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/* gvSIG. Geographic Information System of the Valencian Government

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 *

 */

package org.gvsig.raster.impl.buffer.cache;

import java.io.IOException;

/*

 * TODO: OPTIMIZACION: Trabajo de optimizaci?n en la velocidad e acceso a cach?.

 * TODO: FUNCIONALIDAD: Acabar de implementar los m?todos de acceso a datos, intercambio de bandas, etc...

 */

/**

 * Esta clase contiene el algoritmo de reemplazo de trozos de cach? LRU

 *   

 * @author Nacho Brodin (nachobrodin@gmail.com)

 *

 */

public class LRUAlgorithm {

        private Cache cache = null;

        /**

         * Constructor. Asigna la cach? para poder aplicar el algoritmo.

         * @param cache

         */

        public LRUAlgorithm(Cache cache){

                this.cache = cache;

        }

        /**

         * Asigna el objeto cach?.

         * @param cache 

         */

        public void setCache(Cache cache) {

                this.cache = cache;

        }

        /**

         * Funci?n que controla para cada l?nea si la p?gina a la que accede est? cacheada o no

         * . Es la encargada de realizar los reemplazos o cargar la p?gina en el buffer de "p?gina

         * actualmente accedida" (accessPage de la clase Cache)

         * @param line L?nea del raster a la que se est? accediendo

         * @param readOnly ser? true si el acceso que se est? realizando es de lectura y false si se

         * est? escribiendo alg?n dato

         */

        public void cacheAccess(int line, boolean readOnly)throws InvalidPageNumberException{

                int pag = line >> cache.getBitsPag();                        

                if(cache.isInCache(pag)) {

                        if(cache.getNumberInAccessPage() != pag)

                                loadPage(pag, readOnly);

                } else {

                        replacePage(pag + 1, readOnly, false);

                        replacePage(pag, readOnly, true);

                }

        }

        /**

         * Carga la p?gina desde cach? al buffer actualmente en uso. Esta operaci?n no lleva

         * cambio de datos sino que solo es un cambio de punteros. La secuencia de operaciones es:

         * <UL>

         * <LI>Cargar la p?gina como accedida</LI>

         * <LI>Asignar n?mero a la p?gina accedida</LI>

         * <LI>Actualizar la antig?edad de accesos.Se incrementar? uno en todas las p?ginas del 

         * conjunto y se pondr? a 0 la p?gina accedida.</LI>

         * <LI>Poner a 0 el valor de lastAccess de la p?gina cargada. Esto hace que tenga m?nima 

         * prioridad en la politica de reemplazamiento.</LI>

         * <LI>Poner a false el flag de p?gina modificada si el par?metro readOnly es false.</LI>

         * </UL>

         * @param nPag N?mero de p?gina del raster a la que se intenta acceder.

         * @param readOnly ser? true si el acceso que se est? realizando es de lectura y false si se

         * est? escribiendo alg?n dato. 

         */

        private void loadPage(int nPag, boolean readOnly)throws InvalidPageNumberException{

                PageBuffer buf = cache.getPageBufferFromNumberRasterPage(nPag);

                int[] cacheGroupPage = cache.getNumberGroupFromNumberRasterPage(nPag);

                if(buf != null && cacheGroupPage != null){ //Comprueba que el n?mero de p?gina sea correcto para la cach?.

                        cache.setAccessPage(buf, nPag);

                        cache.updateLastAccess(cacheGroupPage[0]);

                        cache.setZeroInLastAccess(cacheGroupPage[0], cacheGroupPage[1]);

                        if(!readOnly)

                                cache.setModify(cacheGroupPage[0], cacheGroupPage[1]);

                }else

                        throw new InvalidPageNumberException("");

                //System.out.println("LOAD: "+nPag);

        }

        /**

         * <P>

         * Cuando se accede a una p?gina que no est? cacheada necesitamos cargarla en cach? antes de 

         * acceder a ella. Si hay un hueco libre en su conjunto se meter? en este pero sino habr? 

         * que reemplazar una ocupada. Para esto habr? que localizar el conjunto donde va 

         * destinada y luego la posici?n del conjunto donde se cargar? localizando cual es el 

         * elemento del conjunto que hace m?s tiempo que se accedi?.

         * </P>

         * <P>

         * Si el elemento es insertado en un hueco la secuencia es la siguiente:

         * </P>

         * <UL>

         * <LI>Obtenemos la siguiente p?gina vacia.</LI>

         * <LI>La cargamos de datos.</LI>

         * <LI>Se asigna como p?gina accedida</LI>

         * <LI>Ponemos true en su posici?n en el vector cacheada</LI>

         * <LI>Asignamos el n?mero de p?gina de raster que hemos cargado en esa posici?n de la cach?.</LI>

         * <LI>Incrementamos en 1 todos los valores de ?ltimo acceso de las p?ginas del grupo.</LI>

         * <LI>Ponemos a 0 su ?ltimo acceso</LI>

         * <LI>Si el acceso es para escritura ponemos el flag de p?gina modificada a true.</LI>

         * </UL>

         * <P>

         * Si se reemplaza una p?gina la secuencia es la siguiente:

         * </P>

         * <UL>

         *  <LI>Incrementamos en 1 todos los valores de ?ltimo acceso de las p?ginas del grupo y 

         *  obtenemos la posici?n de la p?gina de reemplazo.</LI>

         * <LI>Ponemos a false la p?gina que va a sacarse de cach?</LI>

         * <LI>Si ha sido modificada la p?gina que va a sacarse de cach? se vuelca a disco</LI>

         * <LI>Ponemos el flag de modificada para la p?gina sacada a disco a false.</LI>

         * <LI>Cargamos la p?gina de cach? de datos.</LI>

         * <LI>Asignamos el n?mero de p?gina de raster que hemos cargado en esa posici?n de la cach?.</LI>

         * <LI>Se asigna como p?gina accedida</LI>

         * <LI>Ponemos true en su posici?n en el vector cacheada</LI>

         * <LI>Ponemos a 0 su ?ltimo acceso</LI>

         * <LI>Si el acceso es para escritura ponemos el flag de p?gina modificada a true.</LI>

         * </UL>

         * @param nPag N?mero de p?gina que est? siendo accedida

         * @param readOnly ser? true si el acceso que se est? realizando es de lectura y false si se

         * est? escribiendo alg?n dato. 

         * @param n ser? true si el acceso se est? haciendo a la p?gina n y false si se est? haciendo a

         * la n+1. 

         */

        private void replacePage(int nPag, boolean readOnly, boolean n){

                int group = nPag % cache.getNGroups();

                if(nPag >= cache.getNTotalPags())

                        return;

                //Insertamos en un hueco

                if(insertInAHole(group, readOnly, nPag, n))

                        return;

                //Reemplazamos una existente

                int posInGroupPageToReplace = cache.updateLastAccess(group); //Se actualizan los indices y se obtiene la p?gina a reemplazar

                cache.setZeroInLastAccess(group, posInGroupPageToReplace);

                int rasterPageToReplace = cache.getRasterPageNumberInPosition(group, posInGroupPageToReplace);

                //Sacamos la antigua

                cache.setPageAsNotLoadInCache(rasterPageToReplace);

                if(cache.isModified(group, posInGroupPageToReplace)){

                        try {

                                cache.savePage(group, posInGroupPageToReplace, rasterPageToReplace);         //Volcamos disco 

                                cache.unsetModify(group, posInGroupPageToReplace);

                        } catch (IOException e) {

                                System.err.println("No se ha podido salvar la p?gina de cach?.");

                                e.printStackTrace();

                        }

                }

                //Insertamos la nueva

                cache.loadPage(group, posInGroupPageToReplace, nPag);        //Cargamos de nuevo el buffer

                cache.setRasterPageNumberInPosition(group, posInGroupPageToReplace, nPag);

                cache.setPageAsLoadInCache(nPag);                //Pone true en su posici?n en el vector cacheada

                PageBuffer pb = cache.getPageBuffer(group, posInGroupPageToReplace);

                if(n){

                        if(!readOnly)

                                cache.setModify(group, posInGroupPageToReplace);

                        cache.setAccessPage(pb, nPag);          //Asigna como accedida

                }

                //System.out.println("REPLACE: "+nPag);

        }

        /**

         * Comprueba si hay alg?n hueco en el que insertar y si es as? se inserta en el y devuelve

         * true. 

         * @param group conjunto donde hay que buscar para la inserci?n

         * @param readOnly si es true la operaci?n es de solo consulta y si es false la operaci?n 

         * est? modificando alg?n valor de la p?gina a insertar

         * @param nPag N?mero de p?gina a cargar

         * @return true si se ha insertado en un hueco y false si no se ha insertado

         */

        private boolean insertInAHole(int group, boolean readOnly, int nPag, boolean n) {

                PageBuffer pb = null;

                for(int i = 0; i < cache.getPagsPerGroup(); i++) {

                        if(cache.getLastAccess()[group][i] == -1) {

                                //Pone true en su posici?n en el vector cacheada

                                pb = cache.getPageBuffer(group, i);

                                cache.loadPage(group, i, nPag);                                        //Sube la p?gina a cach?

                                cache.setRasterPageNumberInPosition(group, i, nPag);//Asigna el n?mero de p?g a una posici?n de cach?

                                cache.setPageAsLoadInCache(nPag);

                                cache.updateLastAccess(group);

                                cache.setZeroInLastAccess(group, i);

                                if(n){ //La n+1 no se carga como accedida ni se pone a 0 su contador de ?ltima accedida        

                                        if(!readOnly)

                                                cache.setModify(group, i);

                                        cache.setAccessPage(pb, nPag);  //Asigna como accedida

                                }                                

                                //System.out.println("INSERT: "+nPag);

                                return true;

                        }

                }

                return false;

        }

}