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[dragonfly.git] / lib / libc / db / man / btree.3
1 .\" Copyright (c) 1990, 1993
2 .\"     The Regents of the University of California.  All rights reserved.
3 .\"
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22 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
23 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
24 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
25 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
26 .\" SUCH DAMAGE.
27 .\"
28 .\"     @(#)btree.3     8.4 (Berkeley) 8/18/94
29 .\" $FreeBSD: head/lib/libc/db/man/btree.3 165903 2007-01-09 00:28:16Z imp $
30 .\"
31 .Dd August 18, 1994
32 .Dt BTREE 3
33 .Os
34 .Sh NAME
35 .Nm btree
36 .Nd "btree database access method"
37 .Sh LIBRARY
38 .Lb libc
39 .Sh SYNOPSIS
40 .In sys/types.h
41 .In db.h
42 .Sh DESCRIPTION
43 The routine
44 .Fn dbopen
45 is the library interface to database files.
46 One of the supported file formats is
47 .Nm
48 files.
49 The general description of the database access methods is in
50 .Xr dbopen 3 ,
51 this manual page describes only the
52 .Nm
53 specific information.
54 .Pp
55 The
56 .Nm
57 data structure is a sorted, balanced tree structure storing
58 associated key/data pairs.
59 .Pp
60 The
61 .Nm
62 access method specific data structure provided to
63 .Fn dbopen
64 is defined in the
65 .In db.h
66 include file as follows:
67 .Bd -literal
68 typedef struct {
69         unsigned long flags;
70         unsigned int cachesize;
71         int maxkeypage;
72         int minkeypage;
73         unsigned int psize;
74         int (*compare)(const DBT *key1, const DBT *key2);
75         size_t (*prefix)(const DBT *key1, const DBT *key2);
76         int lorder;
77 } BTREEINFO;
78 .Ed
79 .Pp
80 The elements of this structure are as follows:
81 .Bl -tag -width indent
82 .It Va flags
83 The flag value is specified by
84 .Em or Ns 'ing
85 any of the following values:
86 .Bl -tag -width indent
87 .It Dv R_DUP
88 Permit duplicate keys in the tree, i.e., permit insertion if the key to be
89 inserted already exists in the tree.
90 The default behavior, as described in
91 .Xr dbopen 3 ,
92 is to overwrite a matching key when inserting a new key or to fail if
93 the
94 .Dv R_NOOVERWRITE
95 flag is specified.
96 The
97 .Dv R_DUP
98 flag is overridden by the
99 .Dv R_NOOVERWRITE
100 flag, and if the
101 .Dv R_NOOVERWRITE
102 flag is specified, attempts to insert duplicate keys into
103 the tree will fail.
104 .Pp
105 If the database contains duplicate keys, the order of retrieval of
106 key/data pairs is undefined if the
107 .Va get
108 routine is used, however,
109 .Va seq
110 routine calls with the
111 .Dv R_CURSOR
112 flag set will always return the logical
113 .Dq first
114 of any group of duplicate keys.
115 .El
116 .It Va cachesize
117 A suggested maximum size (in bytes) of the memory cache.
118 This value is
119 .Em only
120 advisory, and the access method will allocate more memory rather than fail.
121 Since every search examines the root page of the tree, caching the most
122 recently used pages substantially improves access time.
123 In addition, physical writes are delayed as long as possible, so a moderate
124 cache can reduce the number of I/O operations significantly.
125 Obviously, using a cache increases (but only increases) the likelihood of
126 corruption or lost data if the system crashes while a tree is being modified.
127 If
128 .Va cachesize
129 is 0 (no size is specified) a default cache is used.
130 .It Va maxkeypage
131 The maximum number of keys which will be stored on any single page.
132 Not currently implemented.
133 .\" The maximum number of keys which will be stored on any single page.
134 .\" Because of the way the
135 .\" .Nm
136 .\" data structure works,
137 .\" .Va maxkeypage
138 .\" must always be greater than or equal to 2.
139 .\" If
140 .\" .Va maxkeypage
141 .\" is 0 (no maximum number of keys is specified) the page fill factor is
142 .\" made as large as possible (which is almost invariably what is wanted).
143 .It Va minkeypage
144 The minimum number of keys which will be stored on any single page.
145 This value is used to determine which keys will be stored on overflow
146 pages, i.e., if a key or data item is longer than the pagesize divided
147 by the minkeypage value, it will be stored on overflow pages instead
148 of in the page itself.
149 If
150 .Va minkeypage
151 is 0 (no minimum number of keys is specified) a value of 2 is used.
152 .It Va psize
153 Page size is the size (in bytes) of the pages used for nodes in the tree.
154 The minimum page size is 512 bytes and the maximum page size is 64K.
155 If
156 .Va psize
157 is 0 (no page size is specified) a page size is chosen based on the
158 underlying file system I/O block size.
159 .It Va compare
160 Compare is the key comparison function.
161 It must return an integer less than, equal to, or greater than zero if the
162 first key argument is considered to be respectively less than, equal to,
163 or greater than the second key argument.
164 The same comparison function must be used on a given tree every time it
165 is opened.
166 If
167 .Va compare
168 is
169 .Dv NULL
170 (no comparison function is specified), the keys are compared
171 lexically, with shorter keys considered less than longer keys.
172 .It Va prefix
173 The
174 .Va prefix
175 element
176 is the prefix comparison function.
177 If specified, this routine must return the number of bytes of the second key
178 argument which are necessary to determine that it is greater than the first
179 key argument.
180 If the keys are equal, the key length should be returned.
181 Note, the usefulness of this routine is very data dependent, but, in some
182 data sets can produce significantly reduced tree sizes and search times.
183 If
184 .Va prefix
185 is
186 .Dv NULL
187 (no prefix function is specified),
188 .Em and
189 no comparison function is specified, a default lexical comparison routine
190 is used.
191 If
192 .Va prefix
193 is
194 .Dv NULL
195 and a comparison routine is specified, no prefix comparison is
196 done.
197 .It Va lorder
198 The byte order for integers in the stored database metadata.
199 The number should represent the order as an integer; for example,
200 big endian order would be the number 4,321.
201 If
202 .Va lorder
203 is 0 (no order is specified) the current host order is used.
204 .El
205 .Pp
206 If the file already exists (and the
207 .Dv O_TRUNC
208 flag is not specified), the
209 values specified for the
210 .Va flags , lorder
211 and
212 .Va psize
213 arguments
214 are ignored
215 in favor of the values used when the tree was created.
216 .Pp
217 Forward sequential scans of a tree are from the least key to the greatest.
218 .Pp
219 Space freed up by deleting key/data pairs from the tree is never reclaimed,
220 although it is normally made available for reuse.
221 This means that the
222 .Nm
223 storage structure is grow-only.
224 The only solutions are to avoid excessive deletions, or to create a fresh
225 tree periodically from a scan of an existing one.
226 .Pp
227 Searches, insertions, and deletions in a
228 .Nm
229 will all complete in
230 O lg base N where base is the average fill factor.
231 Often, inserting ordered data into
232 .Nm Ns s
233 results in a low fill factor.
234 This implementation has been modified to make ordered insertion the best
235 case, resulting in a much better than normal page fill factor.
236 .Sh ERRORS
237 The
238 .Nm
239 access method routines may fail and set
240 .Va errno
241 for any of the errors specified for the library routine
242 .Xr dbopen 3 .
243 .Sh SEE ALSO
244 .Xr dbopen 3 ,
245 .Xr hash 3 ,
246 .Xr mpool 3 ,
247 .Xr recno 3
248 .Rs
249 .%T "The Ubiquitous B-tree"
250 .%A Douglas Comer
251 .%J "ACM Comput. Surv. 11"
252 .%N 2
253 .%D June 1979
254 .%P 121-138
255 .Re
256 .Rs
257 .%A Bayer
258 .%A Unterauer
259 .%T "Prefix B-trees"
260 .%J "ACM Transactions on Database Systems"
261 .%N 1
262 .%V Vol. 2
263 .%D March 1977
264 .%P 11-26
265 .Re
266 .Rs
267 .%B "The Art of Computer Programming Vol. 3: Sorting and Searching"
268 .%A D. E. Knuth
269 .%D 1968
270 .%P 471-480
271 .Re
272 .Sh BUGS
273 Only big and little endian byte order is supported.