emufs/b_plus.c

   1 /** Arbol B+ */
   2 #include "b_plus.h"
   3 #define INDEXSPECS INDICE
   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_split_child(INDEXSPECS *idx, int numparent, NODO_B_PLUS *parent, int ithchild, NODO_B_PLUS *fullnode);
  12 int b_plus_insert_nonfull(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_nodo, INDEX_DAT *query);
  13 int b_plus_insertar(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query);
  14 int b_plus_get_num_nodo(INDEXSPECS *idx);
  15 /**#*#*#*#*#**#*#*#*#*#*FIN PROTOTYPES*#*#*#*#*#**#*#*#*#*#**#*#*#*#*#*/
  16
  17 /** Crea un nuevo nodo y lo inicializa */
  18 NODO_B_PLUS *b_plus_crearnodo(INDEXSPECS *idx) {
  19
  20         NODO_B_PLUS *nodo = (NODO_B_PLUS*)malloc(sizeof(NODO_B_PLUS));
  21         if (nodo == NULL) return NULL;
  22         nodo->nivel = 0;
  23         nodo->cant_claves = 0;
  24
  25     /* Calculamos lo que ocupan las cadenas de bytes claves + hijos */
  26         nodo->claves = (int*)malloc(idx->size_claves);
  27         nodo->hijos = (int*)malloc(idx->size_hijos);
  28         memset(nodo->claves,-1,idx->size_claves);
  29         memset(nodo->hijos,-1,idx->size_hijos);
  30
  31     return nodo;
  32 }
  33
  34 /** Crea el archivo indice B+ */
  35 int emufs_b_plus_crear(INDEXSPECS *idx) {
  36
  37         FILE *fp;
  38         NODO_B_PLUS *raiz;
  39         int error = 0;
  40
  41         /* Creamos el archivo que contendra el indice */
  42         fp = fopen(idx->filename, "w");
  43         PERR("Creando indice con nodo raiz");
  44         if (fp == NULL) {
  45                 PERR("Error al crear el archivo");
  46                 return -1;
  47         }
  48         fclose(fp);
  49
  50         /* Creamos el nodo raiz y lo guardamos el en indice */
  51         raiz = b_plus_crearnodo(idx);
  52         error = b_plus_grabar_nodo(idx,raiz,0);
  53
  54         /* Liberamos areas de memoria reservadas */
  55         free(raiz->claves);
  56         free(raiz->hijos);
  57         free(raiz);
  58
  59         return error;
  60 }
  61
  62
  63 /** Busca el nro de bloque donde se debe guardar un reg con clave X.
  64  *  Posibilidades: return 0 - Encontro un bloque potencial
  65  *                 return -1 - No hay clave, inserto clave de nuevo bloques
  66  *                 return 1 - Hubo falla de lectura de un nodo, Abortar
  67  */
  68 int emufs_b_plus_get_bloque(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query, int num_node) {
  69
  70         NODO_B_PLUS *nodo;
  71         nodo = b_plus_leer_nodo(idx,num_node);
  72         if (nodo == NULL) return 1;
  73         int i = nodo->cant_claves - 1;
  74         int exitcode = 0;
  75
  76         /* Si es un hoja, busco dentro de la hoja, otherwise, busco la hoja */
  77         if (nodo->nivel == 0) {
  78         /* Vemos en que bloque deberia ir */
  79                 while ( i >= 0 && query->clave.i_clave < nodo->claves[i] ) i--;
  80                 if (i < 0) {
  81                         /* La clave es menor que todas, debo insertarla */
  82                         b_plus_destruir_nodo(nodo);
  83                         emufs_b_plus_insertar(idx,query);
  84                         return -1;
  85                 }
  86                 else {
  87                         /* Encontre un bloque potencial */
  88                         query->num_bloque = nodo->hijos[i];
  89                         b_plus_destruir_nodo(nodo);
  90                         return 0;
  91                 }
  92         }
  93         else {
  94                 /* Buscamos por donde descender al siguiente nivel */
  95                 while ( i >= 0 && query->clave.i_clave < nodo->claves[i] ) i--;
  96         i++;
  97         num_node = nodo->hijos[i];
  98                 b_plus_destruir_nodo(nodo);
  99                 exitcode = emufs_b_plus_get_bloque(idx,query,num_node);
 100                 return exitcode;
 101         }
 102 }
 103
 104 NODO_B_PLUS *b_plus_leer_nodo(INDEXSPECS *idx, int num_node) {
 105
 106         /*int i = 0;*/
 107         FILE *fp;
 108         NODO_B_PLUS *memnode = b_plus_crearnodo(idx);
 109         char *disknode = (char*)malloc(idx->tam_bloque);
 110
 111         if (num_node < 0) {
 112                 PERR("Se intento leer nodo negativo!!\n");
 113                 exit(1);
 114         }
 115         if (disknode == NULL) return NULL;
 116         if (memnode == NULL) return NULL;
 117
 118     /* Open up file */
 119         fp = fopen(idx->filename, "r+");
 120         if (fp == NULL) {
 121                 free(disknode);
 122                 b_plus_destruir_nodo(memnode);
 123                 return NULL;
 124         }
 125
 126         /* Intentamos leer un nodo, sino podemos error! */
 127         fseek(fp, num_node*idx->tam_bloque, SEEK_SET);
 128         if (fread(disknode, idx->tam_bloque, 1, fp) != 1) {
 129                 free(disknode);
 130                 fclose(fp);
 131                 return NULL;
 132         }
 133         fclose(fp);
 134
 135         /* Pudimos leer un nodo de disco, ahora lo transformamos a nodo mem */
 136         memcpy(memnode,disknode,SIZE_B_PLUS_HEADER);
 137         memcpy(memnode->claves,disknode+SIZE_B_PLUS_HEADER,idx->size_claves);
 138         memcpy(memnode->hijos,disknode+SIZE_B_PLUS_HEADER+idx->size_claves,idx->size_hijos);
 139         free(disknode);
 140
 141         /*printf("Dumping Node_%i\n",num_node);
 142         printf("Nivel: %i  Cant Claves: %i\n",memnode->nivel,memnode->cant_claves);
 143         printf("Claves:");
 144         for (i = 0; i < idx->size_claves/sizeof(int); ++i) printf(" %i",memnode->claves[i]);
 145         printf("\nHijos:");
 146         for (i = 0; i < idx->size_hijos/sizeof(int); ++i) printf(" %i",memnode->hijos[i]);
 147         printf("\nEnd Dump\n"); */
 148
 149         return memnode;
 150
 151 }
 152
 153 int b_plus_grabar_nodo(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_node)
 154 {
 155         FILE *fp;
 156
 157         fp = fopen(idx->filename, "r+");
 158         if (fp == NULL) return -1;
 159
 160         fseek(fp,num_node*(SIZE_B_PLUS_HEADER+idx->size_claves+idx->size_hijos),SEEK_SET);
 161         fwrite(nodo,SIZE_B_PLUS_HEADER,1,fp);
 162         fwrite(nodo->claves,idx->size_claves,1,fp);
 163         fwrite(nodo->hijos,idx->size_hijos,1,fp);
 164         fclose(fp);
 165
 166         return 0;
 167 }
 168
 169 int b_plus_destruir_nodo(NODO_B_PLUS *nodo)
 170 {
 171         free(nodo->claves);
 172         free(nodo->hijos);
 173         free(nodo);
 174         return 0;
 175 }
 176
 177 int b_plus_split_child(INDEXSPECS *idx, int numparent, NODO_B_PLUS *parent, int ithchild, NODO_B_PLUS *fullnode)
 178 {
 179         /* locals */
 180         int minclaves = ceil(idx->size_hijos/sizeof(int)/2)-1;
 181         int numbrother,j = 0;
 182         int es_interno = 1;
 183
 184         NODO_B_PLUS *brother = b_plus_crearnodo(idx);
 185         brother->nivel = fullnode->nivel; /* Idem nivel que el que se parte */
 186
 187         /* Si estoy en una hoja, la parte derecha del partido tendra minclaves+1 */
 188         /* pues el ancla se debe repetir ademas de subir */
 189         if (brother->nivel == 0) {
 190                 brother->cant_claves = minclaves+1;
 191                 es_interno = 0;
 192         }
 193         else brother->cant_claves = minclaves;
 194
 195         /* Copio las claves al brother derecho */
 196         for (j = 0; j < brother->cant_claves; ++j)
 197                 brother->claves[j] = fullnode->claves[j+minclaves+es_interno];
 198
 199         /* Copio los hijos ya sea para hoja o no hoja. */
 200         for (j = 0; j < brother->cant_claves+1; ++j)
 201                 brother->hijos[j] = fullnode->hijos[j+minclaves+es_interno];
 202
 203         /* Ahora me ocupo del nodo que se partio */
 204         fullnode->cant_claves = minclaves;
 205         /* Obtengo numero de nodo para brother y encadeno si es hoja */
 206         numbrother = b_plus_get_num_nodo(idx);
 207         if (fullnode->nivel == 0) fullnode->hijos[minclaves] = numbrother;
 208
 209         /* Ahora fixeamos el padre, apuntando al nuevo hijo */
 210         for (j = parent->cant_claves; j > ithchild; --j)
 211                 parent->hijos[j+1] = parent->hijos[j];
 212         parent->hijos[ithchild+1] = numbrother;
 213
 214         /* Idem pero subo la median key */
 215         for (j = parent->cant_claves-1; j >= ithchild; --j)
 216                 parent->claves[j+1] = parent->claves[j];
 217         parent->claves[ithchild] = fullnode->claves[minclaves];
 218         parent->cant_claves++;
 219
 220         /* Grabo los nodos en disco */
 221         b_plus_grabar_nodo(idx,fullnode,parent->hijos[ithchild]);
 222         b_plus_grabar_nodo(idx,brother,numbrother);
 223         b_plus_grabar_nodo(idx,parent,numparent);
 224
 225         b_plus_destruir_nodo(brother);
 226
 227         return 0;
 228 }
 229
 230
 231 int b_plus_insert_nonfull(INDEXSPECS *idx, NODO_B_PLUS *nodo, int num_nodo, INDEX_DAT *query)
 232 {
 233     int i, num_nodo_hijo;
 234     NODO_B_PLUS *hijo;
 235
 236     i = nodo->cant_claves-1;
 237     if ( nodo->nivel == 0 ){
 238         while ( i >= 0 && query->clave.i_clave < nodo->claves[i] ){
 239             nodo->claves[i+1] = nodo->claves[i];
 240                         nodo->hijos[i+2] = nodo->hijos[i+1];
 241                         nodo->hijos[i+1] = nodo->hijos[i];
 242             i--;
 243         }
 244         nodo->claves[i+1] = query->clave.i_clave;
 245                 nodo->hijos[i+1] = query->num_bloque;
 246         nodo->cant_claves++;
 247         b_plus_grabar_nodo(idx, nodo, num_nodo);
 248     } else {
 249         while ( i >= 0 && query->clave.i_clave < nodo->claves[i] )
 250             i--;
 251         i++;
 252         num_nodo_hijo = nodo->hijos[i];
 253         hijo = b_plus_leer_nodo(idx, num_nodo_hijo);
 254         if ( hijo->cant_claves == idx->size_claves/sizeof(int) ) {
 255             b_plus_split_child(idx, num_nodo, nodo, i, hijo);
 256             if ( query->clave.i_clave > nodo->claves[i] )
 257                 i++;
 258         }
 259                 if (hijo) b_plus_destruir_nodo(hijo);
 260                 hijo = b_plus_leer_nodo(idx, nodo->hijos[i]);
 261         b_plus_insert_nonfull(idx, hijo, nodo->hijos[i], query);
 262                 if (hijo) b_plus_destruir_nodo(hijo);
 263     }
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 int emufs_b_plus_insertar(INDEXSPECS *idx, INDEX_DAT *query)
 269 {
 270     NODO_B_PLUS *raiz;
 271
 272     raiz = b_plus_leer_nodo(idx, 0);
 273     if ( raiz->cant_claves == idx->size_claves/sizeof(int) ) {
 274         NODO_B_PLUS *new_root = b_plus_crearnodo(idx);
 275         new_root->nivel = raiz->nivel + 1;
 276         new_root->hijos[0] = b_plus_get_num_nodo(idx);
 277         b_plus_grabar_nodo(idx, raiz, new_root->hijos[0]);
 278         b_plus_grabar_nodo(idx, new_root, 0);
 279             b_plus_split_child(idx, 0, new_root, 0, raiz);
 280         b_plus_insert_nonfull(idx, new_root, 0, query);
 281                 b_plus_destruir_nodo(new_root);
 282     } else
 283         {
 284                 b_plus_insert_nonfull(idx, raiz, 0, query);
 285         }
 286
 287         b_plus_destruir_nodo(raiz);
 288
 289     return 0;
 290 }
 291
 292 int b_plus_get_num_nodo(INDEXSPECS *idx)
 293 {
 294         FILE *fp;
 295         int num;
 296
 297         fp = fopen(idx->filename, "ab");
 298         if (fp == NULL) return -1;
 299
 300     num = ftell(fp)/(SIZE_B_PLUS_HEADER+idx->size_claves+idx->size_hijos);
 301         printf("Num Nodo Nuevo: %i\n",num);
 302     fclose(fp);
 303     return num;
 304 }