Quelle  nbtxlog.h

/*-------------------------------------------------------------------------
 *
 * nbtxlog.h
 *   header file for postgres btree xlog routines
 *
 * Portions Copyright (c) 1996-2025, PostgreSQL Global Development Group
 * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
 *
 * src/include/access/nbtxlog.h
 *
 *-------------------------------------------------------------------------
 */
#ifndef NBTXLOG_H
#define NBTXLOG_H

#include "access/transam.h"
#include "access/xlogreader.h"
#include "lib/stringinfo.h"
#include "storage/off.h"

/*
 * XLOG records for btree operations
 *
 * XLOG allows to store some information in high 4 bits of log
 * record xl_info field
 */
#define XLOG_BTREE_INSERT_LEAF 0x00 /* add index tuple without split */
#define XLOG_BTREE_INSERT_UPPER 0x10 /* same, on a non-leaf page */
#define XLOG_BTREE_INSERT_META 0x20 /* same, plus update metapage */
#define XLOG_BTREE_SPLIT_L  0x30 /* add index tuple with split */
#define XLOG_BTREE_SPLIT_R  0x40 /* as above, new item on right */
#define XLOG_BTREE_INSERT_POST 0x50 /* add index tuple with posting split */
#define XLOG_BTREE_DEDUP  0x60 /* deduplicate tuples for a page */
#define XLOG_BTREE_DELETE  0x70 /* delete leaf index tuples for a page */
#define XLOG_BTREE_UNLINK_PAGE 0x80 /* delete a half-dead page */
#define XLOG_BTREE_UNLINK_PAGE_META 0x90 /* same, and update metapage */
#define XLOG_BTREE_NEWROOT  0xA0 /* new root page */
#define XLOG_BTREE_MARK_PAGE_HALFDEAD 0xB0 /* mark a leaf as half-dead */
#define XLOG_BTREE_VACUUM  0xC0 /* delete entries on a page during
 * vacuum */
#define XLOG_BTREE_REUSE_PAGE 0xD0 /* old page is about to be reused from
 * FSM */
#define XLOG_BTREE_META_CLEANUP 0xE0 /* update cleanup-related data in the
 * metapage */

/*
 * All that we need to regenerate the meta-data page
 */
typedef struct xl_btree_metadata
{
 uint32  version;
 BlockNumber root;
 uint32  level;
 BlockNumber fastroot;
 uint32  fastlevel;
 uint32  last_cleanup_num_delpages;
 bool  allequalimage;
} xl_btree_metadata;

/*
 * This is what we need to know about simple (without split) insert.
 *
 * This data record is used for INSERT_LEAF, INSERT_UPPER, INSERT_META, and
 * INSERT_POST.  Note that INSERT_META and INSERT_UPPER implies it's not a
 * leaf page, while INSERT_POST and INSERT_LEAF imply that it must be a leaf
 * page.
 *
 * Backup Blk 0: original page
 * Backup Blk 1: child's left sibling, if INSERT_UPPER or INSERT_META
 * Backup Blk 2: xl_btree_metadata, if INSERT_META
 *
 * Note: The new tuple is actually the "original" new item in the posting
 * list split insert case (i.e. the INSERT_POST case).  A split offset for
 * the posting list is logged before the original new item.  Recovery needs
 * both, since it must do an in-place update of the existing posting list
 * that was split as an extra step.  Also, recovery generates a "final"
 * newitem.  See _bt_swap_posting() for details on posting list splits.
 */
typedef struct xl_btree_insert
{
 OffsetNumber offnum;

 /* POSTING SPLIT OFFSET FOLLOWS (INSERT_POST case) */
 /* NEW TUPLE ALWAYS FOLLOWS AT THE END */
} xl_btree_insert;

#define SizeOfBtreeInsert (offsetof(xl_btree_insert, offnum) + sizeof(OffsetNumber))

/*
 * On insert with split, we save all the items going into the right sibling
 * so that we can restore it completely from the log record.  This way takes
 * less xlog space than the normal approach, because if we did it standardly,
 * XLogInsert would almost always think the right page is new and store its
 * whole page image.  The left page, however, is handled in the normal
 * incremental-update fashion.
 *
 * Note: XLOG_BTREE_SPLIT_L and XLOG_BTREE_SPLIT_R share this data record.
 * There are two variants to indicate whether the inserted tuple went into the
 * left or right split page (and thus, whether the new item is stored or not).
 * We always log the left page high key because suffix truncation can generate
 * a new leaf high key using user-defined code.  This is also necessary on
 * internal pages, since the firstright item that the left page's high key was
 * based on will have been truncated to zero attributes in the right page (the
 * separator key is unavailable from the right page).
 *
 * Backup Blk 0: original page / new left page
 *
 * The left page's data portion contains the new item, if it's the _L variant.
 * _R variant split records generally do not have a newitem (_R variant leaf
 * page split records that must deal with a posting list split will include an
 * explicit newitem, though it is never used on the right page -- it is
 * actually an orignewitem needed to update existing posting list).  The new
 * high key of the left/original page appears last of all (and must always be
 * present).
 *
 * Page split records that need the REDO routine to deal with a posting list
 * split directly will have an explicit newitem, which is actually an
 * orignewitem (the newitem as it was before the posting list split, not
 * after).  A posting list split always has a newitem that comes immediately
 * after the posting list being split (which would have overlapped with
 * orignewitem prior to split).  Usually REDO must deal with posting list
 * splits with an _L variant page split record, and usually both the new
 * posting list and the final newitem go on the left page (the existing
 * posting list will be inserted instead of the old, and the final newitem
 * will be inserted next to that).  However, _R variant split records will
 * include an orignewitem when the split point for the page happens to have a
 * lastleft tuple that is also the posting list being split (leaving newitem
 * as the page split's firstright tuple).  The existence of this corner case
 * does not change the basic fact about newitem/orignewitem for the REDO
 * routine: it is always state used for the left page alone.  (This is why the
 * record's postingoff field isn't a reliable indicator of whether or not a
 * posting list split occurred during the page split; a non-zero value merely
 * indicates that the REDO routine must reconstruct a new posting list tuple
 * that is needed for the left page.)
 *
 * This posting list split handling is equivalent to the xl_btree_insert REDO
 * routine's INSERT_POST handling.  While the details are more complicated
 * here, the concept and goals are exactly the same.  See _bt_swap_posting()
 * for details on posting list splits.
 *
 * Backup Blk 1: new right page
 *
 * The right page's data portion contains the right page's tuples in the form
 * used by _bt_restore_page.  This includes the new item, if it's the _R
 * variant.  The right page's tuples also include the right page's high key
 * with either variant (moved from the left/original page during the split),
 * unless the split happened to be of the rightmost page on its level, where
 * there is no high key for new right page.
 *
 * Backup Blk 2: next block (orig page's rightlink), if any
 * Backup Blk 3: child's left sibling, if non-leaf split
 */
typedef struct xl_btree_split
{
 uint32  level;   /* tree level of page being split */
 OffsetNumber firstrightoff; /* first origpage item on rightpage */
 OffsetNumber newitemoff; /* new item's offset */
 uint16  postingoff;  /* offset inside orig posting tuple */
} xl_btree_split;

#define SizeOfBtreeSplit (offsetof(xl_btree_split, postingoff) + sizeof(uint16))

/*
 * When page is deduplicated, consecutive groups of tuples with equal keys are
 * merged together into posting list tuples.
 *
 * The WAL record represents a deduplication pass for a leaf page.  An array
 * of BTDedupInterval structs follows.
 */
typedef struct xl_btree_dedup
{
 uint16  nintervals;

 /* DEDUPLICATION INTERVALS FOLLOW */
} xl_btree_dedup;

#define SizeOfBtreeDedup  (offsetof(xl_btree_dedup, nintervals) + sizeof(uint16))

/*
 * This is what we need to know about page reuse within btree.  This record
 * only exists to generate a conflict point for Hot Standby.
 *
 * Note that we must include a RelFileLocator in the record because we don't
 * actually register the buffer with the record.
 */
typedef struct xl_btree_reuse_page
{
 RelFileLocator locator;
 BlockNumber block;
 FullTransactionId snapshotConflictHorizon;
 bool  isCatalogRel; /* to handle recovery conflict during logical
 * decoding on standby */
} xl_btree_reuse_page;

#define SizeOfBtreeReusePage (offsetof(xl_btree_reuse_page, isCatalogRel) + sizeof(bool))

/*
 * xl_btree_vacuum and xl_btree_delete records describe deletion of index
 * tuples on a leaf page.  The former variant is used by VACUUM, while the
 * latter variant is used by the ad-hoc deletions that sometimes take place
 * when btinsert() is called.
 *
 * The records are very similar.  The only difference is that xl_btree_delete
 * have snapshotConflictHorizon/isCatalogRel fields for recovery conflicts.
 * (VACUUM operations can just rely on earlier conflicts generated during
 * pruning of the table whose TIDs the to-be-deleted index tuples point to.
 * There are also small differences between each REDO routine that we don't go
 * into here.)
 *
 * xl_btree_vacuum and xl_btree_delete both represent deletion of any number
 * of index tuples on a single leaf page using page offset numbers.  Both also
 * support "updates" of index tuples, which is how deletes of a subset of TIDs
 * contained in an existing posting list tuple are implemented.
 *
 * Updated posting list tuples are represented using xl_btree_update metadata.
 * The REDO routines each use the xl_btree_update entries (plus each
 * corresponding original index tuple from the target leaf page) to generate
 * the final updated tuple.
 *
 * Updates are only used when there will be some remaining TIDs left by the
 * REDO routine.  Otherwise the posting list tuple just gets deleted outright.
 */
typedef struct xl_btree_vacuum
{
 uint16  ndeleted;
 uint16  nupdated;

 /*----
  * In payload of blk 0 :
  * - DELETED TARGET OFFSET NUMBERS
  * - UPDATED TARGET OFFSET NUMBERS
  * - UPDATED TUPLES METADATA (xl_btree_update) ITEMS
  *----
 */
} xl_btree_vacuum;

#define SizeOfBtreeVacuum (offsetof(xl_btree_vacuum, nupdated) + sizeof(uint16))

typedef struct xl_btree_delete
{
 TransactionId snapshotConflictHorizon;
 uint16  ndeleted;
 uint16  nupdated;
 bool  isCatalogRel; /* to handle recovery conflict during logical
 * decoding on standby */

 /*----
  * In payload of blk 0 :
  * - DELETED TARGET OFFSET NUMBERS
  * - UPDATED TARGET OFFSET NUMBERS
  * - UPDATED TUPLES METADATA (xl_btree_update) ITEMS
  *----
 */
} xl_btree_delete;

#define SizeOfBtreeDelete (offsetof(xl_btree_delete, isCatalogRel) + sizeof(bool))

/*
 * The offsets that appear in xl_btree_update metadata are offsets into the
 * original posting list from tuple, not page offset numbers.  These are
 * 0-based.  The page offset number for the original posting list tuple comes
 * from the main xl_btree_vacuum/xl_btree_delete record.
 */
typedef struct xl_btree_update
{
 uint16  ndeletedtids;

 /* POSTING LIST uint16 OFFSETS TO A DELETED TID FOLLOW */
} xl_btree_update;

#define SizeOfBtreeUpdate (offsetof(xl_btree_update, ndeletedtids) + sizeof(uint16))

/*
 * This is what we need to know about marking an empty subtree for deletion.
 * The target identifies the tuple removed from the parent page (note that we
 * remove this tuple's downlink and the *following* tuple's key).  Note that
 * the leaf page is empty, so we don't need to store its content --- it is
 * just reinitialized during recovery using the rest of the fields.
 *
 * Backup Blk 0: leaf block
 * Backup Blk 1: top parent
 */
typedef struct xl_btree_mark_page_halfdead
{
 OffsetNumber poffset;  /* deleted tuple id in parent page */

 /* information needed to recreate the leaf page: */
 BlockNumber leafblk;  /* leaf block ultimately being deleted */
 BlockNumber leftblk;  /* leaf block's left sibling, if any */
 BlockNumber rightblk;  /* leaf block's right sibling */
 BlockNumber topparent;  /* topmost internal page in the subtree */
} xl_btree_mark_page_halfdead;

#define SizeOfBtreeMarkPageHalfDead (offsetof(xl_btree_mark_page_halfdead, topparent) + sizeof(BlockNumber))

/*
 * This is what we need to know about deletion of a btree page.  Note that we
 * only leave behind a small amount of bookkeeping information in deleted
 * pages (deleted pages must be kept around as tombstones for a while).  It is
 * convenient for the REDO routine to regenerate its target page from scratch.
 * This is why WAL record describes certain details that are actually directly
 * available from the target page.
 *
 * Backup Blk 0: target block being deleted
 * Backup Blk 1: target block's left sibling, if any
 * Backup Blk 2: target block's right sibling
 * Backup Blk 3: leaf block (if different from target)
 * Backup Blk 4: metapage (if rightsib becomes new fast root)
 */
typedef struct xl_btree_unlink_page
{
 BlockNumber leftsib;  /* target block's left sibling, if any */
 BlockNumber rightsib;  /* target block's right sibling */
 uint32  level;   /* target block's level */
 FullTransactionId safexid; /* target block's BTPageSetDeleted() XID */

 /*
  * Information needed to recreate a half-dead leaf page with correct
  * topparent link.  The fields are only used when deletion operation's
  * target page is an internal page.  REDO routine creates half-dead page
  * from scratch to keep things simple (this is the same convenient
  * approach used for the target page itself).
 */
 BlockNumber leafleftsib;
 BlockNumber leafrightsib;
 BlockNumber leaftopparent; /* next child down in the subtree */

 /* xl_btree_metadata FOLLOWS IF XLOG_BTREE_UNLINK_PAGE_META */
} xl_btree_unlink_page;

#define SizeOfBtreeUnlinkPage (offsetof(xl_btree_unlink_page, leaftopparent) + sizeof(BlockNumber))

/*
 * New root log record.  There are zero tuples if this is to establish an
 * empty root, or two if it is the result of splitting an old root.
 *
 * Note that although this implies rewriting the metadata page, we don't need
 * an xl_btree_metadata record --- the rootblk and level are sufficient.
 *
 * Backup Blk 0: new root page (2 tuples as payload, if splitting old root)
 * Backup Blk 1: left child (if splitting an old root)
 * Backup Blk 2: metapage
 */
typedef struct xl_btree_newroot
{
 BlockNumber rootblk;  /* location of new root (redundant with blk 0) */
 uint32  level;   /* its tree level */
} xl_btree_newroot;

#define SizeOfBtreeNewroot (offsetof(xl_btree_newroot, level) + sizeof(uint32))


/*
 * prototypes for functions in nbtxlog.c
 */
extern void btree_redo(XLogReaderState *record);
extern void btree_xlog_startup(void);
extern void btree_xlog_cleanup(void);
extern void btree_mask(char *pagedata, BlockNumber blkno);

/*
 * prototypes for functions in nbtdesc.c
 */
extern void btree_desc(StringInfo buf, XLogReaderState *record);
extern const char *btree_identify(uint8 info);

#endif       /* NBTXLOG_H */