emufs/b_plus.c

   1 /** Arbol B+ */
   2 #include "b_plus.h"
   3
   4 /**#*#*#*#*#**#*#*#*#*#* Private prototypes*#*#*#*#*#**#*#*#*#*#**#*#*#*/
   5 /* numerando los bloques */
   6 int b_plus_grabar_nodo(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_node);
   7 /*NODO_B_PLUS *b_plus_leer_nodo(INDEXSPECS *idx, int num_node);*/
   8 NODO_B_PLUS *b_plus_crearnodo(INDEXSPECS *idx);
   9 int b_plus_destruir_nodo(NODO_B_PLUS *nodo);
  10 /*int b_plus_insertar_clave(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query);*/
  11 int b_plus_insert_nonfull(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_nodo, int num_nodo_padre, CLAVE clave);
  12 int b_plus_split_child(INDEXSPECS *idx,NODO_B_PLUS *new_root, int ,NODO_B_PLUS* raiz);
  13 /**#*#*#*#*#**#*#*#*#*#*FIN PROTOTYPES*#*#*#*#*#**#*#*#*#*#**#*#*#*#*#*/
  14
  15 /** Crea un nuevo nodo y lo inicializa */
  16 NODO_B_PLUS *b_plus_crearnodo(INDEXSPECS *idx) {
  17
  18         NODO_B_PLUS *nodo = (NODO_B_PLUS*)malloc(sizeof(NODO_B_PLUS));
  19         if (nodo == NULL) return NULL;
  20         nodo->nivel = 0;
  21         nodo->cant_claves = 0;
  22
  23     /* Calculamos lo que ocupan las cadenas de bytes claves + hijos */
  24         nodo->claves = (int*)malloc(idx->size_claves);
  25         nodo->hijos = (int*)malloc(idx->size_hijos);
  26         memset(nodo->claves,-1,idx->size_claves);
  27         memset(nodo->hijos,-1,idx->size_hijos);
  28
  29     return nodo;
  30 }
  31
  32 /** Crea el archivo indice B+ */
  33 int emufs_b_plus_crear(INDEXSPECS *idx) {
  34
  35         FILE *fp;
  36         NODO_B_PLUS *raiz;
  37         int error = 0;
  38
  39         /* Creamos el archivo que contendra el indice */
  40         fp = fopen(idx->filename, "w");
  41         PERR("Creando indice con nodo raiz");
  42         if (fp == NULL) {
  43                 PERR("Error al crear el archivo");
  44                 return -1;
  45         }
  46         fclose(fp);
  47
  48         /* Creamos el nodo raiz y lo guardamos el en indice */
  49         raiz = b_plus_crearnodo(idx);
  50         error = b_plus_grabar_nodo(idx,raiz,0);
  51
  52         /* Liberamos areas de memoria reservadas */
  53         free(raiz->claves);
  54         free(raiz->hijos);
  55         free(raiz);
  56
  57         return error;
  58 }
  59
  60 /* Inserta una nueva clave y reestructura el arbol para que quede como debe */
  61 int b_plus_insertar_clave(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query)
  62 {
  63         NODO_B_PLUS *curnode, *padre, *new_nodo;
  64         int i,j, prox_nodo;
  65         /* Comienzo leyendo la raiz, entry point de toda funcion */
  66         curnode = b_plus_leer_nodo(idx,0);
  67         if (curnode == NULL) return -1;
  68         padre = curnode;
  69         while ( curnode->nivel > 0 && curnode ) {
  70                 for(i=0; i<curnode->cant_claves; i++){
  71                         /* me fijo que si es mayor */
  72                         if ( (query->clave.i_clave > curnode->claves[i])) {
  73                                 if ( curnode->cant_claves != i ) /* si no es la ultima clave del nodo */
  74                                         continue; /*paso a la siguiente*/
  75                                 else {  /* si era la ultima, la clave deberia ir ahi */
  76                                         /*cargo el proximo nodo*/
  77                                         prox_nodo = curnode->hijos[i+1];
  78                                         break; /*salgo del for*/
  79                                 }
  80                         } else {  /*si no es mayor o igual es menor*/
  81                                 prox_nodo = curnode->hijos[i];
  82                                 break;
  83                         }
  84                 }
  85                 padre = curnode;
  86                 curnode = b_plus_leer_nodo(idx, prox_nodo);
  87         }
  88         /* aca tengo el nodo donde deberia ir la clave, y su padre */
  89
  90         if ( curnode->cant_claves < idx->size_claves/sizeof(int) ){
  91                 int *claves_aux = (int*)malloc(idx->size_claves);
  92                 int *hijos_aux = (int*)malloc(idx->size_hijos);
  93                 memset(claves_aux,-1,idx->size_claves);
  94                 memset(hijos_aux,-1,idx->size_hijos);
  95                 i = 0;
  96                 while ( (curnode->claves[i] < query->clave.i_clave) && (i < curnode->cant_claves)){
  97                         claves_aux[i] = curnode->claves[i];
  98                         hijos_aux[i] = curnode->hijos[i];
  99                         i++;
 100                 }
 101                 curnode->cant_claves++;
 102                 claves_aux[i] = query->clave.i_clave;
 103                 hijos_aux[i] = query->num_bloque;
 104                 for (j=i+1; j<curnode->cant_claves; j++){
 105                         claves_aux[j] = curnode->claves[j-1];
 106                         hijos_aux[j] = curnode->hijos[j-1];
 107                 }
 108                 free(curnode->claves);
 109                 free(curnode->hijos);
 110                 curnode->claves = claves_aux;
 111                 curnode->hijos = hijos_aux;
 112                 b_plus_grabar_nodo(idx, curnode, prox_nodo);
 113                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 114         }
 115
 116         /* si el nodo esta lleno tengo que splitear */
 117         if ( curnode->cant_claves == idx->size_claves )
 118         {
 119                 /**FIXME**/
 120         }
 121         return 0;
 122 }
 123
 124 /** Busca el nro de bloque donde se debe guardar un reg con clave X */
 125 /** Si la clave entra en la raiz, la guarda, si no, busca el nodo hoja
 126     donde debe ir y devuelve el bloque (en query) pero no graba la clave */
 127 /** Devuelve -1 si no hay un bloque donde insertar la nueva clave */
 128 int emufs_b_plus_get_bloque(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query) {
 129
 130     NODO_B_PLUS *curnode;
 131         int i, prox_nodo;
 132         /* Comienzo leyendo la raiz, entry point de toda funcion */
 133         printf ("Buscando donde insertar clave: %i\n\n",query->clave.i_clave);
 134         curnode = b_plus_leer_nodo(idx,0);
 135         if (curnode == NULL) return -1;
 136         /* Me fijo si la raiz esta vacia */
 137         if ( curnode->cant_claves == 0 ){ /* entra la clave en la raiz */
 138                 /* ojo que este es un caso muy particular */
 139                 /* aumento la cant de claves*/
 140                 curnode->cant_claves++;
 141                 /* inserto la clave en el nodo, como es la primera no hace falta ordenar nada*/
 142                 *(curnode->claves) = query->clave.i_clave;
 143                 /* En query->num_bloque viene un numero de bloque nuevo valido..*/
 144                 /* Le asigno al nodo del arbol el mismo numero que venia en query*/
 145                 *(curnode->hijos) = query->num_bloque;
 146                 /* Cargado el query salgo de la func, luego habra que actualizar el .dat */
 147                 /*grabo el nodo en el archivo*/
 148                 b_plus_grabar_nodo(idx, curnode, 0);
 149                 /* librero el nodo */
 150                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 151                 return 0;
 152         }
 153         PERR("TENGO LA HOJA");
 154         /* Mientras no encontre la hoja con la clave, busco.. */
 155         /* RECORDAR QUE LAS CLAVES DEBEN ESTAR ORDENADAS PARA QUE ESTO FUNCIONE !! */
 156         while (curnode->nivel > 0 && curnode){
 157                 /*recorro las claves hasta encontrar la primera mayor a la que quiero insertar*/
 158                 for(i=0; i<curnode->cant_claves; i++){
 159                         /* me fijo que si es mayor */
 160                         if ( (query->clave.i_clave > curnode->claves[i])) {
 161                                 if ( curnode->cant_claves != i ) /* si no es la ultima clave del nodo */
 162                                         continue; /*paso a la siguiente*/
 163                                 else {  /* si era la ultima, la clave deberia ir ahi */
 164                                         /*cargo el proximo nodo*/
 165                                         prox_nodo = curnode->hijos[i+1];
 166                                         break; /*salgo del for*/
 167                                 }
 168                         } else {  /*si no es mayor o igual es menor*/
 169                                 prox_nodo = curnode->hijos[i];
 170                                 break;
 171                         }
 172                 }
 173                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 174                 curnode = b_plus_leer_nodo(idx, prox_nodo);
 175         }
 176
 177         /*cuando salgo de aca deberia tener cargado en curnode el nodo hoja que busque*/
 178         for (i=0; i<curnode->cant_claves-1; i++){
 179                 if ( query->clave.i_clave >= curnode->claves[i] ){
 180                         if ( curnode->cant_claves != i ) /* si no es la ultima clave */
 181                                 continue;
 182                         else {   /* si era la ultima */
 183                                 /* Cargo en query el numero del bloque donde deberia ir la nueva clave */
 184                                 query->num_bloque = curnode->hijos[i];
 185                                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 186                                 return 0;
 187                         }
 188                 } else {  /* si no era mayor, era menor */
 189                         if ( i == 0 ){
 190
 191                                 /* ACA PODRIAMOS RETORNAR -1 COMO CODIGO DE ERROR QUE INFORMARIA QUE NO EXISTE
 192                                    UN NODO DONDE QUEPA LA CLAVE, ENTONCES HABRIA QUE LLAMAR A LA FUNCION QUE
 193                                    ACTUALIZA EL ARBOL Y SE ENCARGA DE ARGREGAR LA CLAVE Y HACER EL SPLIT DE SER
 194                                    NECESARIO */
 195                                 /* Llamo a la funcion que mete una clave nueva en el arbol y le paso el bloque a donde
 196                                    tiene que apuntar */
 197                                 b_plus_insertar_clave(idx, query);
 198                                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 199                                 return 1; /* SE INSERTO NODO NUEVO */
 200                         } else {
 201                                 query->num_bloque = curnode->hijos[i-1];
 202                                 b_plus_destruir_nodo(curnode);
 203                                 return 0;
 204                         }
 205                 }
 206         }
 207
 208         if (curnode) b_plus_destruir_nodo(curnode);
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 NODO_B_PLUS *b_plus_leer_nodo(INDEXSPECS *idx, int num_node) {
 213
 214         int i = 0;
 215         FILE *fp;
 216         NODO_B_PLUS *memnode = b_plus_crearnodo(idx);
 217         char *disknode = (char*)malloc(idx->tam_bloque);
 218
 219         if (disknode == NULL) return NULL;
 220         if (memnode == NULL) return NULL;
 221
 222     /* Open up file */
 223         fp = fopen(idx->filename, "r+");
 224         if (fp == NULL) {
 225                 free(disknode);
 226                 b_plus_destruir_nodo(memnode);
 227                 return NULL;
 228         }
 229
 230         /* Intentamos leer un nodo, sino podemos error! */
 231         fseek(fp, num_node*idx->tam_bloque, SEEK_SET);
 232         if (fread(disknode, idx->tam_bloque, 1, fp) != 1) {
 233                 free(disknode);
 234                 fclose(fp);
 235                 return NULL;
 236         }
 237         fclose(fp);
 238
 239         /* Pudimos leer un nodo de disco, ahora lo transformamos a nodo mem */
 240         memcpy(memnode,disknode,SIZE_B_PLUS_HEADER);
 241         memcpy(memnode->claves,disknode+SIZE_B_PLUS_HEADER,idx->size_claves);
 242         memcpy(memnode->hijos,disknode+SIZE_B_PLUS_HEADER+idx->size_claves,idx->size_hijos);
 243         free(disknode);
 244
 245         printf("Dumping Node_%i\n",num_node);
 246         printf("Nivel: %i  Cant Claves: %i\n",memnode->nivel,memnode->cant_claves);
 247         printf("Claves:");
 248         for (i = 0; i < idx->size_claves/sizeof(int); ++i) printf(" %i",memnode->claves[i]);
 249         printf("\nHijos:");
 250         for (i = 0; i < idx->size_hijos/sizeof(int); ++i) printf(" %i",memnode->hijos[i]);
 251         printf("\nEnd Dump\n");
 252
 253         return memnode;
 254
 255 }
 256
 257 int b_plus_grabar_nodo(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_node)
 258 {
 259         FILE *fp;
 260
 261         fp = fopen(idx->filename, "r+");
 262         if (fp == NULL) return -1;
 263
 264         fseek(fp,num_node*sizeof(NODO_B_PLUS),SEEK_SET);
 265         fwrite(nodo,SIZE_B_PLUS_HEADER,1,fp);
 266         fwrite(nodo->claves,idx->size_claves,1,fp);
 267         fwrite(nodo->hijos,idx->size_hijos,1,fp);
 268         fclose(fp);
 269
 270         return 0;
 271 }
 272
 273 int b_plus_destruir_nodo(NODO_B_PLUS *nodo)
 274 {
 275         free(nodo->claves);
 276         free(nodo->hijos);
 277         free(nodo);
 278         return 0;
 279 }
 280
 281 int b_plus_insert_nonfull(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_nodo, int num_nodo_padre, CLAVE clave)
 282 {
 283     int i, num_nodo_hijo;
 284     NODO_B_PLUS *hijo;
 285
 286     i = nodo->cant_claves;
 287     if ( nodo->nivel == 0 ){
 288         while ( i >= 1 && clave.i_clave < nodo->claves[i] ){
 289             nodo->claves[i+1] = nodo->claves[i];
 290             i--;
 291         }
 292         nodo->claves[i+1] = clave.i_clave;
 293         nodo->cant_claves++;
 294         b_plus_destruir_nodo(nodo);
 295         b_plus_grabar_nodo(idx, nodo, num_nodo);
 296     } else {
 297         while ( i >= 1 && clave.i_clave < nodo->claves[i] )
 298             i--;
 299         i++;
 300         num_nodo_hijo = nodo->hijos[i-1];
 301         hijo = b_plus_leer_nodo(idx, num_nodo_hijo);
 302         if ( hijo->cant_claves == idx->size_claves/sizeof(int) ) {
 303             b_plus_split_child(idx, nodo, i, hijo);
 304             if ( clave.i_clave > nodo->claves[i] )
 305                 i++;
 306         }
 307         b_plus_insert_nonfull(idx, hijo, num_nodo_hijo, num_nodo_padre);
 308     }
 309     b_plus_destruir_nodo(hijo);
 310     return 0;
 311 }
 312
 313 int b_tree_insertar(INDEXSPECS *idx, CLAVE clave)
 314 {
 315     NODO_B_PLUS *raiz;
 316
 317     raiz = b_plus_leer_nodo(idx, 0);
 318     if ( raiz->cant_claves == idx->size_claves/sizeof(int) ) {
 319         NODO_B_PLUS *new_root = b_plus_crearnodo(idx);
 320         new_root->nivel = raiz->nivel + 1;
 321         new_root->hijos[0] = b_plus_get_num_nodo(idx);
 322         b_plus_grabar_nodo(idx, raiz, new_root->hijos[0]);
 323         b_plus_grabar_nodo(idx, new_root, 0);
 324         b_plus_split_child(idx, new_root, 1, raiz);
 325         b_plus_insert_nonfull(idx, new_root, 0, clave);
 326     } else b_plus_insert_nonfull(idx, raiz, 0, clave);
 327
 328     return 0;
 329 }
 330
 331 int b_plus_get_num_nodo(INDEXSPECS *idx)
 332 {
 333         FILE *fp;
 334         int num;
 335
 336         fp = fopen(idx->filename, "r+");
 337         if (fp == NULL) return -1;
 338
 339     num = ftell(fp)/sizeof(NODO_B_PLUS);
 340     fclose(fp);
 341     return num;
 342 }