The header now has its own sector. A lot needs to be moved over to it, but it's there.
[dbsrgits/DBM-Deep.git] / lib / DBM / Deep / Engine.pm
index d6ba021..7841b1e 100644 (file)
@@ -1,31 +1,25 @@
 package DBM::Deep::Engine;
 
-use 5.6.0;
+use 5.006_000;
 
 use strict;
+use warnings FATAL => 'all';
 
-our $VERSION = q(0.99_03);
-
-use Fcntl qw( :DEFAULT :flock );
+# Never import symbols into our namespace. We are a class, not a library.
+# -RobK, 2008-05-27
 use Scalar::Util ();
 
+#use Data::Dumper ();
+
 # File-wide notes:
-# * To add to bucket_size, make sure you modify the following:
-#   - calculate_sizes()
-#   - _get_key_subloc()
-#   - add_bucket() - where the buckets are printed
-#
-# * Every method in here assumes that the _storage has been appropriately
+# * Every method in here assumes that the storage has been appropriately
 #   safeguarded. This can be anything from flock() to some sort of manual
 #   mutex. But, it's the caller's responsability to make sure that this has
 #   been done.
 
-##
 # Setup file and tag signatures.  These should never change.
-##
 sub SIG_FILE     () { 'DPDB' }
 sub SIG_HEADER   () { 'h'    }
-sub SIG_INTERNAL () { 'i'    }
 sub SIG_HASH     () { 'H'    }
 sub SIG_ARRAY    () { 'A'    }
 sub SIG_NULL     () { 'N'    }
@@ -33,126 +27,68 @@ sub SIG_DATA     () { 'D'    }
 sub SIG_INDEX    () { 'I'    }
 sub SIG_BLIST    () { 'B'    }
 sub SIG_FREE     () { 'F'    }
-sub SIG_KEYS     () { 'K'    }
 sub SIG_SIZE     () {  1     }
 
-# This is the transaction ID for the HEAD
-sub HEAD () { 0 }
+our $STALE_SIZE = 2;
+
+# Please refer to the pack() documentation for further information
+my %StP = (
+    1 => 'C', # Unsigned char value (no order needed as it's just one byte)
+    2 => 'n', # Unsigned short in "network" (big-endian) order
+    4 => 'N', # Unsigned long in "network" (big-endian) order
+    8 => 'Q', # Usigned quad (no order specified, presumably machine-dependent)
+);
+sub StP { $StP{$_[1]} }
+
+# Import these after the SIG_* definitions because those definitions are used
+# in the headers of these classes. -RobK, 2008-06-20
+use DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList;
+use DBM::Deep::Engine::Sector::FileHeader;
+use DBM::Deep::Engine::Sector::Index;
+use DBM::Deep::Engine::Sector::Null;
+use DBM::Deep::Engine::Sector::Reference;
+use DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar;
+use DBM::Deep::Iterator;
 
 ################################################################################
-#
-# This is new code. It is a complete rewrite of the engine based on a new API
-#
-################################################################################
-
-sub read_value {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $offset, $key, $orig_key) = @_;
-
-    my $dig_key = $self->_apply_digest( $key );
-    my $tag = $self->find_blist( $offset, $dig_key ) or return;
-    return $self->get_bucket_value( $tag, $dig_key, $orig_key );
-}
-
-sub key_exists {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $offset, $key) = @_;
-
-    my $dig_key = $self->_apply_digest( $key );
-    # exists() returns the empty string, not undef
-    my $tag = $self->find_blist( $offset, $dig_key ) or return '';
-    return $self->bucket_exists( $tag, $dig_key, $key );
-}
-
-sub get_next_key {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $offset) = @_;
-
-    # If the previous key was not specifed, start at the top and
-    # return the first one found.
-    my $temp;
-    if ( @_ > 2 ) {
-        $temp = {
-            prev_md5    => $self->_apply_digest($_[2]),
-            return_next => 0,
-        };
-    }
-    else {
-        $temp = {
-            prev_md5    => chr(0) x $self->{hash_size},
-            return_next => 1,
-        };
-    }
-
-    return $self->traverse_index( $temp, $offset, 0 );
-}
-
-sub delete_key {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $offset, $key, $orig_key) = @_;
-
-    my $dig_key = $self->_apply_digest( $key );
-    my $tag = $self->find_blist( $offset, $dig_key ) or return;
-    my $value = $self->get_bucket_value( $tag, $dig_key, $orig_key );
-    $self->delete_bucket( $tag, $dig_key, $orig_key );
-    return $value;
-}
-
-sub write_value {
-    my $self = shift;
-    my ($trans_id, $offset, $key, $value, $orig_key) = @_;
-
-    my $dig_key = $self->_apply_digest( $key );
-    my $tag = $self->find_blist( $offset, $dig_key, { create => 1 } );
-    return $self->add_bucket( $tag, $dig_key, $key, $value, undef, $orig_key );
-}
-
-################################################################################
-#
-# Below here is the old code. It will be folded into the code above as it can.
-#
-################################################################################
 
 sub new {
     my $class = shift;
     my ($args) = @_;
 
+    $args->{storage} = DBM::Deep::File->new( $args )
+        unless exists $args->{storage};
+
     my $self = bless {
-        long_size => 4,
-        long_pack => 'N',
-        data_size => 4,
-        data_pack => 'N',
-
-        digest    => \&Digest::MD5::md5,
-        hash_size => 16, # In bytes
-
-        ##
-        # Number of buckets per blist before another level of indexing is
-        # done. Increase this value for slightly greater speed, but larger database
-        # files. DO NOT decrease this value below 16, due to risk of recursive
-        # reindex overrun.
-        ##
+        byte_size   => 4,
+
+        digest      => undef,
+        hash_size   => 16,  # In bytes
+        hash_chars  => 256, # Number of chars the algorithm uses per byte
         max_buckets => 16,
+        num_txns    => 1,   # The HEAD
+        trans_id    => 0,   # Default to the HEAD
+
+        data_sector_size => 64, # Size in bytes of each data sector
 
+        entries => {}, # This is the list of entries for transactions
         storage => undef,
-        obj     => undef,
     }, $class;
 
+    # Never allow byte_size to be set directly.
+    delete $args->{byte_size};
     if ( defined $args->{pack_size} ) {
         if ( lc $args->{pack_size} eq 'small' ) {
-            $args->{long_size} = 2;
-            $args->{long_pack} = 'n';
+            $args->{byte_size} = 2;
         }
         elsif ( lc $args->{pack_size} eq 'medium' ) {
-            $args->{long_size} = 4;
-            $args->{long_pack} = 'N';
+            $args->{byte_size} = 4;
         }
         elsif ( lc $args->{pack_size} eq 'large' ) {
-            $args->{long_size} = 8;
-            $args->{long_pack} = 'Q';
+            $args->{byte_size} = 8;
         }
         else {
-            die "Unknown pack_size value: '$args->{pack_size}'\n";
+            DBM::Deep->_throw_error( "Unknown pack_size value: '$args->{pack_size}'" );
         }
     }
 
@@ -161,1019 +97,910 @@ sub new {
         next unless exists $args->{$param};
         $self->{$param} = $args->{$param};
     }
-    Scalar::Util::weaken( $self->{obj} ) if $self->{obj};
 
-    if ( $self->{max_buckets} < 16 ) {
-        warn "Floor of max_buckets is 16. Setting it to 16 from '$self->{max_buckets}'\n";
-        $self->{max_buckets} = 16;
+    my %validations = (
+        max_buckets      => { floor => 16, ceil => 256 },
+        num_txns         => { floor => 1,  ceil => 255 },
+        data_sector_size => { floor => 32, ceil => 256 },
+    );
+
+    while ( my ($attr, $c) = each %validations ) {
+        if (   !defined $self->{$attr}
+            || !length $self->{$attr}
+            || $self->{$attr} =~ /\D/
+            || $self->{$attr} < $c->{floor}
+        ) {
+            $self->{$attr} = '(undef)' if !defined $self->{$attr};
+            warn "Floor of $attr is $c->{floor}. Setting it to $c->{floor} from '$self->{$attr}'\n";
+            $self->{$attr} = $c->{floor};
+        }
+        elsif ( $self->{$attr} > $c->{ceil} ) {
+            warn "Ceiling of $attr is $c->{ceil}. Setting it to $c->{ceil} from '$self->{$attr}'\n";
+            $self->{$attr} = $c->{ceil};
+        }
+    }
+
+    if ( !$self->{digest} ) {
+        require Digest::MD5;
+        $self->{digest} = \&Digest::MD5::md5;
     }
 
     return $self;
 }
 
-sub _storage { return $_[0]{storage} }
-
-sub _apply_digest {
-    my $self = shift;
-    return $self->{digest}->(@_);
-}
+################################################################################
 
-sub calculate_sizes {
+sub read_value {
     my $self = shift;
+    my ($obj, $key) = @_;
 
-    # The 2**8 here indicates the number of different characters in the
-    # current hashing algorithm
-    #XXX Does this need to be updated with different hashing algorithms?
-    $self->{hash_chars_used}  = (2**8);
-    $self->{index_size}       = $self->{hash_chars_used} * $self->{long_size};
+    # This will be a Reference sector
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or return;
 
-    $self->{bucket_size}      = $self->{hash_size} + $self->{long_size} * 2;
-    $self->{bucket_list_size} = $self->{max_buckets} * $self->{bucket_size};
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        return;
+    }
 
-    $self->{key_size}         = $self->{long_size} * 2;
-    $self->{keyloc_size}      = $self->{max_buckets} * $self->{key_size};
+    my $key_md5 = $self->_apply_digest( $key );
 
-    return;
-}
+    my $value_sector = $sector->get_data_for({
+        key_md5    => $key_md5,
+        allow_head => 1,
+    });
 
-sub write_file_header {
-    my $self = shift;
-
-    my $loc = $self->_storage->request_space( length( SIG_FILE ) + 33 );
-
-    $self->_storage->print_at( $loc,
-        SIG_FILE,
-        SIG_HEADER,
-        pack('N', 1),  # header version
-        pack('N', 24), # header size
-        pack('N4', 0, 0, 0, 0),  # currently running transaction IDs
-        pack('n', $self->{long_size}),
-        pack('A', $self->{long_pack}),
-        pack('n', $self->{data_size}),
-        pack('A', $self->{data_pack}),
-        pack('n', $self->{max_buckets}),
-    );
+    unless ( $value_sector ) {
+        $value_sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
+            engine => $self,
+            data   => undef,
+        });
 
-    $self->_storage->set_transaction_offset( 13 );
+        $sector->write_data({
+            key_md5 => $key_md5,
+            key     => $key,
+            value   => $value_sector,
+        });
+    }
 
-    return;
+    return $value_sector->data;
 }
 
-sub read_file_header {
+sub get_classname {
     my $self = shift;
+    my ($obj) = @_;
 
-    my $buffer = $self->_storage->read_at( 0, length(SIG_FILE) + 9 );
-    return unless length($buffer);
-
-    my ($file_signature, $sig_header, $header_version, $size) = unpack(
-        'A4 A N N', $buffer
-    );
-
-    unless ( $file_signature eq SIG_FILE ) {
-        $self->_storage->close;
-        $self->_throw_error( "Signature not found -- file is not a Deep DB" );
-    }
-
-    unless ( $sig_header eq SIG_HEADER ) {
-        $self->_storage->close;
-        $self->_throw_error( "Old file version found." );
-    }
-
-    my $buffer2 = $self->_storage->read_at( undef, $size );
-    my ($a1, $a2, $a3, $a4, @values) = unpack( 'N4 n A n A n', $buffer2 );
-
-    $self->_storage->set_transaction_offset( 13 );
+    # This will be a Reference sector
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or DBM::Deep->_throw_error( "How did get_classname fail (no sector for '$obj')?!" );
 
-    if ( @values < 5 || grep { !defined } @values ) {
-        $self->_storage->close;
-        $self->_throw_error("Corrupted file - bad header");
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        return;
     }
 
-    #XXX Add warnings if values weren't set right
-    @{$self}{qw(long_size long_pack data_size data_pack max_buckets)} = @values;
-
-    return length($buffer) + length($buffer2);
+    return $sector->get_classname;
 }
 
-sub setup_fh {
+sub make_reference {
     my $self = shift;
-    my ($obj) = @_;
-
-    # Need to remove use of $fh here
-    my $fh = $self->_storage->{fh};
-    flock $fh, LOCK_EX;
+    my ($obj, $old_key, $new_key) = @_;
 
-    #XXX The duplication of calculate_sizes needs to go away
-    unless ( $obj->{base_offset} ) {
-        my $bytes_read = $self->read_file_header;
+    # This will be a Reference sector
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or DBM::Deep->_throw_error( "How did make_reference fail (no sector for '$obj')?!" );
 
-        $self->calculate_sizes;
-
-        ##
-        # File is empty -- write header and master index
-        ##
-        if (!$bytes_read) {
-            $self->_storage->audit( "# Database created on" );
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        return;
+    }
 
-            $self->write_file_header;
+    my $old_md5 = $self->_apply_digest( $old_key );
 
-            $obj->{base_offset} = $self->_storage->request_space(
-                $self->tag_size( $self->{index_size} ),
-            );
+    my $value_sector = $sector->get_data_for({
+        key_md5    => $old_md5,
+        allow_head => 1,
+    });
 
-            $self->write_tag(
-                $obj->_base_offset, $obj->_type,
-                chr(0)x$self->{index_size},
-            );
+    unless ( $value_sector ) {
+        $value_sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
+            engine => $self,
+            data   => undef,
+        });
 
-            # Flush the filehandle
-            my $old_fh = select $fh;
-            my $old_af = $|; $| = 1; $| = $old_af;
-            select $old_fh;
-        }
-        else {
-            $obj->{base_offset} = $bytes_read;
-
-            ##
-            # Get our type from master index header
-            ##
-            my $tag = $self->load_tag($obj->_base_offset);
-            unless ( $tag ) {
-                flock $fh, LOCK_UN;
-                $self->_throw_error("Corrupted file, no master index record");
-            }
+        $sector->write_data({
+            key_md5 => $old_md5,
+            key     => $old_key,
+            value   => $value_sector,
+        });
+    }
 
-            unless ($obj->_type eq $tag->{signature}) {
-                flock $fh, LOCK_UN;
-                $self->_throw_error("File type mismatch");
-            }
-        }
+    if ( $value_sector->isa( 'DBM::Deep::Engine::Sector::Reference' ) ) {
+        $sector->write_data({
+            key     => $new_key,
+            key_md5 => $self->_apply_digest( $new_key ),
+            value   => $value_sector,
+        });
+        $value_sector->increment_refcount;
     }
     else {
-        $self->calculate_sizes;
+        $sector->write_data({
+            key     => $new_key,
+            key_md5 => $self->_apply_digest( $new_key ),
+            value   => $value_sector->clone,
+        });
     }
-
-    #XXX We have to make sure we don't mess up when autoflush isn't turned on
-    $self->_storage->set_inode;
-
-    flock $fh, LOCK_UN;
-
-    return 1;
 }
 
-sub tag_size {
-    my $self = shift;
-    my ($size) = @_;
-    return SIG_SIZE + $self->{data_size} + $size;
-}
-
-sub write_tag {
-    ##
-    # Given offset, signature and content, create tag and write to disk
-    ##
+sub key_exists {
     my $self = shift;
-    my ($offset, $sig, $content) = @_;
-    my $size = length( $content );
+    my ($obj, $key) = @_;
 
-    $self->_storage->print_at(
-        $offset, 
-        $sig, pack($self->{data_pack}, $size), $content,
-    );
+    # This will be a Reference sector
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or return '';
 
-    return unless defined $offset;
-
-    return {
-        signature => $sig,
-        #XXX Is this even used?
-        size      => $size,
-        start     => $offset,
-        offset    => $offset + SIG_SIZE + $self->{data_size},
-        content   => $content,
-        is_new    => 1,
-    };
-}
-
-sub load_tag {
-    ##
-    # Given offset, load single tag and return signature, size and data
-    ##
-    my $self = shift;
-    my ($offset) = @_;
-
-    my $storage = $self->_storage;
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        return '';
+    }
 
-    my ($sig, $size) = unpack(
-        "A $self->{data_pack}",
-        $storage->read_at( $offset, SIG_SIZE + $self->{data_size} ),
-    );
+    my $data = $sector->get_data_for({
+        key_md5    => $self->_apply_digest( $key ),
+        allow_head => 1,
+    });
 
-    return {
-        signature => $sig,
-        size      => $size,   #XXX Is this even used?
-        start     => $offset,
-        offset    => $offset + SIG_SIZE + $self->{data_size},
-        content   => $storage->read_at( undef, $size ),
-    };
+    # exists() returns 1 or '' for true/false.
+    return $data ? 1 : '';
 }
 
-sub find_keyloc {
+sub delete_key {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $transaction_id) = @_;
-    $transaction_id = $self->_storage->transaction_id
-        unless defined $transaction_id;
-
-    for ( my $i = 0; $i < $self->{max_buckets}; $i++ ) {
-        my ($loc, $trans_id, $is_deleted) = unpack(
-            "$self->{long_pack} C C",
-            substr( $tag->{content}, $i * $self->{key_size}, $self->{key_size} ),
-        );
+    my ($obj, $key) = @_;
+
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or return;
 
-        next if $loc != HEAD && $transaction_id != $trans_id;
-        return( $loc, $is_deleted, $i * $self->{key_size} );
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        return;
     }
 
-    return;
+    return $sector->delete_key({
+        key_md5    => $self->_apply_digest( $key ),
+        allow_head => 0,
+    });
 }
 
-sub add_bucket {
-    ##
-    # Adds one key/value pair to bucket list, given offset, MD5 digest of key,
-    # plain (undigested) key and value.
-    ##
+sub write_value {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5, $plain_key, $value, $deleted, $orig_key) = @_;
+    my ($obj, $key, $value) = @_;
 
-    # This verifies that only supported values will be stored.
+    my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
     {
-        my $r = Scalar::Util::reftype( $value );
-
-        last if !defined $r;
+        last if $r eq '';
         last if $r eq 'HASH';
         last if $r eq 'ARRAY';
 
-        $self->_throw_error(
+        DBM::Deep->_throw_error(
             "Storage of references of type '$r' is not supported."
         );
     }
 
-    my $storage = $self->_storage;
+    # This will be a Reference sector
+    my $sector = $self->_load_sector( $obj->_base_offset )
+        or DBM::Deep->_throw_error( "1: Cannot write to a deleted spot in DBM::Deep." );
 
-    #ACID - This is a mutation. Must only find the exact transaction
-    my ($keyloc, $offset) = $self->_find_in_buckets( $tag, $md5, 1 );
+    if ( $sector->staleness != $obj->_staleness ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "2: Cannot write to a deleted spot in DBM::Deep." );
+    }
 
-    my @transactions;
-    if ( $storage->transaction_id == 0 ) {
-        @transactions = $storage->current_transactions;
+    my ($class, $type);
+    if ( !defined $value ) {
+        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Null';
     }
+    elsif ( $r eq 'ARRAY' || $r eq 'HASH' ) {
+        my $tmpvar;
+        if ( $r eq 'ARRAY' ) {
+            $tmpvar = tied @$value;
+        } elsif ( $r eq 'HASH' ) {
+            $tmpvar = tied %$value;
+        }
 
-#    $self->_release_space( $size, $subloc );
-#XXX This needs updating to use _release_space
+        if ( $tmpvar ) {
+            my $is_dbm_deep = eval { local $SIG{'__DIE__'}; $tmpvar->isa( 'DBM::Deep' ); };
 
-    my $location;
-    my $size = $self->_length_needed( $value, $plain_key );
+            unless ( $is_dbm_deep ) {
+                DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store something that is tied." );
+            }
 
-    # Updating a known md5
-    if ( $keyloc ) {
-        my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-        my ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag );
+            unless ( $tmpvar->_engine->storage == $self->storage ) {
+                DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store values across DBM::Deep files. Please use export() instead." );
+            }
 
-        if ( $subloc && !$is_deleted && @transactions ) {
-            my $old_value = $self->read_from_loc( $subloc, $orig_key );
-            my $old_size = $self->_length_needed( $old_value, $plain_key );
+            # First, verify if we're storing the same thing to this spot. If we are, then
+            # this should be a no-op. -EJS, 2008-05-19
+            my $loc = $sector->get_data_location_for({
+                key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
+                allow_head => 1,
+            });
 
-            for my $trans_id ( @transactions ) {
-                my ($loc, $is_deleted, $offset2) = $self->find_keyloc( $keytag, $trans_id );
-                unless ($loc) {
-                    my $location2 = $storage->request_space( $old_size );
-                    $storage->print_at( $keytag->{offset} + $offset2,
-                        pack($self->{long_pack}, $location2 ),
-                        pack( 'C C', $trans_id, 0 ),
-                    );
-                    $self->_write_value( $location2, $plain_key, $old_value, $orig_key );
-                }
+            if ( defined($loc) && $loc == $tmpvar->_base_offset ) {
+                return 1;
             }
+
+            #XXX Can this use $loc?
+            my $value_sector = $self->_load_sector( $tmpvar->_base_offset );
+            $sector->write_data({
+                key     => $key,
+                key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
+                value   => $value_sector,
+            });
+            $value_sector->increment_refcount;
+
+            return 1;
         }
 
-        $location = $self->_storage->request_space( $size );
-        #XXX This needs to be transactionally-aware in terms of which keytag->{offset} to use
-        $storage->print_at( $keytag->{offset} + $offset,
-            pack($self->{long_pack}, $location ),
-            pack( 'C C', $storage->transaction_id, 0 ),
-        );
+        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Reference';
+        $type = substr( $r, 0, 1 );
     }
-    # Adding a new md5
     else {
-        my $keyloc = $storage->request_space( $self->tag_size( $self->{keyloc_size} ) );
-
-        # The bucket fit into list
-        if ( defined $offset ) {
-            $storage->print_at( $tag->{offset} + $offset,
-                $md5, pack( $self->{long_pack}, $keyloc ),
-            );
-        }
-        # If bucket didn't fit into list, split into a new index level
-        else {
-            $self->split_index( $tag, $md5, $keyloc );
+        if ( tied($value) ) {
+            DBM::Deep->_throw_error( "Cannot store something that is tied." );
         }
+        $class = 'DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar';
+    }
+
+    # Create this after loading the reference sector in case something bad happens.
+    # This way, we won't allocate value sector(s) needlessly.
+    my $value_sector = $class->new({
+        engine => $self,
+        data   => $value,
+        type   => $type,
+    });
+
+    $sector->write_data({
+        key     => $key,
+        key_md5 => $self->_apply_digest( $key ),
+        value   => $value_sector,
+    });
+
+    # This code is to make sure we write all the values in the $value to the disk
+    # and to make sure all changes to $value after the assignment are reflected
+    # on disk. This may be counter-intuitive at first, but it is correct dwimmery.
+    #   NOTE - simply tying $value won't perform a STORE on each value. Hence, the
+    # copy to a temp value.
+    if ( $r eq 'ARRAY' ) {
+        my @temp = @$value;
+        tie @$value, 'DBM::Deep', {
+            base_offset => $value_sector->offset,
+            staleness   => $value_sector->staleness,
+            storage     => $self->storage,
+            engine      => $self,
+        };
+        @$value = @temp;
+        bless $value, 'DBM::Deep::Array' unless Scalar::Util::blessed( $value );
+    }
+    elsif ( $r eq 'HASH' ) {
+        my %temp = %$value;
+        tie %$value, 'DBM::Deep', {
+            base_offset => $value_sector->offset,
+            staleness   => $value_sector->staleness,
+            storage     => $self->storage,
+            engine      => $self,
+        };
 
-        my $keytag = $self->write_tag(
-            $keyloc, SIG_KEYS, chr(0)x$self->{keyloc_size},
-        );
+        %$value = %temp;
+        bless $value, 'DBM::Deep::Hash' unless Scalar::Util::blessed( $value );
+    }
 
-        $location = $self->_storage->request_space( $size );
-        $storage->print_at( $keytag->{offset},
-            pack( $self->{long_pack}, $location ),
-            pack( 'C C', $storage->transaction_id, 0 ),
-        );
+    return 1;
+}
 
-        my $offset = 1;
-        for my $trans_id ( @transactions ) {
-            $storage->print_at( $keytag->{offset} + $self->{key_size} * $offset++,
-                pack( $self->{long_pack}, 0 ),
-                pack( 'C C', $trans_id, 1 ),
-            );
-        }
-    }
+# XXX Add staleness here
+sub get_next_key {
+    my $self = shift;
+    my ($obj, $prev_key) = @_;
 
-    $self->_write_value( $location, $plain_key, $value, $orig_key );
+    # XXX Need to add logic about resetting the iterator if any key in the reference has changed
+    unless ( $prev_key ) {
+        $obj->{iterator} = DBM::Deep::Iterator->new({
+            base_offset => $obj->_base_offset,
+            engine      => $self,
+        });
+    }
 
-    return 1;
+    return $obj->{iterator}->get_next_key( $obj );
 }
 
-sub _write_value {
+################################################################################
+
+sub setup_fh {
     my $self = shift;
-    my ($key_loc, $location, $key, $value, $orig_key) = @_;
+    my ($obj) = @_;
 
-    my $storage = $self->_storage;
+    return 1 if $obj->_base_offset;
 
-    my $dbm_deep_obj = _get_dbm_object( $value );
-    if ( $dbm_deep_obj && $dbm_deep_obj->_storage ne $storage ) {
-        $self->_throw_error( "Cannot cross-reference. Use export() instead" );
-    }
+    my $header = DBM::Deep::Engine::Sector::FileHeader->new({
+        engine => $self,
+    });
 
-    ##
-    # Write signature based on content type, set content length and write
-    # actual value.
-    ##
-    my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
-    if ( $dbm_deep_obj ) {
-        $self->write_tag( $location, SIG_INTERNAL,pack($self->{long_pack}, $dbm_deep_obj->_base_offset) );
+    # Creating a new file
+    if ( $header->is_new ) {
+        # 1) Create Array/Hash entry
+        my $sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
+            engine => $self,
+            type   => $obj->_type,
+        });
+        $obj->{base_offset} = $sector->offset;
+        $obj->{staleness} = $sector->staleness;
+
+        $self->flush;
     }
-    elsif ($r eq 'HASH') {
-        if ( !$dbm_deep_obj && tied %{$value} ) {
-            $self->_throw_error( "Cannot store something that is tied" );
+    # Reading from an existing file
+    else {
+        $obj->{base_offset} = $header->size;
+        my $sector = DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
+            engine => $self,
+            offset => $obj->_base_offset,
+        });
+        unless ( $sector ) {
+            DBM::Deep->_throw_error("Corrupted file, no master index record");
         }
-        $self->write_tag( $location, SIG_HASH, chr(0)x$self->{index_size} );
-    }
-    elsif ($r eq 'ARRAY') {
-        if ( !$dbm_deep_obj && tied @{$value} ) {
-            $self->_throw_error( "Cannot store something that is tied" );
+
+        unless ($obj->_type eq $sector->type) {
+            DBM::Deep->_throw_error("File type mismatch");
         }
-        $self->write_tag( $location, SIG_ARRAY, chr(0)x$self->{index_size} );
-    }
-    elsif (!defined($value)) {
-        $self->write_tag( $location, SIG_NULL, '' );
-    }
-    else {
-        $self->write_tag( $location, SIG_DATA, $value );
+
+        $obj->{staleness} = $sector->staleness;
     }
 
-    ##
-    # Plain key is stored AFTER value, as keys are typically fetched less often.
-    ##
-    $storage->print_at( undef, pack($self->{data_pack}, length($key)) . $key );
+    $self->storage->set_inode;
 
-    # Internal references don't care about autobless
-    return 1 if $dbm_deep_obj;
+    return 1;
+}
 
-    ##
-    # If value is blessed, preserve class name
-    ##
-    if ( $storage->{autobless} ) {
-        if ( defined( my $c = Scalar::Util::blessed($value) ) ) {
-            $storage->print_at( undef, chr(1), pack($self->{data_pack}, length($c)) . $c );
-        }
-        else {
-            $storage->print_at( undef, chr(0) );
-        }
+sub begin_work {
+    my $self = shift;
+    my ($obj) = @_;
+
+    if ( $self->trans_id ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot begin_work within an active transaction" );
     }
 
-    ##
-    # Tie the passed in reference so that changes to it are reflected in the
-    # datafile. The use of $location as the base_offset will act as the
-    # the linkage between parent and child.
-    #
-    # The overall assignment is a hack around the fact that just tying doesn't
-    # store the values. This may not be the wrong thing to do.
-    ##
-    if ($r eq 'HASH') {
-        my %x = %$value;
-        tie %$value, 'DBM::Deep', {
-            base_offset => $key_loc,
-            storage     => $storage,
-            parent      => $self->{obj},
-            parent_key  => $orig_key,
-        };
-        %$value = %x;
-        bless $value, 'DBM::Deep::Hash' unless Scalar::Util::blessed( $value );
+    my @slots = $self->read_txn_slots;
+    my $found;
+    for my $i ( 0 .. $#slots ) {
+        next if $slots[$i];
+
+        $slots[$i] = 1;
+        $self->set_trans_id( $i + 1 );
+        $found = 1;
+        last;
     }
-    elsif ($r eq 'ARRAY') {
-        my @x = @$value;
-        tie @$value, 'DBM::Deep', {
-            base_offset => $key_loc,
-            storage     => $storage,
-            parent      => $self->{obj},
-            parent_key  => $orig_key,
-        };
-        @$value = @x;
-        bless $value, 'DBM::Deep::Array' unless Scalar::Util::blessed( $value );
+    unless ( $found ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot allocate transaction ID" );
     }
+    $self->write_txn_slots( @slots );
 
-    return 1;
+    if ( !$self->trans_id ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot begin_work - no available transactions" );
+    }
+
+    return;
 }
 
-sub split_index {
+sub rollback {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5, $keyloc) = @_;
-
-    my $storage = $self->_storage;
+    my ($obj) = @_;
 
-    my $loc = $storage->request_space(
-        $self->tag_size( $self->{index_size} ),
-    );
+    if ( !$self->trans_id ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot rollback without an active transaction" );
+    }
 
-    $storage->print_at( $tag->{ref_loc}, pack($self->{long_pack}, $loc) );
+    # Each entry is the file location for a bucket that has a modification for
+    # this transaction. The entries need to be expunged.
+    foreach my $entry (@{ $self->get_entries } ) {
+        # Remove the entry here
+        my $read_loc = $entry
+          + $self->hash_size
+          + $self->byte_size
+          + $self->byte_size
+          + ($self->trans_id - 1) * ( $self->byte_size + $STALE_SIZE );
 
-    my $index_tag = $self->write_tag(
-        $loc, SIG_INDEX,
-        chr(0)x$self->{index_size},
-    );
+        my $data_loc = $self->storage->read_at( $read_loc, $self->byte_size );
+        $data_loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $data_loc );
+        $self->storage->print_at( $read_loc, pack( $StP{$self->byte_size}, 0 ) );
 
-    my $keys = $tag->{content}
-             . $md5 . pack($self->{long_pack}, $keyloc);
+        if ( $data_loc > 1 ) {
+            $self->_load_sector( $data_loc )->free;
+        }
+    }
 
-    my @newloc = ();
-    BUCKET:
-    # The <= here is deliberate - we have max_buckets+1 keys to iterate
-    # through, unlike every other loop that uses max_buckets as a stop.
-    for (my $i = 0; $i <= $self->{max_buckets}; $i++) {
-        my ($key, $old_subloc) = $self->_get_key_subloc( $keys, $i );
+    $self->clear_entries;
 
-        die "[INTERNAL ERROR]: No key in split_index()\n" unless $key;
-        die "[INTERNAL ERROR]: No subloc in split_index()\n" unless $old_subloc;
+    my @slots = $self->read_txn_slots;
+    $slots[$self->trans_id-1] = 0;
+    $self->write_txn_slots( @slots );
+    $self->inc_txn_staleness_counter( $self->trans_id );
+    $self->set_trans_id( 0 );
 
-        my $num = ord(substr($key, $tag->{ch} + 1, 1));
+    return 1;
+}
 
-        if ($newloc[$num]) {
-            my $subkeys = $storage->read_at( $newloc[$num], $self->{bucket_list_size} );
+sub commit {
+    my $self = shift;
+    my ($obj) = @_;
 
-            # This is looking for the first empty spot
-            my ($subloc, $offset) = $self->_find_in_buckets(
-                { content => $subkeys }, '',
-            );
+    if ( !$self->trans_id ) {
+        DBM::Deep->_throw_error( "Cannot commit without an active transaction" );
+    }
 
-            $storage->print_at(
-                $newloc[$num] + $offset,
-                $key, pack($self->{long_pack}, $old_subloc),
-            );
+    foreach my $entry (@{ $self->get_entries } ) {
+        # Overwrite the entry in head with the entry in trans_id
+        my $base = $entry
+          + $self->hash_size
+          + $self->byte_size;
 
-            next;
-        }
+        my $head_loc = $self->storage->read_at( $base, $self->byte_size );
+        $head_loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $head_loc );
 
-        my $loc = $storage->request_space(
-            $self->tag_size( $self->{bucket_list_size} ),
+        my $spot = $base + $self->byte_size + ($self->trans_id - 1) * ( $self->byte_size + $STALE_SIZE );
+        my $trans_loc = $self->storage->read_at(
+            $spot, $self->byte_size,
         );
 
-        $storage->print_at(
-            $index_tag->{offset} + ($num * $self->{long_size}),
-            pack($self->{long_pack}, $loc),
+        $self->storage->print_at( $base, $trans_loc );
+        $self->storage->print_at(
+            $spot,
+            pack( $StP{$self->byte_size} . ' ' . $StP{$STALE_SIZE}, (0) x 2 ),
         );
 
-        my $blist_tag = $self->write_tag(
-            $loc, SIG_BLIST,
-            chr(0)x$self->{bucket_list_size},
-        );
+        if ( $head_loc > 1 ) {
+            $self->_load_sector( $head_loc )->free;
+        }
+    }
 
-        $storage->print_at( $blist_tag->{offset}, $key . pack($self->{long_pack}, $old_subloc) );
+    $self->clear_entries;
 
-        $newloc[$num] = $blist_tag->{offset};
-    }
+    my @slots = $self->read_txn_slots;
+    $slots[$self->trans_id-1] = 0;
+    $self->write_txn_slots( @slots );
+    $self->inc_txn_staleness_counter( $self->trans_id );
+    $self->set_trans_id( 0 );
+
+    return 1;
+}
 
-    $self->_release_space(
-        $self->tag_size( $self->{bucket_list_size} ),
-        $tag->{start},
+sub read_txn_slots {
+    my $self = shift;
+    my $bl = $self->txn_bitfield_len;
+    my $num_bits = $bl * 8;
+    return split '', unpack( 'b'.$num_bits,
+        $self->storage->read_at(
+            $self->trans_loc, $bl,
+        )
     );
+}
 
-    return 1;
+sub write_txn_slots {
+    my $self = shift;
+    my $num_bits = $self->txn_bitfield_len * 8;
+    $self->storage->print_at( $self->trans_loc,
+        pack( 'b'.$num_bits, join('', @_) ),
+    );
 }
 
-sub read_from_loc {
+sub get_running_txn_ids {
     my $self = shift;
-    my ($key_loc, $subloc, $orig_key) = @_;
-
-    my $storage = $self->_storage;
-
-    my $signature = $storage->read_at( $subloc, SIG_SIZE );
-
-    ##
-    # If value is a hash or array, return new DBM::Deep object with correct offset
-    ##
-    if (($signature eq SIG_HASH) || ($signature eq SIG_ARRAY)) {
-        #XXX This needs to be a singleton
-#        my $new_obj;
-#        my $is_autobless;
-#        if ( $signature eq SIG_HASH ) {
-#            $new_obj = {};
-#            tie %$new_obj, 'DBM::Deep', {
-#                base_offset => $subloc,
-#                storage     => $self->_storage,
-#                parent      => $self->{obj},
-#                parent_key  => $orig_key,
-#            };
-#            $is_autobless = tied(%$new_obj)->_storage->{autobless};
-#        }
-#        else {
-#            $new_obj = [];
-#            tie @$new_obj, 'DBM::Deep', {
-#                base_offset => $subloc,
-#                storage     => $self->_storage,
-#                parent      => $self->{obj},
-#                parent_key  => $orig_key,
-#            };
-#            $is_autobless = tied(@$new_obj)->_storage->{autobless};
-#        }
-#
-#        if ($is_autobless) {
-
-        my $new_obj = DBM::Deep->new({
-            type        => $signature,
-            base_offset => $key_loc,
-            storage     => $self->_storage,
-            parent      => $self->{obj},
-            parent_key  => $orig_key,
-        });
+    my @transactions = $self->read_txn_slots;
+    my @trans_ids = map { $_+1} grep { $transactions[$_] } 0 .. $#transactions;
+}
 
-        if ($new_obj->_storage->{autobless}) {
-            ##
-            # Skip over value and plain key to see if object needs
-            # to be re-blessed
-            ##
-            $storage->increment_pointer( $self->{data_size} + $self->{index_size} );
-
-            my $size = $storage->read_at( undef, $self->{data_size} );
-            $size = unpack($self->{data_pack}, $size);
-            if ($size) { $storage->increment_pointer( $size ); }
-
-            my $bless_bit = $storage->read_at( undef, 1 );
-            if ( ord($bless_bit) ) {
-                my $size = unpack(
-                    $self->{data_pack},
-                    $storage->read_at( undef, $self->{data_size} ),
-                );
-
-                if ( $size ) {
-                    $new_obj = bless $new_obj, $storage->read_at( undef, $size );
-                }
-            }
-        }
+sub get_txn_staleness_counter {
+    my $self = shift;
+    my ($trans_id) = @_;
 
-        return $new_obj;
-    }
-    elsif ( $signature eq SIG_INTERNAL ) {
-        my $size = $storage->read_at( undef, $self->{data_size} );
-        $size = unpack($self->{data_pack}, $size);
-
-        if ( $size ) {
-            my $new_loc = $storage->read_at( undef, $size );
-            $new_loc = unpack( $self->{long_pack}, $new_loc ); 
-            return $self->read_from_loc( $key_loc, $new_loc, $orig_key );
-        }
-        else {
-            return;
-        }
-    }
-    ##
-    # Otherwise return actual value
-    ##
-    elsif ( $signature eq SIG_DATA ) {
-        my $size = $storage->read_at( undef, $self->{data_size} );
-        $size = unpack($self->{data_pack}, $size);
-
-        my $value = $size ? $storage->read_at( undef, $size ) : '';
-        return $value;
-    }
+    # Hardcode staleness of 0 for the HEAD
+    return 0 unless $trans_id;
 
-    ##
-    # Key exists, but content is null
-    ##
-    return;
+    return unpack( $StP{$STALE_SIZE},
+        $self->storage->read_at(
+            $self->trans_loc + $self->txn_bitfield_len + $STALE_SIZE * ($trans_id - 1),
+            $STALE_SIZE,
+        )
+    );
 }
 
-sub get_bucket_value {
-    ##
-    # Fetch single value given tag and MD5 digested key.
-    ##
+sub inc_txn_staleness_counter {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5, $orig_key) = @_;
+    my ($trans_id) = @_;
 
-    #ACID - This is a read. Can find exact or HEAD
-    my ($keyloc, $offset) = $self->_find_in_buckets( $tag, $md5 );
+    # Hardcode staleness of 0 for the HEAD
+    return 0 unless $trans_id;
 
-    if ( !$keyloc ) {
-        #XXX Need to use real key
-#        $self->add_bucket( $tag, $md5, $orig_key, undef, $orig_key );
-#        return;
-    }
-#    elsif ( !$is_deleted ) {
-    else {
-        my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-        my ($subloc, $is_deleted) = $self->find_keyloc( $keytag );
-        if (!$subloc && !$is_deleted) {
-            ($subloc, $is_deleted) = $self->find_keyloc( $keytag, 0 );
-        }
-        if ( $subloc && !$is_deleted ) {
-            return $self->read_from_loc( $subloc, $orig_key );
-        }
-    }
-
-    return;
+    $self->storage->print_at(
+        $self->trans_loc + $self->txn_bitfield_len + $STALE_SIZE * ($trans_id - 1),
+        pack( $StP{$STALE_SIZE}, $self->get_txn_staleness_counter( $trans_id ) + 1 ),
+    );
 }
 
-sub delete_bucket {
-    ##
-    # Delete single key/value pair given tag and MD5 digested key.
-    ##
+sub get_entries {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5, $orig_key) = @_;
-
-    #ACID - Although this is a mutation, we must find any transaction.
-    # This is because we need to mark something as deleted that is in the HEAD.
-    my ($keyloc, $offset) = $self->_find_in_buckets( $tag, $md5 );
+    return [ keys %{ $self->{entries}{$self->trans_id} ||= {} } ];
+}
 
-    return if !$keyloc;
+sub add_entry {
+    my $self = shift;
+    my ($trans_id, $loc) = @_;
 
-    my $storage = $self->_storage;
+    $self->{entries}{$trans_id} ||= {};
+    $self->{entries}{$trans_id}{$loc} = undef;
+}
 
-    my @transactions;
-    if ( $storage->transaction_id == 0 ) {
-        @transactions = $storage->current_transactions;
+# If the buckets are being relocated because of a reindexing, the entries
+# mechanism needs to be made aware of it.
+sub reindex_entry {
+    my $self = shift;
+    my ($old_loc, $new_loc) = @_;
+
+    TRANS:
+    while ( my ($trans_id, $locs) = each %{ $self->{entries} } ) {
+        if ( exists $locs->{$old_loc} ) {
+            delete $locs->{$old_loc};
+            $locs->{$new_loc} = undef;
+            next TRANS;
+        }
     }
+}
 
-    if ( $storage->transaction_id == 0 ) {
-        my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-
-        my ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag );
-        return if !$subloc || $is_deleted;
+sub clear_entries {
+    my $self = shift;
+    delete $self->{entries}{$self->trans_id};
+}
 
-        my $value = $self->read_from_loc( $subloc, $orig_key );
+################################################################################
 
-        my $size = $self->_length_needed( $value, $orig_key );
+sub _load_sector {
+    my $self = shift;
+    my ($offset) = @_;
 
-        for my $trans_id ( @transactions ) {
-            my ($loc, $is_deleted, $offset2) = $self->find_keyloc( $keytag, $trans_id );
-            unless ($loc) {
-                my $location2 = $storage->request_space( $size );
-                $storage->print_at( $keytag->{offset} + $offset2,
-                    pack($self->{long_pack}, $location2 ),
-                    pack( 'C C', $trans_id, 0 ),
-                );
-                $self->_write_value( $location2, $orig_key, $value, $orig_key );
-            }
-        }
+    # Add a catch for offset of 0 or 1
+    return if !$offset || $offset <= 1;
 
-        $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-        ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag );
-        $storage->print_at( $keytag->{offset} + $offset,
-            substr( $keytag->{content}, $offset + $self->{key_size} ),
-            chr(0) x $self->{key_size},
-        );
-    }
-    else {
-        my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
+    unless ( exists $self->sector_cache->{ $offset } ) {
+        my $type = $self->storage->read_at( $offset, $self->SIG_SIZE );
 
-        my ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag );
+        # XXX Don't we want to do something more proactive here? -RobK, 2008-06-19
+        return if $type eq chr(0);
 
-        $storage->print_at( $keytag->{offset} + $offset,
-            pack($self->{long_pack}, 0 ),
-            pack( 'C C', $storage->transaction_id, 1 ),
-        );
+        if ( $type eq $self->SIG_ARRAY || $type eq $self->SIG_HASH ) {
+            $self->sector_cache->{$offset} = DBM::Deep::Engine::Sector::Reference->new({
+                engine => $self,
+                type   => $type,
+                offset => $offset,
+            });
+        }
+        # XXX Don't we need key_md5 here?
+        elsif ( $type eq $self->SIG_BLIST ) {
+            $self->sector_cache->{$offset} = DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList->new({
+                engine => $self,
+                type   => $type,
+                offset => $offset,
+            });
+        }
+        elsif ( $type eq $self->SIG_INDEX ) {
+            $self->sector_cache->{$offset} = DBM::Deep::Engine::Sector::Index->new({
+                engine => $self,
+                type   => $type,
+                offset => $offset,
+            });
+        }
+        elsif ( $type eq $self->SIG_NULL ) {
+            $self->sector_cache->{$offset} = DBM::Deep::Engine::Sector::Null->new({
+                engine => $self,
+                type   => $type,
+                offset => $offset,
+            });
+        }
+        elsif ( $type eq $self->SIG_DATA ) {
+            $self->sector_cache->{$offset} = DBM::Deep::Engine::Sector::Scalar->new({
+                engine => $self,
+                type   => $type,
+                offset => $offset,
+            });
+        }
+        # This was deleted from under us, so just return and let the caller figure it out.
+        elsif ( $type eq $self->SIG_FREE ) {
+            return;
+        }
+        else {
+            DBM::Deep->_throw_error( "'$offset': Don't know what to do with type '$type'" );
+        }
     }
 
-    return 1;
+    return $self->sector_cache->{$offset};
 }
 
-sub bucket_exists {
-    ##
-    # Check existence of single key given tag and MD5 digested key.
-    ##
+sub _apply_digest {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5) = @_;
-
-    #ACID - This is a read. Can find exact or HEAD
-    my ($keyloc) = $self->_find_in_buckets( $tag, $md5 );
-    my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-    my ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag );
-    if ( !$subloc && !$is_deleted ) {
-        ($subloc, $is_deleted, $offset) = $self->find_keyloc( $keytag, 0 );
-    }
-    return ($subloc && !$is_deleted) && 1;
+    return $self->{digest}->(@_);
 }
 
-sub find_blist {
-    ##
-    # Locate offset for bucket list, given digested key
-    ##
+sub _add_free_blist_sector { shift->_add_free_sector( 0, @_ ) }
+sub _add_free_data_sector { shift->_add_free_sector( 1, @_ ) }
+sub _add_free_index_sector { shift->_add_free_sector( 2, @_ ) }
+
+sub _add_free_sector {
     my $self = shift;
-    my ($offset, $md5, $args) = @_;
-    $args = {} unless $args;
+    my ($multiple, $offset, $size) = @_;
 
-    ##
-    # Locate offset for bucket list using digest index system
-    ##
-    my $tag = $self->load_tag( $offset )
-        or $self->_throw_error( "INTERNAL ERROR - Cannot find tag" );
+    my $chains_offset = $multiple * $self->byte_size;
 
-    #XXX What happens when $ch >= $self->{hash_size} ??
-    for (my $ch = 0; $tag->{signature} ne SIG_BLIST; $ch++) {
-        my $num = ord substr($md5, $ch, 1);
+    my $storage = $self->storage;
 
-        my $ref_loc = $tag->{offset} + ($num * $self->{long_size});
-        $tag = $self->index_lookup( $tag, $num );
+    # Increment staleness.
+    # XXX Can this increment+modulo be done by "&= 0x1" ?
+    my $staleness = unpack( $StP{$STALE_SIZE}, $storage->read_at( $offset + SIG_SIZE, $STALE_SIZE ) );
+    $staleness = ($staleness + 1 ) % ( 2 ** ( 8 * $STALE_SIZE ) );
+    $storage->print_at( $offset + SIG_SIZE, pack( $StP{$STALE_SIZE}, $staleness ) );
 
-        if (!$tag) {
-            return if !$args->{create};
+    my $old_head = $storage->read_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $self->byte_size );
 
-            my $loc = $self->_storage->request_space(
-                $self->tag_size( $self->{bucket_list_size} ),
-            );
+    $storage->print_at( $self->chains_loc + $chains_offset,
+        pack( $StP{$self->byte_size}, $offset ),
+    );
 
-            $self->_storage->print_at( $ref_loc, pack($self->{long_pack}, $loc) );
+    # Record the old head in the new sector after the signature and staleness counter
+    $storage->print_at( $offset + SIG_SIZE + $STALE_SIZE, $old_head );
+}
 
-            $tag = $self->write_tag(
-                $loc, SIG_BLIST,
-                chr(0)x$self->{bucket_list_size},
-            );
+sub _request_blist_sector { shift->_request_sector( 0, @_ ) }
+sub _request_data_sector { shift->_request_sector( 1, @_ ) }
+sub _request_index_sector { shift->_request_sector( 2, @_ ) }
 
-            $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
-            $tag->{ch} = $ch;
+sub _request_sector {
+    my $self = shift;
+    my ($multiple, $size) = @_;
 
-            last;
-        }
+    my $chains_offset = $multiple * $self->byte_size;
+
+    my $old_head = $self->storage->read_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $self->byte_size );
+    my $loc = unpack( $StP{$self->byte_size}, $old_head );
 
-        $tag->{ch} = $ch;
-        $tag->{ref_loc} = $ref_loc;
+    # We don't have any free sectors of the right size, so allocate a new one.
+    unless ( $loc ) {
+        my $offset = $self->storage->request_space( $size );
+
+        # Zero out the new sector. This also guarantees correct increases
+        # in the filesize.
+        $self->storage->print_at( $offset, chr(0) x $size );
+
+        return $offset;
     }
 
-    return $tag;
+    # Read the new head after the signature and the staleness counter
+    my $new_head = $self->storage->read_at( $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE, $self->byte_size );
+    $self->storage->print_at( $self->chains_loc + $chains_offset, $new_head );
+    $self->storage->print_at(
+        $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE,
+        pack( $StP{$self->byte_size}, 0 ),
+    );
+
+    return $loc;
 }
 
-sub index_lookup {
-    ##
-    # Given index tag, lookup single entry in index and return .
-    ##
-    my $self = shift;
-    my ($tag, $index) = @_;
-
-    my $location = unpack(
-        $self->{long_pack},
-        substr(
-            $tag->{content},
-            $index * $self->{long_size},
-            $self->{long_size},
-        ),
-    );
+################################################################################
 
-    if (!$location) { return; }
+sub sector_cache {
+    my $self = shift;
+    return $self->{sector_cache} ||= {};
+}
 
-    return $self->load_tag( $location );
+sub clear_sector_cache {
+    my $self = shift;
+    $self->{sector_cache} = {};
 }
 
-sub traverse_index {
-    ##
-    # Scan index and recursively step into deeper levels, looking for next key.
-    ##
+sub dirty_sectors {
     my $self = shift;
-    my ($xxxx, $offset, $ch, $force_return_next) = @_;
+    return $self->{dirty_sectors} ||= {};
+}
 
-    my $tag = $self->load_tag( $offset );
+sub clear_dirty_sectors {
+    my $self = shift;
+    $self->{dirty_sectors} = {};
+}
 
-    if ($tag->{signature} ne SIG_BLIST) {
-        my $start = $xxxx->{return_next} ? 0 : ord(substr($xxxx->{prev_md5}, $ch, 1));
+sub add_dirty_sector {
+    my $self = shift;
+    my ($sector) = @_;
 
-        for (my $idx = $start; $idx < $self->{hash_chars_used}; $idx++) {
-            my $subloc = unpack(
-                $self->{long_pack},
-                substr(
-                    $tag->{content},
-                    $idx * $self->{long_size},
-                    $self->{long_size},
-                ),
-            );
+#    if ( exists $self->dirty_sectors->{ $sector->offset } ) {
+#        DBM::Deep->_throw_error( "We have a duplicate sector!! " . $sector->offset );
+#    }
 
-            if ($subloc) {
-                my $result = $self->traverse_index(
-                    $xxxx, $subloc, $ch + 1, $force_return_next,
-                );
+    $self->dirty_sectors->{ $sector->offset } = $sector;
+}
 
-                if (defined $result) { return $result; }
-            }
-        } # index loop
+sub flush {
+    my $self = shift;
 
-        $xxxx->{return_next} = 1;
+    my $sectors = $self->dirty_sectors;
+    for my $offset (sort { $a <=> $b } keys %{ $sectors }) {
+        $sectors->{$offset}->flush;
     }
-    # This is the bucket list
-    else {
-        my $keys = $tag->{content};
-        if ($force_return_next) { $xxxx->{return_next} = 1; }
-
-        ##
-        # Iterate through buckets, looking for a key match
-        ##
-        my $transaction_id = $self->_storage->transaction_id;
-        for (my $i = 0; $i < $self->{max_buckets}; $i++) {
-            my ($key, $keyloc) = $self->_get_key_subloc( $keys, $i );
-
-            # End of bucket list -- return to outer loop
-            if (!$keyloc) {
-                $xxxx->{return_next} = 1;
-                last;
-            }
-            # Located previous key -- return next one found
-            elsif ($key eq $xxxx->{prev_md5}) {
-                $xxxx->{return_next} = 1;
-                next;
-            }
-            # Seek to bucket location and skip over signature
-            elsif ($xxxx->{return_next}) {
-                my $storage = $self->_storage;
-
-                my $keytag = $self->load_tag( $keyloc );
-                my ($subloc, $is_deleted) = $self->find_keyloc( $keytag );
-                if ( $subloc == 0 && !$is_deleted ) {
-                    ($subloc, $is_deleted) = $self->find_keyloc( $keytag, 0 );
-                }
-                next if $is_deleted;
 
-                # Skip over value to get to plain key
-                my $sig = $storage->read_at( $subloc, SIG_SIZE );
+    $self->clear_dirty_sectors;
 
-                my $size = $storage->read_at( undef, $self->{data_size} );
-                $size = unpack($self->{data_pack}, $size);
-                if ($size) { $storage->increment_pointer( $size ); }
-
-                # Read in plain key and return as scalar
-                $size = $storage->read_at( undef, $self->{data_size} );
-                $size = unpack($self->{data_pack}, $size);
-
-                my $plain_key;
-                if ($size) { $plain_key = $storage->read_at( undef, $size); }
-                return $plain_key;
-            }
-        }
+    $self->clear_sector_cache;
+}
 
-        $xxxx->{return_next} = 1;
-    }
+################################################################################
 
-    return;
+sub lock_exclusive {
+    my $self = shift;
+    my ($obj) = @_;
+    return $self->storage->lock_exclusive( $obj );
 }
 
-# Utilities
-
-sub _get_key_subloc {
+sub lock_shared {
     my $self = shift;
-    my ($keys, $idx) = @_;
-
-    return unpack(
-        # This is 'a', not 'A'. Please read the pack() documentation for the
-        # difference between the two and why it's important.
-        "a$self->{hash_size} $self->{long_pack}",
-        substr(
-            $keys,
-            ($idx * $self->{bucket_size}),
-            $self->{bucket_size},
-        ),
-    );
+    my ($obj) = @_;
+    return $self->storage->lock_shared( $obj );
 }
 
-sub _find_in_buckets {
+sub unlock {
     my $self = shift;
-    my ($tag, $md5) = @_;
+    my ($obj) = @_;
 
-    BUCKET:
-    for ( my $i = 0; $i < $self->{max_buckets}; $i++ ) {
-        my ($key, $subloc) = $self->_get_key_subloc(
-            $tag->{content}, $i,
-        );
+    my $rv = $self->storage->unlock( $obj );
 
-        next BUCKET if $subloc && $key ne $md5;
-        return( $subloc, $i * $self->{bucket_size} );
-    }
+    $self->flush if $rv;
 
-    return;
+    return $rv;
 }
 
-sub _release_space {
+################################################################################
+
+sub storage     { $_[0]{storage} }
+sub byte_size   { $_[0]{byte_size} }
+sub hash_size   { $_[0]{hash_size} }
+sub hash_chars  { $_[0]{hash_chars} }
+sub num_txns    { $_[0]{num_txns} }
+sub max_buckets { $_[0]{max_buckets} }
+sub blank_md5   { chr(0) x $_[0]->hash_size }
+sub data_sector_size { $_[0]{data_sector_size} }
+
+# This is a calculated value
+sub txn_bitfield_len {
     my $self = shift;
-    my ($size, $loc) = @_;
+    unless ( exists $self->{txn_bitfield_len} ) {
+        my $temp = ($self->num_txns) / 8;
+        if ( $temp > int( $temp ) ) {
+            $temp = int( $temp ) + 1;
+        }
+        $self->{txn_bitfield_len} = $temp;
+    }
+    return $self->{txn_bitfield_len};
+}
 
-    my $next_loc = 0;
+sub trans_id     { $_[0]{trans_id} }
+sub set_trans_id { $_[0]{trans_id} = $_[1] }
 
-    $self->_storage->print_at( $loc,
-        SIG_FREE, 
-        pack($self->{long_pack}, $size ),
-        pack($self->{long_pack}, $next_loc ),
-    );
+sub trans_loc     { $_[0]{trans_loc} }
+sub set_trans_loc { $_[0]{trans_loc} = $_[1] }
 
-    return;
-}
+sub chains_loc     { $_[0]{chains_loc} }
+sub set_chains_loc { $_[0]{chains_loc} = $_[1] }
 
-sub _throw_error {
-    die "DBM::Deep: $_[1]\n";
-}
+sub cache       { $_[0]{cache} ||= {} }
+sub clear_cache { %{$_[0]->cache} = () }
 
-sub _get_dbm_object {
-    my $item = shift;
+sub _dump_file {
+    my $self = shift;
+    $self->flush;
 
-    my $obj = eval {
-        local $SIG{__DIE__};
-        if ($item->isa( 'DBM::Deep' )) {
-            return $item;
-        }
-        return;
-    };
-    return $obj if $obj;
-
-    my $r = Scalar::Util::reftype( $item ) || '';
-    if ( $r eq 'HASH' ) {
-        my $obj = eval {
-            local $SIG{__DIE__};
-            my $obj = tied(%$item);
-            if ($obj->isa( 'DBM::Deep' )) {
-                return $obj;
-            }
-            return;
-        };
-        return $obj if $obj;
-    }
-    elsif ( $r eq 'ARRAY' ) {
-        my $obj = eval {
-            local $SIG{__DIE__};
-            my $obj = tied(@$item);
-            if ($obj->isa( 'DBM::Deep' )) {
-                return $obj;
-            }
-            return;
-        };
-        return $obj if $obj;
-    }
+    # Read the header
+    my $header_sector = DBM::Deep::Engine::Sector::FileHeader->new({
+        engine => $self,
+    });
 
-    return;
-}
+    my %types = (
+        0 => 'B',
+        1 => 'D',
+        2 => 'I',
+    );
 
-sub _length_needed {
-    my $self = shift;
-    my ($value, $key) = @_;
+    my %sizes = (
+        'D' => $self->data_sector_size,
+        'B' => DBM::Deep::Engine::Sector::BucketList->new({engine=>$self,offset=>1})->size,
+        'I' => DBM::Deep::Engine::Sector::Index->new({engine=>$self,offset=>1})->size,
+    );
 
-    my $is_dbm_deep = eval {
-        local $SIG{'__DIE__'};
-        $value->isa( 'DBM::Deep' );
-    };
+    my $return = "";
 
-    my $len = SIG_SIZE
-            + $self->{data_size} # size for value
-            + $self->{data_size} # size for key
-            + length( $key );    # length of key
+    # Filesize
+    $return .= "Size: " . (-s $self->storage->{fh}) . $/;
 
-    if ( $is_dbm_deep && $value->_storage eq $self->_storage ) {
-        # long_size is for the internal reference
-        return $len + $self->{long_size};
-    }
+    # Header values
+    $return .= "NumTxns: " . $self->num_txns . $/;
 
-    if ( $self->_storage->{autobless} ) {
-        # This is for the bit saying whether or not this thing is blessed.
-        $len += 1;
-    }
+    # Read the free sector chains
+    my %sectors;
+    foreach my $multiple ( 0 .. 2 ) {
+        $return .= "Chains($types{$multiple}):";
+        my $old_loc = $self->chains_loc + $multiple * $self->byte_size;
+        while ( 1 ) {
+            my $loc = unpack(
+                $StP{$self->byte_size},
+                $self->storage->read_at( $old_loc, $self->byte_size ),
+            );
 
-    my $r = Scalar::Util::reftype( $value ) || '';
-    unless ( $r eq 'HASH' || $r eq 'ARRAY' ) {
-        if ( defined $value ) {
-            $len += length( $value );
+            # We're now out of free sectors of this kind.
+            unless ( $loc ) {
+                last;
+            }
+
+            $sectors{ $types{$multiple} }{ $loc } = undef;
+            $old_loc = $loc + SIG_SIZE + $STALE_SIZE;
+            $return .= " $loc";
         }
-        return $len;
-    }
+        $return .= $/;
+    }
+
+    my $spot = $header_sector->size;
+    SECTOR:
+    while ( $spot < $self->storage->{end} ) {
+        # Read each sector in order.
+        my $sector = $self->_load_sector( $spot );
+        if ( !$sector ) {
+            # Find it in the free-sectors that were found already
+            foreach my $type ( keys %sectors ) {
+                if ( exists $sectors{$type}{$spot} ) {
+                    my $size = $sizes{$type};
+                    $return .= sprintf "%08d: %s %04d\n", $spot, 'F' . $type, $size;
+                    $spot += $size;
+                    next SECTOR;
+                }
+            }
 
-    $len += $self->{index_size};
+            die "********\n$return\nDidn't find free sector for $spot in chains\n********\n";
+        }
+        else {
+            $return .= sprintf "%08d: %s  %04d", $spot, $sector->type, $sector->size;
+            if ( $sector->type eq 'D' ) {
+                $return .= ' ' . $sector->data;
+            }
+            elsif ( $sector->type eq 'A' || $sector->type eq 'H' ) {
+                $return .= ' REF: ' . $sector->get_refcount;
+            }
+            elsif ( $sector->type eq 'B' ) {
+                foreach my $bucket ( $sector->chopped_up ) {
+                    $return .= "\n    ";
+                    $return .= sprintf "%08d", unpack($StP{$self->byte_size},
+                        substr( $bucket->[-1], $self->hash_size, $self->byte_size),
+                    );
+                    my $l = unpack( $StP{$self->byte_size},
+                        substr( $bucket->[-1],
+                            $self->hash_size + $self->byte_size,
+                            $self->byte_size,
+                        ),
+                    );
+                    $return .= sprintf " %08d", $l;
+                    foreach my $txn ( 0 .. $self->num_txns - 2 ) {
+                        my $l = unpack( $StP{$self->byte_size},
+                            substr( $bucket->[-1],
+                                $self->hash_size + 2 * $self->byte_size + $txn * ($self->byte_size + $STALE_SIZE),
+                                $self->byte_size,
+                            ),
+                        );
+                        $return .= sprintf " %08d", $l;
+                    }
+                }
+            }
+            $return .= $/;
 
-    # if autobless is enabled, must also take into consideration
-    # the class name as it is stored after the key.
-    if ( $self->_storage->{autobless} ) {
-        my $c = Scalar::Util::blessed($value);
-        if ( defined $c && !$is_dbm_deep ) {
-            $len += $self->{data_size} + length($c);
+            $spot += $sector->size;
         }
     }
 
-    return $len;
+    return $return;
 }
 
 1;