~drizzle-trunk/drizzle/development

« back to all changes in this revision

Viewing changes to storage/heap/hp_dspace.c

  • Committer: Brian Aker
  • Date: 2008-08-05 06:19:05 UTC
  • mfrom: (244.1.1 drizzle-mem-ebay)
  • mto: This revision was merged to the branch mainline in revision 264.
  • Revision ID: brian@tangent.org-20080805061905-1r8krslxae65qh76
Merge from Harrison Fisk of the Ebay + Google Hash engine.

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
/* Copyright (C) 2000-2002 MySQL AB
 
2
   Copyright (C) 2008 eBay, Inc
 
3
 
 
4
   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
 
5
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 
6
   the Free Software Foundation; version 2 of the License.
 
7
 
 
8
   This program is distributed in the hope that it will be useful,
 
9
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
10
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 
11
   GNU General Public License for more details.
 
12
 
 
13
   You should have received a copy of the GNU General Public License
 
14
   along with this program; if not, write to the Free Software
 
15
   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA */
 
16
 
 
17
/* Implements various base dataspace-related functions - allocate, free, clear */
 
18
 
 
19
#include "heapdef.h"
 
20
 
 
21
 
 
22
/*
 
23
  MySQL Heap tables keep data in arrays of fixed-size chunks.
 
24
  These chunks are organized into two groups of HP_BLOCK structures:
 
25
    - group1 contains indexes, with one HP_BLOCK per key
 
26
      (part of HP_KEYDEF)
 
27
    - group2 contains record data, with single HP_BLOCK
 
28
      for all records, referenced by HP_SHARE.recordspace.block
 
29
 
 
30
  While columns used in index are usually small, other columns
 
31
  in the table may need to accomodate larger data. Typically,
 
32
  larger data is placed into VARCHAR or BLOB columns. With actual
 
33
  sizes varying, Heap Engine has to support variable-sized records
 
34
  in memory. Heap Engine implements the concept of dataspace
 
35
  (HP_DATASPACE), which incorporates HP_BLOCK for the record data,
 
36
  and adds more information for managing variable-sized records.
 
37
 
 
38
  Variable-size records are stored in multiple "chunks",
 
39
  which means that a single record of data (database "row") can
 
40
  consist of multiple chunks organized into one "set". HP_BLOCK
 
41
  contains chunks. In variable-size format, one record
 
42
  is represented as one or many chunks, depending on the actual
 
43
  data, while in fixed-size mode, one record is always represented
 
44
  as one chunk. The index structures would always point to the first
 
45
  chunk in the chunkset.
 
46
 
 
47
  At the time of table creation, Heap Engine attempts to find out
 
48
  if variable-size records are desired. A user can request
 
49
  variable-size records by providing either row_type=dynamic or
 
50
  block_size=NNN table create option. Heap Engine will check
 
51
  whether block_size provides enough space in the first chunk
 
52
  to keep all null bits and columns that are used in indexes.
 
53
  If block_size is too small, table creation will be aborted
 
54
  with an error. Heap Engine will revert to fixed-size allocation
 
55
  mode if block_size provides no memory benefits (no VARCHAR
 
56
  fields extending past first chunk).
 
57
 
 
58
  In order to improve index search performance, Heap Engine needs
 
59
  to keep all null flags and all columns used as keys inside
 
60
  the first chunk of a chunkset. In particular, this means that
 
61
  all columns used as keys should be defined first in the table
 
62
  creation SQL. The length of data used by null bits and key columns
 
63
  is stored as fixed_data_length inside HP_SHARE. fixed_data_length
 
64
  will extend past last key column if more fixed-length fields can
 
65
  fit into the first chunk.
 
66
 
 
67
  Variable-size records are necessary only in the presence
 
68
  of variable-size columns. Heap Engine will be looking for VARCHAR
 
69
  columns, which declare length of 32 or more. If no such columns
 
70
  are found, table will be switched to fixed-size format. You should
 
71
  always try to put such columns at the end of the table definition.
 
72
 
 
73
  Whenever data is being inserted or updated in the table
 
74
  Heap Engine will calculate how many chunks are necessary.
 
75
  For insert operations, Heap Engine allocates new chunkset in
 
76
  the recordspace. For update operations it will modify length of
 
77
  the existing chunkset, unlinking unnecessary chunks at the end,
 
78
  or allocating and adding more if larger length is necessary.
 
79
 
 
80
  When writing data to chunks or copying data back to record,
 
81
  Heap Engine will first copy fixed_data_length of data using single
 
82
  memcpy call. The rest of the columns are processed one-by-one.
 
83
  Non-VARCHAR columns are copied in their full format. VARCHAR's
 
84
  are copied based on their actual length. Any NULL values after
 
85
  fixed_data_length are skipped.
 
86
 
 
87
  The allocation and contents of the actual chunks varies between
 
88
  fixed and variable-size modes. Total chunk length is always
 
89
  aligned to the next sizeof(uchar*). Here is the format of
 
90
  fixed-size chunk:
 
91
      uchar[] - sizeof=chunk_dataspace_length, but at least
 
92
               sizeof(uchar*) bytes. Keeps actual data or pointer
 
93
               to the next deleted chunk.
 
94
               chunk_dataspace_length equals to full record length
 
95
      uchar   - status field (1 means "in use", 0 means "deleted")
 
96
  Variable-size uses different format:
 
97
      uchar[] - sizeof=chunk_dataspace_length, but at least
 
98
               sizeof(uchar*) bytes. Keeps actual data or pointer
 
99
               to the next deleted chunk.
 
100
               chunk_dataspace_length is set according to table
 
101
               setup (block_size)
 
102
      uchar*  - pointer to the next chunk in this chunkset,
 
103
               or NULL for the last chunk
 
104
      uchar  -  status field (1 means "first", 0 means "deleted",
 
105
               2 means "linked")
 
106
 
 
107
  When allocating a new chunkset of N chunks, Heap Engine will try
 
108
  to allocate chunks one-by-one, linking them as they become
 
109
  allocated. Allocation of a single chunk will attempt to reuse
 
110
  a deleted (freed) chunk. If no free chunks are available,
 
111
  it will attempt to allocate a new area inside HP_BLOCK.
 
112
  Freeing chunks will place them at the front of free list
 
113
  referenced by del_link in HP_DATASPACE. The newly freed chunk
 
114
  will contain reference to the previously freed chunk in its first
 
115
  sizeof(uchar*) of the payload space.
 
116
 
 
117
  Here is open issues:
 
118
    1. It is not very nice to require people to keep key columns
 
119
       at the beginning of the table creation SQL. There are three
 
120
       proposed resolutions:
 
121
       a. Leave it as is. It's a reasonable limitation
 
122
       b. Add new HA_KEEP_KEY_COLUMNS_TO_FRONT flag to handler.h and
 
123
          make table.cpp align columns when it creates the table
 
124
       c. Make HeapEngine reorder columns in the chunk data, so that
 
125
          key columns go first. Add parallel HA_KEYSEG structures
 
126
          to distinguish positions in record vs. positions in
 
127
          the first chunk. Copy all data field-by-field rather than
 
128
          using single memcpy unless DBA kept key columns to
 
129
          the beginning.
 
130
    2. heap_check_heap needs verify linked chunks, looking for
 
131
       issues such as orphans, cycles, and bad links. However,
 
132
       Heap Engine today does not do similar things even for
 
133
       free list.
 
134
    3. With new HP_DATASPACE allocation mechaism, BLOB will become
 
135
       increasingly simple to implement, but I may not have time
 
136
       for that. In one approach, BLOB data can be placed at
 
137
       the end of the same record. In another approach (which I
 
138
       prefer) BLOB data would have its own HP_DATASPACE with
 
139
       variable-size entries.
 
140
    4. In a more sophisticated implementation, some space can
 
141
       be saved even with all fixed-size columns if many of them
 
142
       have NULL value, as long as these columns are not used
 
143
       in indexes
 
144
    5. In variable-size format status should be moved to lower
 
145
       bits of the "next" pointer. Pointer is always aligned
 
146
       to sizeof(uchar*), which is at least 4, leaving 2 lower
 
147
       bits free. This will save 8 bytes per chunk
 
148
       on 64-bit platform.
 
149
    6. As we do not want to modify FRM format, BLOCK_SIZE option
 
150
       of "CREATE TABLE" is saved as "RAID_CHUNKSIZE" for
 
151
       Heap Engine tables.
 
152
*/
 
153
 
 
154
static uchar *hp_allocate_one_chunk(HP_DATASPACE *info);
 
155
 
 
156
 
 
157
/**
 
158
  Clear a dataspace
 
159
 
 
160
  Frees memory and zeros-out any relevant counters in the dataspace
 
161
 
 
162
  @param  info  the dataspace to clear
 
163
*/
 
164
 
 
165
void hp_clear_dataspace(HP_DATASPACE *info)
 
166
{
 
167
  if (info->block.levels)
 
168
  {
 
169
    VOID(hp_free_level(&info->block,info->block.levels,info->block.root,
 
170
                        (uchar*) 0));
 
171
  }
 
172
  info->block.levels=0;
 
173
  info->del_chunk_count= info->chunk_count= 0;
 
174
  info->del_link=0;
 
175
  info->total_data_length= 0;
 
176
}
 
177
 
 
178
 
 
179
/**
 
180
  Allocate or reallocate a chunkset in the dataspace
 
181
 
 
182
  Attempts to allocate a new chunkset or change the size of an existing chunkset
 
183
 
 
184
  @param  info            the hosting dataspace
 
185
  @param  chunk_count     the number of chunks that we expect as the result
 
186
  @param  existing_set    non-null value asks function to resize existing chunkset,
 
187
                          return value would point to this set
 
188
 
 
189
  @return  Pointer to the first chunk in the new or updated chunkset, or NULL if unsuccessful
 
190
*/
 
191
 
 
192
static uchar *hp_allocate_variable_chunkset(HP_DATASPACE *info,
 
193
                                           uint chunk_count, uchar* existing_set)
 
194
{
 
195
  int alloc_count= chunk_count, i;
 
196
  uchar *first_chunk= 0, *curr_chunk= 0, *prev_chunk= 0, *last_existing_chunk= 0;
 
197
 
 
198
  assert(alloc_count);
 
199
 
 
200
  if (existing_set)
 
201
  {
 
202
    first_chunk= existing_set;
 
203
 
 
204
    curr_chunk= existing_set;
 
205
    while (curr_chunk && alloc_count)
 
206
    {
 
207
      prev_chunk= curr_chunk;
 
208
      curr_chunk= *((uchar**)(curr_chunk + info->offset_link));
 
209
      alloc_count--;
 
210
    }
 
211
 
 
212
    if (!alloc_count)
 
213
    {
 
214
      if (curr_chunk)
 
215
      {
 
216
        /* We came through all chunks and there is more left, let's truncate the list */
 
217
        *((uchar**)(prev_chunk + info->offset_link)) = NULL;
 
218
        hp_free_chunks(info, curr_chunk);
 
219
      }
 
220
 
 
221
      return first_chunk;
 
222
    }
 
223
 
 
224
    last_existing_chunk = prev_chunk;
 
225
  }
 
226
 
 
227
  /* We can reach this point only if we're allocating new chunkset or more chunks in existing set */
 
228
 
 
229
  for (i=0; i<alloc_count; i++)
 
230
  {
 
231
      curr_chunk= hp_allocate_one_chunk(info);
 
232
      if (!curr_chunk)
 
233
      {
 
234
        /* no space in the current block */
 
235
 
 
236
        if (last_existing_chunk)
 
237
        {
 
238
          /* Truncate whatever was added at the end of the existing chunkset */
 
239
          prev_chunk= last_existing_chunk;
 
240
          curr_chunk= *((uchar**)(prev_chunk + info->offset_link));
 
241
          *((uchar**)(prev_chunk + info->offset_link)) = NULL;
 
242
          hp_free_chunks(info, curr_chunk);
 
243
        }
 
244
        else if (first_chunk)
 
245
        {
 
246
          /* free any chunks previously allocated */
 
247
          hp_free_chunks(info, first_chunk);
 
248
        }
 
249
 
 
250
        return NULL;
 
251
      }
 
252
 
 
253
      /* mark as if this chunk is last in the chunkset */
 
254
      *((uchar**) (curr_chunk + info->offset_link))= 0;
 
255
 
 
256
      if (prev_chunk)
 
257
      {
 
258
        /* tie them into a linked list */
 
259
        *((uchar**) (prev_chunk + info->offset_link))= curr_chunk;
 
260
        curr_chunk[info->offset_status]= CHUNK_STATUS_LINKED;                   /* Record linked from active */
 
261
      }
 
262
      else
 
263
      {
 
264
        curr_chunk[info->offset_status]= CHUNK_STATUS_ACTIVE;                     /* Record active */
 
265
      }
 
266
 
 
267
      if (!first_chunk)
 
268
      {
 
269
        first_chunk= curr_chunk;
 
270
      }
 
271
 
 
272
      prev_chunk= curr_chunk;
 
273
  }
 
274
 
 
275
  return first_chunk;
 
276
}
 
277
 
 
278
 
 
279
/**
 
280
  Allocate a new chunkset in the dataspace
 
281
 
 
282
  Attempts to allocate a new chunkset
 
283
 
 
284
  @param  info            the hosting dataspace
 
285
  @param  chunk_count     the number of chunks that we expect as the result
 
286
 
 
287
  @return  Pointer to the first chunk in the new or updated chunkset, or NULL if unsuccessful
 
288
*/
 
289
 
 
290
uchar *hp_allocate_chunkset(HP_DATASPACE *info, uint chunk_count)
 
291
{
 
292
  uchar* result;
 
293
 
 
294
 
 
295
  if (info->is_variable_size)
 
296
  {
 
297
    result = hp_allocate_variable_chunkset(info, chunk_count, NULL);
 
298
  }
 
299
  else
 
300
  {
 
301
    result= hp_allocate_one_chunk(info);
 
302
    if (result)
 
303
    {
 
304
      result[info->offset_status]= CHUNK_STATUS_ACTIVE;
 
305
    }
 
306
 
 
307
    return(result);
 
308
  }
 
309
 
 
310
  return(result);
 
311
}
 
312
 
 
313
 
 
314
/**
 
315
  Reallocate an existing chunkset in the dataspace
 
316
 
 
317
  Attempts to change the size of an existing chunkset
 
318
 
 
319
  @param  info            the hosting dataspace
 
320
  @param  chunk_count     the number of chunks that we expect as the result
 
321
  @param  pos             pointer to the existing chunkset
 
322
 
 
323
  @return  Error code or zero if successful
 
324
*/
 
325
 
 
326
int hp_reallocate_chunkset(HP_DATASPACE *info, uint chunk_count, uchar* pos)
 
327
{
 
328
 
 
329
  if (!info->is_variable_size)
 
330
  {
 
331
    /* Update should never change chunk_count in fixed-size mode */
 
332
    my_errno=HA_ERR_WRONG_COMMAND;
 
333
    return my_errno;
 
334
  }
 
335
 
 
336
  /* Reallocate never moves the first chunk */
 
337
  if (!hp_allocate_variable_chunkset(info, chunk_count, pos))
 
338
    return(my_errno);
 
339
 
 
340
  return(0);
 
341
}
 
342
 
 
343
 
 
344
/**
 
345
  Allocate a single chunk in the dataspace
 
346
 
 
347
  Attempts to allocate a new chunk or reuse one from deleted list
 
348
 
 
349
  @param  info            the hosting dataspace
 
350
 
 
351
  @return  Pointer to the chunk, or NULL if unsuccessful
 
352
*/
 
353
 
 
354
static uchar *hp_allocate_one_chunk(HP_DATASPACE *info)
 
355
{
 
356
  uchar* curr_chunk;
 
357
  size_t length, block_pos;
 
358
 
 
359
  if (info->del_link)
 
360
  {
 
361
    curr_chunk=info->del_link;
 
362
    info->del_link= *((uchar**) curr_chunk);
 
363
    info->del_chunk_count--;
 
364
 
 
365
    return curr_chunk;
 
366
  }
 
367
 
 
368
  block_pos= (info->chunk_count % info->block.records_in_block);
 
369
  if (!block_pos)
 
370
  {
 
371
    if (hp_get_new_block(&info->block,&length))
 
372
    {
 
373
      /* no space in the current block */
 
374
      return NULL;
 
375
    }
 
376
 
 
377
    info->total_data_length+= length;
 
378
  }
 
379
 
 
380
  info->chunk_count++;
 
381
  curr_chunk= ((uchar*) info->block.level_info[0].last_blocks +
 
382
    block_pos * info->block.recbuffer);
 
383
 
 
384
 
 
385
  return curr_chunk;
 
386
}
 
387
 
 
388
 
 
389
/**
 
390
  Free a list of chunks
 
391
 
 
392
  Reclaims all chunks linked by the pointer,
 
393
  which could be the whole chunkset or a part of an existing chunkset
 
394
 
 
395
  @param  info            the hosting dataspace
 
396
  @param  pos             pointer to the head of the chunkset
 
397
*/
 
398
 
 
399
void hp_free_chunks(HP_DATASPACE *info, uchar *pos)
 
400
{
 
401
  uchar* curr_chunk= pos;
 
402
 
 
403
  while (curr_chunk) {
 
404
    info->del_chunk_count++;
 
405
    *((uchar**) curr_chunk)= info->del_link;
 
406
    info->del_link= curr_chunk;
 
407
 
 
408
    curr_chunk[info->offset_status]= CHUNK_STATUS_DELETED;
 
409
 
 
410
 
 
411
    if (!info->is_variable_size)
 
412
    {
 
413
      break;
 
414
    }
 
415
 
 
416
    /* Delete next chunk in this chunkset */
 
417
    curr_chunk= *((uchar**)(curr_chunk + info->offset_link));
 
418
  }
 
419
}