_cursor_first).
1559  * If cursor is non-null, pushes parent pages on the cursor stack.
1560  * If modify is true, visited pages are updated with new page numbers.
1561  */
1562 static int
1563 mdb_search_page(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_val *key,
1564     MDB_cursor *cursor, int modify, MDB_pageparent *mpp)
1565 {
1566         int              rc;
1567         pgno_t           root;
1568
1569         /* Choose which root page to start with. If a transaction is given
1570          * use the root page from the transaction, otherwise read the last
1571          * committed root page.
1572          */
1573         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_ERROR)) {
1574                 DPRINTF("transaction has failed, must abort");
1575                 return EINVAL;
1576         } else
1577                 root = txn->mt_dbs[dbi].md_root;
1578
1579         if (root == P_INVALID) {                /* Tree is empty. */
1580                 DPRINTF("tree is empty");
1581                 return ENOENT;
1582         }
1583
1584         if ((mpp->mp_page = mdb_get_page(txn, root)) == NULL)
1585                 return MDB_FAIL;
1586
1587         DPRINTF("root page has flags 0x%X", mpp->mp_page->mp_flags);
1588
1589         if (modify) {
1590                 /* For sub-databases, update main root first */
1591                 if (dbi > MAIN_DBI && !txn->mt_dbxs[dbi].md_dirty) {
1592                         MDB_pageparent mp2;
1593                         rc = mdb_search_page(txn, 0, &txn->mt_dbxs[dbi].md_name,
1594                                 NULL, 1, &mp2);
1595                         if (rc)
1596                                 return rc;
1597                         txn->mt_dbxs[dbi].md_dirty = 1;
1598                 }
1599                 if (!F_ISSET(mpp->mp_page->mp_flags, P_DIRTY)) {
1600                         mpp->mp_parent = NULL;
1601                         mpp->mp_pi = 0;
1602                         if ((rc = mdb_touch(txn, mpp)))
1603                                 return rc;
1604                         txn->mt_dbs[dbi].md_root = mpp->mp_page->mp_pgno;
1605                 }
1606         }
1607
1608         return mdb_search_page_root(txn, dbi, key, cursor, modify, mpp);
1609 }
1610
1611 static int
1612 mdb_read_data(MDB_txn *txn, MDB_node *leaf, MDB_val *data)
1613 {
1614         MDB_page        *omp;           /* overflow mpage */
1615         pgno_t           pgno;
1616
1617         if (!F_ISSET(leaf->mn_flags, F_BIGDATA)) {
1618                 data->mv_size = leaf->mn_dsize;
1619                 data->mv_data = NODEDATA(leaf);
1620                 return MDB_SUCCESS;
1621         }
1622
1623         /* Read overflow data.
1624          */
1625         data->mv_size = leaf->mn_dsize;
1626         memcpy(&pgno, NODEDATA(leaf), sizeof(pgno));
1627         if ((omp = mdb_get_page(txn, pgno)) == NULL) {
1628                 DPRINTF("read overflow page %lu failed", pgno);
1629                 return MDB_FAIL;
1630         }
1631         data->mv_data = omp;
1632
1633         return MDB_SUCCESS;
1634 }
1635
1636 int
1637 mdb_get(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi,
1638     MDB_val *key, MDB_val *data)
1639 {
1640         int              rc, exact;
1641         MDB_node        *leaf;
1642         MDB_pageparent mpp;
1643
1644         assert(key);
1645         assert(data);
1646         DPRINTF("===> get key [%.*s]", (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1647
1648         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
1649                 return EINVAL;
1650         }
1651
1652         if ((rc = mdb_search_page(txn, dbi, key, NULL, 0, &mpp)) != MDB_SUCCESS)
1653                 return rc;
1654
1655         leaf = mdb_search_node(txn, dbi, mpp.mp_page, key, &exact, NULL);
1656         if (leaf && exact)
1657                 rc = mdb_read_data(txn, leaf, data);
1658         else {
1659                 rc = ENOENT;
1660         }
1661
1662         return rc;
1663 }
1664
1665 static int
1666 mdb_sibling(MDB_cursor *cursor, int move_right)
1667 {
1668         int              rc;
1669         MDB_node        *indx;
1670         MDB_ppage       *parent, *top;
1671         MDB_page        *mp;
1672
1673         top = CURSOR_TOP(cursor);
1674         if ((parent = SLIST_NEXT(top, mp_entry)) == NULL) {
1675                 return ENOENT;          /* root has no siblings */
1676         }
1677
1678         DPRINTF("parent page is page %lu, index %u",
1679             parent->mp_page->mp_pgno, parent->mp_ki);
1680
1681         cursor_pop_page(cursor);
1682         if (move_right ? (parent->mp_ki + 1 >= NUMKEYS(parent->mp_page))
1683                        : (parent->mp_ki == 0)) {
1684                 DPRINTF("no more keys left, moving to %s sibling",
1685                     move_right ? "right" : "left");
1686                 if ((rc = mdb_sibling(cursor, move_right)) != MDB_SUCCESS)
1687                         return rc;
1688                 parent = CURSOR_TOP(cursor);
1689         } else {
1690                 if (move_right)
1691                         parent->mp_ki++;
1692                 else
1693                         parent->mp_ki--;
1694                 DPRINTF("just moving to %s index key %u",
1695                     move_right ? "right" : "left", parent->mp_ki);
1696         }
1697         assert(IS_BRANCH(parent->mp_page));
1698
1699         indx = NODEPTR(parent->mp_page, parent->mp_ki);
1700         if ((mp = mdb_get_page(cursor->mc_txn, indx->mn_pgno)) == NULL)
1701                 return MDB_FAIL;
1702 #if 0
1703         mp->parent = parent->mp_page;
1704         mp->parent_index = parent->mp_ki;
1705 #endif
1706
1707         cursor_push_page(cursor, mp);
1708
1709         return MDB_SUCCESS;
1710 }
1711
1712 static int
1713 mdb_set_key(MDB_node *node, MDB_val *key)
1714 {
1715         if (key == NULL)
1716                 return 0;
1717
1718         key->mv_size = node->mn_ksize;
1719         key->mv_data = NODEKEY(node);
1720
1721         return 0;
1722 }
1723
1724 static int
1725 mdb_cursor_next(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1726 {
1727         MDB_ppage       *top;
1728         MDB_page        *mp;
1729         MDB_node        *leaf;
1730
1731         if (cursor->mc_eof) {
1732                 return ENOENT;
1733         }
1734
1735         assert(cursor->mc_initialized);
1736
1737         top = CURSOR_TOP(cursor);
1738         mp = top->mp_page;
1739
1740         DPRINTF("cursor_next: top page is %lu in cursor %p", mp->mp_pgno, (void *) cursor);
1741
1742         if (top->mp_ki + 1 >= NUMKEYS(mp)) {
1743                 DPRINTF("=====> move to next sibling page");
1744                 if (mdb_sibling(cursor, 1) != MDB_SUCCESS) {
1745                         cursor->mc_eof = 1;
1746                         return ENOENT;
1747                 }
1748                 top = CURSOR_TOP(cursor);
1749                 mp = top->mp_page;
1750                 DPRINTF("next page is %lu, key index %u", mp->mp_pgno, top->mp_ki);
1751         } else
1752                 top->mp_ki++;
1753
1754         DPRINTF("==> cursor points to page %lu with %u keys, key index %u",
1755             mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp), top->mp_ki);
1756
1757         assert(IS_LEAF(mp));
1758         leaf = NODEPTR(mp, top->mp_ki);
1759
1760         if (data && mdb_read_data(cursor->mc_txn, leaf, data) != MDB_SUCCESS)
1761                 return MDB_FAIL;
1762
1763         return mdb_set_key(leaf, key);
1764 }
1765
1766 static int
1767 mdb_cursor_prev(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1768 {
1769         MDB_ppage       *top;
1770         MDB_page        *mp;
1771         MDB_node        *leaf;
1772
1773         assert(cursor->mc_initialized);
1774
1775         top = CURSOR_TOP(cursor);
1776         mp = top->mp_page;
1777
1778         DPRINTF("cursor_prev: top page is %lu in cursor %p", mp->mp_pgno, (void *) cursor);
1779
1780         if (top->mp_ki == 0)  {
1781                 DPRINTF("=====> move to prev sibling page");
1782                 if (mdb_sibling(cursor, 0) != MDB_SUCCESS) {
1783                         return ENOENT;
1784                 }
1785                 top = CURSOR_TOP(cursor);
1786                 mp = top->mp_page;
1787                 top->mp_ki = NUMKEYS(mp) - 1;
1788                 DPRINTF("prev page is %lu, key index %u", mp->mp_pgno, top->mp_ki);
1789         } else
1790                 top->mp_ki--;
1791
1792         cursor->mc_eof = 0;
1793
1794         DPRINTF("==> cursor points to page %lu with %u keys, key index %u",
1795             mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp), top->mp_ki);
1796
1797         assert(IS_LEAF(mp));
1798         leaf = NODEPTR(mp, top->mp_ki);
1799
1800         if (data && mdb_read_data(cursor->mc_txn, leaf, data) != MDB_SUCCESS)
1801                 return MDB_FAIL;
1802
1803         return mdb_set_key(leaf, key);
1804 }
1805
1806 static int
1807 mdb_cursor_set(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data,
1808     int *exactp)
1809 {
1810         int              rc;
1811         MDB_node        *leaf;
1812         MDB_ppage       *top;
1813         MDB_pageparent mpp;
1814
1815         assert(cursor);
1816         assert(key);
1817         assert(key->mv_size > 0);
1818
1819         rc = mdb_search_page(cursor->mc_txn, cursor->mc_dbi, key, cursor, 0, &mpp);
1820         if (rc != MDB_SUCCESS)
1821                 return rc;
1822         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1823
1824         top = CURSOR_TOP(cursor);
1825         leaf = mdb_search_node(cursor->mc_txn, cursor->mc_dbi, mpp.mp_page, key, exactp, &top->mp_ki);
1826         if (exactp != NULL && !*exactp) {
1827                 /* MDB_SET specified and not an exact match. */
1828                 return ENOENT;
1829         }
1830
1831         if (leaf == NULL) {
1832                 DPRINTF("===> inexact leaf not found, goto sibling");
1833                 if ((rc = mdb_sibling(cursor, 1)) != MDB_SUCCESS)
1834                         return rc;              /* no entries matched */
1835                 top = CURSOR_TOP(cursor);
1836                 top->mp_ki = 0;
1837                 mpp.mp_page = top->mp_page;
1838                 assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1839                 leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
1840         }
1841
1842         cursor->mc_initialized = 1;
1843         cursor->mc_eof = 0;
1844
1845         if (data && (rc = mdb_read_data(cursor->mc_txn, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
1846                 return rc;
1847
1848         rc = mdb_set_key(leaf, key);
1849         if (rc == MDB_SUCCESS) {
1850                 DPRINTF("==> cursor placed on key %.*s",
1851                         (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
1852                 ;
1853         }
1854
1855         return rc;
1856 }
1857
1858 static int
1859 mdb_cursor_first(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1860 {
1861         int              rc;
1862         MDB_pageparent  mpp;
1863         MDB_node        *leaf;
1864
1865         rc = mdb_search_page(cursor->mc_txn, cursor->mc_dbi, NULL, cursor, 0, &mpp);
1866         if (rc != MDB_SUCCESS)
1867                 return rc;
1868         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1869
1870         leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, 0);
1871         cursor->mc_initialized = 1;
1872         cursor->mc_eof = 0;
1873
1874         if (data && (rc = mdb_read_data(cursor->mc_txn, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
1875                 return rc;
1876
1877         return mdb_set_key(leaf, key);
1878 }
1879
1880 static int
1881 mdb_cursor_last(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data)
1882 {
1883         int              rc;
1884         MDB_ppage       *top;
1885         MDB_pageparent  mpp;
1886         MDB_node        *leaf;
1887         MDB_val lkey;
1888
1889         lkey.mv_size = MAXKEYSIZE+1;
1890         lkey.mv_data = NULL;
1891
1892         rc = mdb_search_page(cursor->mc_txn, cursor->mc_dbi, &lkey, cursor, 0, &mpp);
1893         if (rc != MDB_SUCCESS)
1894                 return rc;
1895         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
1896
1897         leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, NUMKEYS(mpp.mp_page)-1);
1898         cursor->mc_initialized = 1;
1899         cursor->mc_eof = 0;
1900
1901         top = CURSOR_TOP(cursor);
1902         top->mp_ki = NUMKEYS(top->mp_page) - 1;
1903
1904         if (data && (rc = mdb_read_data(cursor->mc_txn, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
1905                 return rc;
1906
1907         return mdb_set_key(leaf, key);
1908 }
1909
1910 int
1911 mdb_cursor_get(MDB_cursor *cursor, MDB_val *key, MDB_val *data,
1912     MDB_cursor_op op)
1913 {
1914         int              rc;
1915         int              exact = 0;
1916
1917         assert(cursor);
1918
1919         switch (op) {
1920         case MDB_SET:
1921         case MDB_SET_RANGE:
1922                 while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1923                         cursor_pop_page(cursor);
1924                 if (key == NULL || key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
1925                         rc = EINVAL;
1926                 } else if (op == MDB_SET)
1927                         rc = mdb_cursor_set(cursor, key, data, &exact);
1928                 else
1929                         rc = mdb_cursor_set(cursor, key, data, NULL);
1930                 break;
1931         case MDB_NEXT:
1932                 if (!cursor->mc_initialized)
1933                         rc = mdb_cursor_first(cursor, key, data);
1934                 else
1935                         rc = mdb_cursor_next(cursor, key, data);
1936                 break;
1937         case MDB_PREV:
1938                 if (!cursor->mc_initialized || cursor->mc_eof) {
1939                         while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1940                                 cursor_pop_page(cursor);
1941                         rc = mdb_cursor_last(cursor, key, data);
1942                 } else
1943                         rc = mdb_cursor_prev(cursor, key, data);
1944                 break;
1945         case MDB_FIRST:
1946                 while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1947                         cursor_pop_page(cursor);
1948                 rc = mdb_cursor_first(cursor, key, data);
1949                 break;
1950         case MDB_LAST:
1951                 while (CURSOR_TOP(cursor) != NULL)
1952                         cursor_pop_page(cursor);
1953                 rc = mdb_cursor_last(cursor, key, data);
1954                 break;
1955         default:
1956                 DPRINTF("unhandled/unimplemented cursor operation %u", op);
1957                 rc = EINVAL;
1958                 break;
1959         }
1960
1961         return rc;
1962 }
1963
1964 /* Allocate a page and initialize it
1965  */
1966 static MDB_dpage *
1967 mdb_new_page(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, uint32_t flags, int num)
1968 {
1969         MDB_dpage       *dp;
1970
1971         if ((dp = mdb_alloc_page(txn, NULL, 0, num)) == NULL)
1972                 return NULL;
1973         DPRINTF("allocated new mpage %lu, page size %u",
1974             dp->p.mp_pgno, txn->mt_env->me_psize);
1975         dp->p.mp_flags = flags | P_DIRTY;
1976         dp->p.mp_lower = PAGEHDRSZ;
1977         dp->p.mp_upper = txn->mt_env->me_psize;
1978
1979         if (IS_BRANCH(&dp->p))
1980                 txn->mt_dbs[dbi].md_branch_pages++;
1981         else if (IS_LEAF(&dp->p))
1982                 txn->mt_dbs[dbi].md_leaf_pages++;
1983         else if (IS_OVERFLOW(&dp->p)) {
1984                 txn->mt_dbs[dbi].md_overflow_pages += num;
1985                 dp->p.mp_pages = num;
1986         }
1987
1988         return dp;
1989 }
1990
1991 static size_t
1992 mdb_leaf_size(MDB_env *env, MDB_val *key, MDB_val *data)
1993 {
1994         size_t           sz;
1995
1996         sz = LEAFSIZE(key, data);
1997         if (data->mv_size >= env->me_psize / MDB_MINKEYS) {
1998                 /* put on overflow page */
1999                 sz -= data->mv_size - sizeof(pgno_t);
2000         }
2001
2002         return sz + sizeof(indx_t);
2003 }
2004
2005 static size_t
2006 mdb_branch_size(MDB_env *env, MDB_val *key)
2007 {
2008         size_t           sz;
2009
2010         sz = INDXSIZE(key);
2011         if (sz >= env->me_psize / MDB_MINKEYS) {
2012                 /* put on overflow page */
2013                 /* not implemented */
2014                 /* sz -= key->size - sizeof(pgno_t); */
2015         }
2016
2017         return sz + sizeof(indx_t);
2018 }
2019
2020 static int
2021 mdb_add_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page *mp, indx_t indx,
2022     MDB_val *key, MDB_val *data, pgno_t pgno, uint8_t flags)
2023 {
2024         unsigned int     i;
2025         size_t           node_size = NODESIZE;
2026         indx_t           ofs;
2027         MDB_node        *node;
2028         MDB_dpage       *ofp = NULL;            /* overflow page */
2029
2030         assert(mp->mp_upper >= mp->mp_lower);
2031
2032         DPRINTF("add node [%.*s] to %s page %lu at index %i, key size %zu",
2033             key ? (int)key->mv_size : 0, key ? (char *)key->mv_data : NULL,
2034             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch",
2035             mp->mp_pgno, indx, key ? key->mv_size : 0);
2036
2037         if (key != NULL)
2038                 node_size += key->mv_size;
2039
2040         if (IS_LEAF(mp)) {
2041                 assert(data);
2042                 if (F_ISSET(flags, F_BIGDATA)) {
2043                         /* Data already on overflow page. */
2044                         node_size += sizeof(pgno_t);
2045                 } else if (data->mv_size >= txn->mt_env->me_psize / MDB_MINKEYS) {
2046                         int ovpages = OVPAGES(data->mv_size, txn->mt_env->me_psize);
2047                         /* Put data on overflow page. */
2048                         DPRINTF("data size is %zu, put on overflow page",
2049                             data->mv_size);
2050                         node_size += sizeof(pgno_t);
2051                         if ((ofp = mdb_new_page(txn, dbi, P_OVERFLOW, ovpages)) == NULL)
2052                                 return MDB_FAIL;
2053                         DPRINTF("allocated overflow page %lu", ofp->p.mp_pgno);
2054                         flags |= F_BIGDATA;
2055                 } else {
2056                         node_size += data->mv_size;
2057                 }
2058         }
2059
2060         if (node_size + sizeof(indx_t) > SIZELEFT(mp)) {
2061                 DPRINTF("not enough room in page %lu, got %u ptrs",
2062                     mp->mp_pgno, NUMKEYS(mp));
2063                 DPRINTF("upper - lower = %u - %u = %u", mp->mp_upper, mp->mp_lower,
2064                     mp->mp_upper - mp->mp_lower);
2065                 DPRINTF("node size = %zu", node_size);
2066                 return ENOSPC;
2067         }
2068
2069         /* Move higher pointers up one slot. */
2070         for (i = NUMKEYS(mp); i > indx; i--)
2071                 mp->mp_ptrs[i] = mp->mp_ptrs[i - 1];
2072
2073         /* Adjust free space offsets. */
2074         ofs = mp->mp_upper - node_size;
2075         assert(ofs >= mp->mp_lower + sizeof(indx_t));
2076         mp->mp_ptrs[indx] = ofs;
2077         mp->mp_upper = ofs;
2078         mp->mp_lower += sizeof(indx_t);
2079
2080         /* Write the node data. */
2081         node = NODEPTR(mp, indx);
2082         node->mn_ksize = (key == NULL) ? 0 : key->mv_size;
2083         node->mn_flags = flags;
2084         if (IS_LEAF(mp))
2085                 node->mn_dsize = data->mv_size;
2086         else
2087                 node->mn_pgno = pgno;
2088
2089         if (key)
2090                 memcpy(NODEKEY(node), key->mv_data, key->mv_size);
2091
2092         if (IS_LEAF(mp)) {
2093                 assert(key);
2094                 if (ofp == NULL) {
2095                         if (F_ISSET(flags, F_BIGDATA))
2096                                 memcpy(node->mn_data + key->mv_size, data->mv_data,
2097                                     sizeof(pgno_t));
2098                         else
2099                                 memcpy(node->mn_data + key->mv_size, data->mv_data,
2100                                     data->mv_size);
2101                 } else {
2102                         memcpy(node->mn_data + key->mv_size, &ofp->p.mp_pgno,
2103                             sizeof(pgno_t));
2104                         memcpy(METADATA(&ofp->p), data->mv_data, data->mv_size);
2105                 }
2106         }
2107
2108         return MDB_SUCCESS;
2109 }
2110
2111 static void
2112 mdb_del_node(MDB_page *mp, indx_t indx)
2113 {
2114         unsigned int     sz;
2115         indx_t           i, j, numkeys, ptr;
2116         MDB_node        *node;
2117         char            *base;
2118
2119         DPRINTF("delete node %u on %s page %lu", indx,
2120             IS_LEAF(mp) ? "leaf" : "branch", mp->mp_pgno);
2121         assert(indx < NUMKEYS(mp));
2122
2123         node = NODEPTR(mp, indx);
2124         sz = NODESIZE + node->mn_ksize;
2125         if (IS_LEAF(mp)) {
2126                 if (F_ISSET(node->mn_flags, F_BIGDATA))
2127                         sz += sizeof(pgno_t);
2128                 else
2129                         sz += NODEDSZ(node);
2130         }
2131
2132         ptr = mp->mp_ptrs[indx];
2133         numkeys = NUMKEYS(mp);
2134         for (i = j = 0; i < numkeys; i++) {
2135                 if (i != indx) {
2136                         mp->mp_ptrs[j] = mp->mp_ptrs[i];
2137                         if (mp->mp_ptrs[i] < ptr)
2138                                 mp->mp_ptrs[j] += sz;
2139                         j++;
2140                 }
2141         }
2142
2143         base = (char *)mp + mp->mp_upper;
2144         memmove(base + sz, base, ptr - mp->mp_upper);
2145
2146         mp->mp_lower -= sizeof(indx_t);
2147         mp->mp_upper += sz;
2148 }
2149
2150 static void
2151 mdb_xcursor_init0(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_xcursor *mx)
2152 {
2153         MDB_dbi dbn;
2154
2155         mx->mx_cursor.mc_txn = &mx->mx_txn;
2156         mx->mx_txn = *txn;
2157         mx->mx_txn.mt_dbxs = mx->mx_dbxs;
2158         mx->mx_txn.mt_dbs = mx->mx_dbs;
2159         mx->mx_dbxs[0] = txn->mt_dbxs[0];
2160         mx->mx_dbxs[1] = txn->mt_dbxs[1];
2161         if (dbi > 1) {
2162                 mx->mx_dbxs[2] = txn->mt_dbxs[dbi];
2163                 dbn = 2;
2164         } else {
2165                 dbn = 1;
2166         }
2167         mx->mx_dbxs[dbn+1].md_parent = dbn;
2168         mx->mx_dbxs[dbn+1].md_cmp = mx->mx_dbxs[dbn].md_dcmp;
2169         mx->mx_dbxs[dbn+1].md_rel = mx->mx_dbxs[dbn].md_rel;
2170         mx->mx_dbxs[dbn+1].md_dirty = 0;
2171         mx->mx_txn.mt_numdbs = dbn+2;
2172 }
2173
2174 static void
2175 mdb_xcursor_init1(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_xcursor *mx, MDB_db *db)
2176 {
2177         mx->mx_dbs[0] = txn->mt_dbs[0];
2178         mx->mx_dbs[1] = txn->mt_dbs[1];
2179         if (dbi > 1) {
2180                 mx->mx_dbs[2] = txn->mt_dbs[dbi];
2181                 mx->mx_dbs[3] = *db;
2182         } else {
2183                 mx->mx_dbs[2] = *db;
2184         }
2185 }
2186
2187 static void
2188 mdb_xcursor_fini(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_xcursor *mx)
2189 {
2190         txn->mt_dbs[0] = mx->mx_dbs[0];
2191         txn->mt_dbs[1] = mx->mx_dbs[1];
2192         txn->mt_dbxs[0].md_dirty = mx->mx_dbxs[0].md_dirty;
2193         txn->mt_dbxs[1].md_dirty = mx->mx_dbxs[1].md_dirty;
2194         if (dbi > 1) {
2195                 txn->mt_dbs[dbi] = mx->mx_dbs[2];
2196                 txn->mt_dbxs[2].md_dirty = mx->mx_dbxs[2].md_dirty;
2197         }
2198 }
2199
2200 int
2201 mdb_cursor_open(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_cursor **ret)
2202 {
2203         MDB_cursor      *cursor;
2204         size_t size = sizeof(MDB_cursor);
2205
2206         if (txn == NULL || ret == NULL || !dbi || dbi >= txn->mt_numdbs)
2207                 return EINVAL;
2208
2209         if (txn->mt_dbs[dbi].md_flags & MDB_DUPSORT)
2210                 size += sizeof(MDB_xcursor);
2211
2212         if ((cursor = calloc(1, size)) != NULL) {
2213                 SLIST_INIT(&cursor->mc_stack);
2214                 cursor->mc_dbi = dbi;
2215                 cursor->mc_txn = txn;
2216                 if (txn->mt_dbs[dbi].md_flags & MDB_DUPSORT) {
2217                         MDB_xcursor *mx = (MDB_xcursor *)(cursor + 1);
2218                         cursor->mc_xcursor = mx;
2219                         mdb_xcursor_init0(txn, dbi, mx);
2220                 }
2221         } else {
2222                 return ENOMEM;
2223         }
2224
2225         *ret = cursor;
2226
2227         return MDB_SUCCESS;
2228 }
2229
2230 void
2231 mdb_cursor_close(MDB_cursor *cursor)
2232 {
2233         if (cursor != NULL) {
2234                 while (!CURSOR_EMPTY(cursor))
2235                         cursor_pop_page(cursor);
2236
2237 /*              btree_close(cursor->bt); */
2238                 free(cursor);
2239         }
2240 }
2241
2242 static int
2243 mdb_update_key(MDB_page *mp, indx_t indx, MDB_val *key)
2244 {
2245         indx_t                   ptr, i, numkeys;
2246         int                      delta;
2247         size_t                   len;
2248         MDB_node                *node;
2249         char                    *base;
2250
2251         node = NODEPTR(mp, indx);
2252         ptr = mp->mp_ptrs[indx];
2253         DPRINTF("update key %u (ofs %u) [%.*s] to [%.*s] on page %lu",
2254             indx, ptr,
2255             (int)node->mn_ksize, (char *)NODEKEY(node),
2256             (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data,
2257             mp->mp_pgno);
2258
2259         delta = key->mv_size - node->mn_ksize;
2260         if (delta) {
2261                 if (delta > 0 && SIZELEFT(mp) < delta) {
2262                         DPRINTF("OUCH! Not enough room, delta = %d", delta);
2263                         return ENOSPC;
2264                 }
2265
2266                 numkeys = NUMKEYS(mp);
2267                 for (i = 0; i < numkeys; i++) {
2268                         if (mp->mp_ptrs[i] <= ptr)
2269                                 mp->mp_ptrs[i] -= delta;
2270                 }
2271
2272                 base = (char *)mp + mp->mp_upper;
2273                 len = ptr - mp->mp_upper + NODESIZE;
2274                 memmove(base - delta, base, len);
2275                 mp->mp_upper -= delta;
2276
2277                 node = NODEPTR(mp, indx);
2278                 node->mn_ksize = key->mv_size;
2279         }
2280
2281         memcpy(NODEKEY(node), key->mv_data, key->mv_size);
2282
2283         return MDB_SUCCESS;
2284 }
2285
2286 /* Move a node from src to dst.
2287  */
2288 static int
2289 mdb_move_node(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_pageparent *src, indx_t srcindx,
2290     MDB_pageparent *dst, indx_t dstindx)
2291 {
2292         int                      rc;
2293         MDB_node                *srcnode;
2294         MDB_val          key, data;
2295
2296         srcnode = NODEPTR(src->mp_page, srcindx);
2297         DPRINTF("moving %s node %u [%.*s] on page %lu to node %u on page %lu",
2298             IS_LEAF(src->mp_page) ? "leaf" : "branch",
2299             srcindx,
2300             (int)srcnode->mn_ksize, (char *)NODEKEY(srcnode),
2301             src->mp_page->mp_pgno,
2302             dstindx, dst->mp_page->mp_pgno);
2303
2304         /* Mark src and dst as dirty. */
2305         if ((rc = mdb_touch(txn, src)) ||
2306             (rc = mdb_touch(txn, dst)))
2307                 return rc;;
2308
2309         /* Add the node to the destination page.
2310          */
2311         key.mv_size = srcnode->mn_ksize;
2312         key.mv_data = NODEKEY(srcnode);
2313         data.mv_size = NODEDSZ(srcnode);
2314         data.mv_data = NODEDATA(srcnode);
2315         rc = mdb_add_node(txn, dbi, dst->mp_page, dstindx, &key, &data, NODEPGNO(srcnode),
2316             srcnode->mn_flags);
2317         if (rc != MDB_SUCCESS)
2318                 return rc;
2319
2320         /* Delete the node from the source page.
2321          */
2322         mdb_del_node(src->mp_page, srcindx);
2323
2324         /* Update the parent separators.
2325          */
2326         if (srcindx == 0 && src->mp_pi != 0) {
2327                 DPRINTF("update separator for source page %lu to [%.*s]",
2328                     src->mp_page->mp_pgno, (int)key.mv_size, (char *)key.mv_data);
2329                 if ((rc = mdb_update_key(src->mp_parent, src->mp_pi,
2330                     &key)) != MDB_SUCCESS)
2331                         return rc;
2332         }
2333
2334         if (srcindx == 0 && IS_BRANCH(src->mp_page)) {
2335                 MDB_val  nullkey;
2336                 nullkey.mv_size = 0;
2337                 assert(mdb_update_key(src->mp_page, 0, &nullkey) == MDB_SUCCESS);
2338         }
2339
2340         if (dstindx == 0 && dst->mp_pi != 0) {
2341                 DPRINTF("update separator for destination page %lu to [%.*s]",
2342                     dst->mp_page->mp_pgno, (int)key.mv_size, (char *)key.mv_data);
2343                 if ((rc = mdb_update_key(dst->mp_parent, dst->mp_pi,
2344                     &key)) != MDB_SUCCESS)
2345                         return rc;
2346         }
2347
2348         if (dstindx == 0 && IS_BRANCH(dst->mp_page)) {
2349                 MDB_val  nullkey;
2350                 nullkey.mv_size = 0;
2351                 assert(mdb_update_key(dst->mp_page, 0, &nullkey) == MDB_SUCCESS);
2352         }
2353
2354         return MDB_SUCCESS;
2355 }
2356
2357 static int
2358 mdb_merge(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_pageparent *src, MDB_pageparent *dst)
2359 {
2360         int                      rc;
2361         indx_t                   i;
2362         MDB_node                *srcnode;
2363         MDB_val          key, data;
2364         MDB_pageparent  mpp;
2365         MDB_dhead *dh;
2366
2367         DPRINTF("merging page %lu and %lu", src->mp_page->mp_pgno, dst->mp_page->mp_pgno);
2368
2369         assert(txn != NULL);
2370         assert(src->mp_parent); /* can't merge root page */
2371         assert(dst->mp_parent);
2372
2373         /* Mark src and dst as dirty. */
2374         if ((rc = mdb_touch(txn, src)) ||
2375             (rc = mdb_touch(txn, dst)))
2376                 return rc;
2377
2378         /* Move all nodes from src to dst.
2379          */
2380         for (i = 0; i < NUMKEYS(src->mp_page); i++) {
2381                 srcnode = NODEPTR(src->mp_page, i);
2382
2383                 key.mv_size = srcnode->mn_ksize;
2384                 key.mv_data = NODEKEY(srcnode);
2385                 data.mv_size = NODEDSZ(srcnode);
2386                 data.mv_data = NODEDATA(srcnode);
2387                 rc = mdb_add_node(txn, dbi, dst->mp_page, NUMKEYS(dst->mp_page), &key,
2388                     &data, NODEPGNO(srcnode), srcnode->mn_flags);
2389                 if (rc != MDB_SUCCESS)
2390                         return rc;
2391         }
2392
2393         DPRINTF("dst page %lu now has %u keys (%.1f%% filled)",
2394             dst->mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(dst->mp_page), (float)PAGEFILL(txn->mt_env, dst->mp_page) / 10);
2395
2396         /* Unlink the src page from parent.
2397          */
2398         mdb_del_node(src->mp_parent, src->mp_pi);
2399         if (src->mp_pi == 0) {
2400                 key.mv_size = 0;
2401                 if ((rc = mdb_update_key(src->mp_parent, 0, &key)) != MDB_SUCCESS)
2402                         return rc;
2403         }
2404
2405         if (IS_LEAF(src->mp_page))
2406                 txn->mt_dbs[dbi].md_leaf_pages--;
2407         else
2408                 txn->mt_dbs[dbi].md_branch_pages--;
2409
2410         mpp.mp_page = src->mp_parent;
2411         dh = (MDB_dhead *)src->mp_parent;
2412         dh--;
2413         mpp.mp_parent = dh->md_parent;
2414         mpp.mp_pi = dh->md_pi;
2415
2416         return mdb_rebalance(txn, dbi, &mpp);
2417 }
2418
2419 #define FILL_THRESHOLD   250
2420
2421 static int
2422 mdb_rebalance(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_pageparent *mpp)
2423 {
2424         MDB_node        *node;
2425         MDB_page        *root;
2426         MDB_pageparent npp;
2427         indx_t           si = 0, di = 0;
2428
2429         assert(txn != NULL);
2430         assert(mpp != NULL);
2431
2432         DPRINTF("rebalancing %s page %lu (has %u keys, %.1f%% full)",
2433             IS_LEAF(mpp->mp_page) ? "leaf" : "branch",
2434             mpp->mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(mpp->mp_page), (float)PAGEFILL(txn->mt_env, mpp->mp_page) / 10);
2435
2436         if (PAGEFILL(txn->mt_env, mpp->mp_page) >= FILL_THRESHOLD) {
2437                 DPRINTF("no need to rebalance page %lu, above fill threshold",
2438                     mpp->mp_page->mp_pgno);
2439                 return MDB_SUCCESS;
2440         }
2441
2442         if (mpp->mp_parent == NULL) {
2443                 if (NUMKEYS(mpp->mp_page) == 0) {
2444                         DPRINTF("tree is completely empty");
2445                         txn->mt_dbs[dbi].md_root = P_INVALID;
2446                         txn->mt_dbs[dbi].md_depth--;
2447                         txn->mt_dbs[dbi].md_leaf_pages--;
2448                 } else if (IS_BRANCH(mpp->mp_page) && NUMKEYS(mpp->mp_page) == 1) {
2449                         DPRINTF("collapsing root page!");
2450                         txn->mt_dbs[dbi].md_root = NODEPGNO(NODEPTR(mpp->mp_page, 0));
2451                         if ((root = mdb_get_page(txn, txn->mt_dbs[dbi].md_root)) == NULL)
2452                                 return MDB_FAIL;
2453                         txn->mt_dbs[dbi].md_depth--;
2454                         txn->mt_dbs[dbi].md_branch_pages--;
2455                 } else
2456                         DPRINTF("root page doesn't need rebalancing");
2457                 return MDB_SUCCESS;
2458         }
2459
2460         /* The parent (branch page) must have at least 2 pointers,
2461          * otherwise the tree is invalid.
2462          */
2463         assert(NUMKEYS(mpp->mp_parent) > 1);
2464
2465         /* Leaf page fill factor is below the threshold.
2466          * Try to move keys from left or right neighbor, or
2467          * merge with a neighbor page.
2468          */
2469
2470         /* Find neighbors.
2471          */
2472         if (mpp->mp_pi == 0) {
2473                 /* We're the leftmost leaf in our parent.
2474                  */
2475                 DPRINTF("reading right neighbor");
2476                 node = NODEPTR(mpp->mp_parent, mpp->mp_pi + 1);
2477                 if ((npp.mp_page = mdb_get_page(txn, NODEPGNO(node))) == NULL)
2478                         return MDB_FAIL;
2479                 npp.mp_pi = mpp->mp_pi + 1;
2480                 si = 0;
2481                 di = NUMKEYS(mpp->mp_page);
2482         } else {
2483                 /* There is at least one neighbor to the left.
2484                  */
2485                 DPRINTF("reading left neighbor");
2486                 node = NODEPTR(mpp->mp_parent, mpp->mp_pi - 1);
2487                 if ((npp.mp_page = mdb_get_page(txn, NODEPGNO(node))) == NULL)
2488                         return MDB_FAIL;
2489                 npp.mp_pi = mpp->mp_pi - 1;
2490                 si = NUMKEYS(npp.mp_page) - 1;
2491                 di = 0;
2492         }
2493         npp.mp_parent = mpp->mp_parent;
2494
2495         DPRINTF("found neighbor page %lu (%u keys, %.1f%% full)",
2496             npp.mp_page->mp_pgno, NUMKEYS(npp.mp_page), (float)PAGEFILL(txn->mt_env, npp.mp_page) / 10);
2497
2498         /* If the neighbor page is above threshold and has at least two
2499          * keys, move one key from it.
2500          *
2501          * Otherwise we should try to merge them.
2502          */
2503         if (PAGEFILL(txn->mt_env, npp.mp_page) >= FILL_THRESHOLD && NUMKEYS(npp.mp_page) >= 2)
2504                 return mdb_move_node(txn, dbi, &npp, si, mpp, di);
2505         else { /* FIXME: if (has_enough_room()) */
2506                 if (mpp->mp_pi == 0)
2507                         return mdb_merge(txn, dbi, &npp, mpp);
2508                 else
2509                         return mdb_merge(txn, dbi, mpp, &npp);
2510         }
2511 }
2512
2513 static int
2514 mdb_del0(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, unsigned int ki, MDB_pageparent *mpp, MDB_node *leaf)
2515 {
2516         int rc;
2517
2518         /* add overflow pages to free list */
2519         if (F_ISSET(leaf->mn_flags, F_BIGDATA)) {
2520                 int i, ovpages;
2521                 pgno_t pg;
2522
2523                 memcpy(&pg, NODEDATA(leaf), sizeof(pg));
2524                 ovpages = OVPAGES(NODEDSZ(leaf), txn->mt_env->me_psize);
2525                 for (i=0; i<ovpages; i++) {
2526                         DPRINTF("freed ov page %lu", pg);
2527                         mdb_idl_insert(txn->mt_free_pgs, pg);
2528                         pg++;
2529                 }
2530         }
2531         mdb_del_node(mpp->mp_page, ki);
2532         txn->mt_dbs[dbi].md_entries--;
2533         rc = mdb_rebalance(txn, dbi, mpp);
2534         if (rc != MDB_SUCCESS)
2535                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_ERROR;
2536
2537         return rc;
2538 }
2539
2540 int
2541 mdb_del(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi,
2542     MDB_val *key, MDB_val *data)
2543 {
2544         int              rc, exact;
2545         unsigned int     ki;
2546         MDB_node        *leaf;
2547         MDB_pageparent  mpp;
2548
2549         DPRINTF("========> delete key %.*s", (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
2550
2551         assert(key != NULL);
2552
2553         if (txn == NULL || dbi >= txn->mt_numdbs)
2554                 return EINVAL;
2555
2556         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
2557                 return EINVAL;
2558         }
2559
2560         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
2561                 return EINVAL;
2562         }
2563
2564         mpp.mp_parent = NULL;
2565         mpp.mp_pi = 0;
2566         if ((rc = mdb_search_page(txn, dbi, key, NULL, 1, &mpp)) != MDB_SUCCESS)
2567                 return rc;
2568
2569         leaf = mdb_search_node(txn, dbi, mpp.mp_page, key, &exact, &ki);
2570         if (leaf == NULL || !exact) {
2571                 return ENOENT;
2572         }
2573
2574         if (data && (rc = mdb_read_data(txn, leaf, data)) != MDB_SUCCESS)
2575                 return rc;
2576
2577         if (F_ISSET(txn->mt_dbs[dbi].md_flags, MDB_DUPSORT)) {
2578         /* add all the child DB's pages to the free list */
2579         }
2580
2581         return mdb_del0(txn, dbi, ki, &mpp, leaf);
2582 }
2583
2584 /* Split page <*mpp>, and insert <key,(data|newpgno)> in either left or
2585  * right sibling, at index <*newindxp> (as if unsplit). Updates *mpp and
2586  * *newindxp with the actual values after split, ie if *mpp and *newindxp
2587  * refer to a node in the new right sibling page.
2588  */
2589 static int
2590 mdb_split(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_page **mpp, unsigned int *newindxp,
2591     MDB_val *newkey, MDB_val *newdata, pgno_t newpgno)
2592 {
2593         uint8_t          flags;
2594         int              rc = MDB_SUCCESS, ins_new = 0;
2595         indx_t           newindx;
2596         pgno_t           pgno = 0;
2597         unsigned int     i, j, split_indx;
2598         MDB_node        *node;
2599         MDB_val  sepkey, rkey, rdata;
2600         MDB_page        *copy;
2601         MDB_dpage       *mdp, *rdp, *pdp;
2602         MDB_dhead *dh;
2603
2604         assert(txn != NULL);
2605
2606         dh = ((MDB_dhead *)*mpp) - 1;
2607         mdp = (MDB_dpage *)dh;
2608         newindx = *newindxp;
2609
2610         DPRINTF("-----> splitting %s page %lu and adding [%.*s] at index %i",
2611             IS_LEAF(&mdp->p) ? "leaf" : "branch", mdp->p.mp_pgno,
2612             (int)newkey->mv_size, (char *)newkey->mv_data, *newindxp);
2613
2614         if (mdp->h.md_parent == NULL) {
2615                 if ((pdp = mdb_new_page(txn, dbi, P_BRANCH, 1)) == NULL)
2616                         return MDB_FAIL;
2617                 mdp->h.md_pi = 0;
2618                 mdp->h.md_parent = &pdp->p;
2619                 txn->mt_dbs[dbi].md_root = pdp->p.mp_pgno;
2620                 DPRINTF("root split! new root = %lu", pdp->p.mp_pgno);
2621                 txn->mt_dbs[dbi].md_depth++;
2622
2623                 /* Add left (implicit) pointer. */
2624                 if (mdb_add_node(txn, dbi, &pdp->p, 0, NULL, NULL,
2625                     mdp->p.mp_pgno, 0) != MDB_SUCCESS)
2626                         return MDB_FAIL;
2627         } else {
2628                 DPRINTF("parent branch page is %lu", mdp->h.md_parent->mp_pgno);
2629         }
2630
2631         /* Create a right sibling. */
2632         if ((rdp = mdb_new_page(txn, dbi, mdp->p.mp_flags, 1)) == NULL)
2633                 return MDB_FAIL;
2634         rdp->h.md_parent = mdp->h.md_parent;
2635         rdp->h.md_pi = mdp->h.md_pi + 1;
2636         DPRINTF("new right sibling: page %lu", rdp->p.mp_pgno);
2637
2638         /* Move half of the keys to the right sibling. */
2639         if ((copy = malloc(txn->mt_env->me_psize)) == NULL)
2640                 return MDB_FAIL;
2641         memcpy(copy, &mdp->p, txn->mt_env->me_psize);
2642         memset(&mdp->p.mp_ptrs, 0, txn->mt_env->me_psize - PAGEHDRSZ);
2643         mdp->p.mp_lower = PAGEHDRSZ;
2644         mdp->p.mp_upper = txn->mt_env->me_psize;
2645
2646         split_indx = NUMKEYS(copy) / 2 + 1;
2647
2648         /* First find the separating key between the split pages.
2649          */
2650         memset(&sepkey, 0, sizeof(sepkey));
2651         if (newindx == split_indx) {
2652                 sepkey.mv_size = newkey->mv_size;
2653                 sepkey.mv_data = newkey->mv_data;
2654         } else {
2655                 node = NODEPTR(copy, split_indx);
2656                 sepkey.mv_size = node->mn_ksize;
2657                 sepkey.mv_data = NODEKEY(node);
2658         }
2659
2660         DPRINTF("separator is [%.*s]", (int)sepkey.mv_size, (char *)sepkey.mv_data);
2661
2662         /* Copy separator key to the parent.
2663          */
2664         if (SIZELEFT(rdp->h.md_parent) < mdb_branch_size(txn->mt_env, &sepkey)) {
2665                 rc = mdb_split(txn, dbi, &rdp->h.md_parent, &rdp->h.md_pi,
2666                     &sepkey, NULL, rdp->p.mp_pgno);
2667
2668                 /* Right page might now have changed parent.
2669                  * Check if left page also changed parent.
2670                  */
2671                 if (rdp->h.md_parent != mdp->h.md_parent &&
2672                     mdp->h.md_pi >= NUMKEYS(mdp->h.md_parent)) {
2673                         mdp->h.md_parent = rdp->h.md_parent;
2674                         mdp->h.md_pi = rdp->h.md_pi - 1;
2675                 }
2676         } else {
2677                 rc = mdb_add_node(txn, dbi, rdp->h.md_parent, rdp->h.md_pi,
2678                     &sepkey, NULL, rdp->p.mp_pgno, 0);
2679         }
2680         if (rc != MDB_SUCCESS) {
2681                 free(copy);
2682                 return MDB_FAIL;
2683         }
2684
2685         for (i = j = 0; i <= NUMKEYS(copy); j++) {
2686                 if (i < split_indx) {
2687                         /* Re-insert in left sibling. */
2688                         pdp = mdp;
2689                 } else {
2690                         /* Insert in right sibling. */
2691                         if (i == split_indx)
2692                                 /* Reset insert index for right sibling. */
2693                                 j = (i == newindx && ins_new);
2694                         pdp = rdp;
2695                 }
2696
2697                 if (i == newindx && !ins_new) {
2698                         /* Insert the original entry that caused the split. */
2699                         rkey.mv_data = newkey->mv_data;
2700                         rkey.mv_size = newkey->mv_size;
2701                         if (IS_LEAF(&mdp->p)) {
2702                                 rdata.mv_data = newdata->mv_data;
2703                                 rdata.mv_size = newdata->mv_size;
2704                         } else
2705                                 pgno = newpgno;
2706                         flags = 0;
2707
2708                         ins_new = 1;
2709
2710                         /* Update page and index for the new key. */
2711                         *newindxp = j;
2712                         *mpp = &pdp->p;
2713                 } else if (i == NUMKEYS(copy)) {
2714                         break;
2715                 } else {
2716                         node = NODEPTR(copy, i);
2717                         rkey.mv_data = NODEKEY(node);
2718                         rkey.mv_size = node->mn_ksize;
2719                         if (IS_LEAF(&mdp->p)) {
2720                                 rdata.mv_data = NODEDATA(node);
2721                                 rdata.mv_size = node->mn_dsize;
2722                         } else
2723                                 pgno = node->mn_pgno;
2724                         flags = node->mn_flags;
2725
2726                         i++;
2727                 }
2728
2729                 if (!IS_LEAF(&mdp->p) && j == 0) {
2730                         /* First branch index doesn't need key data. */
2731                         rkey.mv_size = 0;
2732                 }
2733
2734                 rc = mdb_add_node(txn, dbi, &pdp->p, j, &rkey, &rdata, pgno,flags);
2735         }
2736
2737         free(copy);
2738         return rc;
2739 }
2740
2741 int
2742 mdb_put(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi,
2743     MDB_val *key, MDB_val *data, unsigned int flags)
2744 {
2745         int              rc = MDB_SUCCESS, exact;
2746         unsigned int     ki;
2747         MDB_node        *leaf;
2748         MDB_pageparent  mpp;
2749         MDB_val xdata, *rdata;
2750         MDB_db dummy;
2751
2752         assert(key != NULL);
2753         assert(data != NULL);
2754
2755         if (txn == NULL)
2756                 return EINVAL;
2757
2758         if (F_ISSET(txn->mt_flags, MDB_TXN_RDONLY)) {
2759                 return EINVAL;
2760         }
2761
2762         if (txn->mt_env->me_txn != txn) {
2763                 return EINVAL;
2764         }
2765
2766         if (key->mv_size == 0 || key->mv_size > MAXKEYSIZE) {
2767                 return EINVAL;
2768         }
2769
2770         DPRINTF("==> put key %.*s, size %zu, data size %zu",
2771                 (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data, key->mv_size, data->mv_size);
2772
2773         mpp.mp_parent = NULL;
2774         mpp.mp_pi = 0;
2775         rc = mdb_search_page(txn, dbi, key, NULL, 1, &mpp);
2776         if (rc == MDB_SUCCESS) {
2777                 leaf = mdb_search_node(txn, dbi, mpp.mp_page, key, &exact, &ki);
2778                 if (leaf && exact) {
2779                         if (F_ISSET(txn->mt_dbs[dbi].md_flags, MDB_DUPSORT)) {
2780                                 goto put_sub;
2781                         }
2782                         if (F_ISSET(flags, MDB_NOOVERWRITE)) {
2783                                 DPRINTF("duplicate key %.*s",
2784                                     (int)key->mv_size, (char *)key->mv_data);
2785                                 return EEXIST;
2786                         }
2787                         /* same size, just replace it */
2788                         if (NODEDSZ(leaf) == data->mv_size) {
2789                                 memcpy(NODEDATA(leaf), data->mv_data, data->mv_size);
2790                                 goto done;
2791                         }
2792                         mdb_del_node(mpp.mp_page, ki);
2793                 }
2794                 if (leaf == NULL) {             /* append if not found */
2795                         ki = NUMKEYS(mpp.mp_page);
2796                         DPRINTF("appending key at index %i", ki);
2797                 }
2798         } else if (rc == ENOENT) {
2799                 MDB_dpage *dp;
2800                 /* new file, just write a root leaf page */
2801                 DPRINTF("allocating new root leaf page");
2802                 if ((dp = mdb_new_page(txn, dbi, P_LEAF, 1)) == NULL) {
2803                         return ENOMEM;
2804                 }
2805                 mpp.mp_page = &dp->p;
2806                 txn->mt_dbs[dbi].md_root = mpp.mp_page->mp_pgno;
2807                 txn->mt_dbs[dbi].md_depth++;
2808                 ki = 0;
2809         }
2810         else
2811                 goto done;
2812
2813         assert(IS_LEAF(mpp.mp_page));
2814         DPRINTF("there are %u keys, should insert new key at index %i",
2815                 NUMKEYS(mpp.mp_page), ki);
2816
2817         /* For sorted dups, the data item at this level is a DB record
2818          * for a child DB; the actual data elements are stored as keys
2819          * in the child DB.
2820          */
2821         if (F_ISSET(txn->mt_dbs[dbi].md_flags, MDB_DUPSORT)) {
2822                 rdata = &xdata;
2823                 xdata.mv_size = sizeof(MDB_db);
2824                 xdata.mv_data = &dummy;
2825                 memset(&dummy, 0, sizeof(dummy));
2826                 dummy.md_root = P_INVALID;
2827         } else {
2828                 rdata = data;
2829         }
2830
2831         if (SIZELEFT(mpp.mp_page) < mdb_leaf_size(txn->mt_env, key, data)) {
2832                 rc = mdb_split(txn, dbi, &mpp.mp_page, &ki, key, data, P_INVALID);
2833         } else {
2834                 /* There is room already in this leaf page. */
2835                 rc = mdb_add_node(txn, dbi, mpp.mp_page, ki, key, data, 0, 0);
2836         }
2837
2838         if (rc != MDB_SUCCESS)
2839                 txn->mt_flags |= MDB_TXN_ERROR;
2840         else {
2841                 txn->mt_dbs[dbi].md_entries++;
2842                 /* Now store the actual data in the child DB. Note that we're
2843                  * storing the user data in the keys field, so there are strict
2844                  * size limits on dupdata. The actual data fields of the child
2845                  * DB are all zero size.
2846                  */
2847                 if (F_ISSET(txn->mt_dbs[dbi].md_flags, MDB_DUPSORT)) {
2848                         MDB_xcursor mx;
2849
2850                         leaf = NODEPTR(mpp.mp_page, ki);
2851 put_sub:
2852                         mdb_xcursor_init0(txn, dbi, &mx);
2853                         mdb_xcursor_init1(txn, dbi, &mx, NODEDATA(leaf));
2854                         xdata.mv_size = 0;
2855                         xdata.mv_data = "";
2856                         rc = mdb_put(&mx.mx_txn, mx.mx_txn.mt_numdbs-1, data, &xdata, flags);
2857                         mdb_xcursor_fini(txn, dbi, &mx);
2858                 }
2859         }
2860
2861 done:
2862         return rc;
2863 }
2864
2865 int
2866 mdbenv_get_flags(MDB_env *env, unsigned int *arg)
2867 {
2868         if (!env || !arg)
2869                 return EINVAL;
2870
2871         *arg = env->me_flags;
2872         return MDB_SUCCESS;
2873 }
2874
2875 int
2876 mdbenv_get_path(MDB_env *env, const char **arg)
2877 {
2878         if (!env || !arg)
2879                 return EINVAL;
2880
2881         *arg = env->me_path;
2882         return MDB_SUCCESS;
2883 }
2884
2885 int
2886 mdbenv_stat(MDB_env *env, MDB_stat *arg)
2887 {
2888         if (env == NULL || arg == NULL)
2889                 return EINVAL;
2890
2891         arg->ms_psize = env->me_psize;
2892         arg->ms_depth = env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_depth;
2893         arg->ms_branch_pages = env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_branch_pages;
2894         arg->ms_leaf_pages = env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_leaf_pages;
2895         arg->ms_overflow_pages = env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_overflow_pages;
2896         arg->ms_entries = env->me_meta->mm_dbs[MAIN_DBI].md_entries;
2897
2898         return MDB_SUCCESS;
2899 }
2900
2901 int mdb_open(MDB_txn *txn, const char *name, unsigned int flags, MDB_dbi *dbi)
2902 {
2903         MDB_val key, data;
2904         MDB_dbi i;
2905         int rc;
2906         size_t len;
2907
2908         /* main DB? */
2909         if (!name) {
2910                 *dbi = MAIN_DBI;
2911                 return MDB_SUCCESS;
2912         }
2913
2914         /* Is the DB already open? */
2915         len = strlen(name);
2916         for (i=2; i<txn->mt_numdbs; i++) {
2917                 if (len == txn->mt_dbxs[i].md_name.mv_size &&
2918                         !strncmp(name, txn->mt_dbxs[i].md_name.mv_data, len)) {
2919                         *dbi = i;
2920                         return MDB_SUCCESS;
2921                 }
2922         }
2923
2924         if (txn->mt_numdbs >= txn->mt_env->me_maxdbs - 1)
2925                 return ENFILE;
2926
2927         /* Find the DB info */
2928         key.mv_size = len;
2929         key.mv_data = (void *)name;
2930         rc = mdb_get(txn, MAIN_DBI, &key, &data);
2931
2932         /* Create if requested */
2933         if (rc == ENOENT && (flags & MDB_CREATE)) {
2934                 MDB_db dummy;
2935                 data.mv_size = sizeof(MDB_db);
2936                 data.mv_data = &dummy;
2937                 memset(&dummy, 0, sizeof(dummy));
2938                 dummy.md_root = P_INVALID;
2939                 dummy.md_flags = flags & 0xffff;
2940                 rc = mdb_put(txn, 0, &key, &data, 0);
2941         }
2942
2943         /* OK, got info, add to table */
2944         if (rc == MDB_SUCCESS) {
2945                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_name.mv_data = strdup(name);
2946                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_name.mv_size = len;
2947                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_cmp = NULL;
2948                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_dcmp = NULL;
2949                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_rel = NULL;
2950                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_parent = MAIN_DBI;
2951                 txn->mt_dbxs[txn->mt_numdbs].md_dirty = 0;
2952                 memcpy(&txn->mt_dbs[txn->mt_numdbs], data.mv_data, sizeof(MDB_db));
2953                 *dbi = txn->mt_numdbs;
2954                 txn->mt_numdbs++;
2955         }
2956
2957         return rc;
2958 }
2959
2960 int mdb_stat(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi, MDB_stat *arg)
2961 {
2962         if (txn == NULL || arg == NULL)
2963                 return EINVAL;
2964
2965         arg->ms_psize = txn->mt_env->me_psize;
2966         arg->ms_depth = txn->mt_dbs[dbi].md_depth;
2967         arg->ms_branch_pages = txn->mt_dbs[dbi].md_branch_pages;
2968         arg->ms_leaf_pages = txn->mt_dbs[dbi].md_leaf_pages;
2969         arg->ms_overflow_pages = txn->mt_dbs[dbi].md_overflow_pages;
2970         arg->ms_entries = txn->mt_dbs[dbi].md_entries;
2971
2972         return MDB_SUCCESS;
2973 }
2974
2975 void mdb_close(MDB_txn *txn, MDB_dbi dbi)
2976 {
2977         char *ptr;
2978         if (dbi <= MAIN_DBI || dbi >= txn->mt_numdbs)
2979                 return;
2980         ptr = txn->mt_dbxs[dbi].md_name.mv_data;
2981         txn->mt_dbxs[dbi].md_name.mv_data = NULL;
2982         txn->mt_dbxs[dbi].md_name.mv_size = 0;
2983         free(ptr);
2984 }