/*-------------------------------------------------------------------------
 *
 * tuplesort.c
 *   Generalized tuple sorting routines.
 *
 * This module provides a generalized facility for tuple sorting, which can be
 * applied to different kinds of sortable objects.  Implementation of
 * the particular sorting variants is given in tuplesortvariants.c.
 * This module works efficiently for both small and large amounts
 * of data.  Small amounts are sorted in-memory using qsort().  Large
 * amounts are sorted using temporary files and a standard external sort
 * algorithm.
 *
 * See Knuth, volume 3, for more than you want to know about external
 * sorting algorithms.  The algorithm we use is a balanced k-way merge.
 * Before PostgreSQL 15, we used the polyphase merge algorithm (Knuth's
 * Algorithm 5.4.2D), but with modern hardware, a straightforward balanced
 * merge is better.  Knuth is assuming that tape drives are expensive
 * beasts, and in particular that there will always be many more runs than
 * tape drives.  The polyphase merge algorithm was good at keeping all the
 * tape drives busy, but in our implementation a "tape drive" doesn't cost
 * much more than a few Kb of memory buffers, so we can afford to have
 * lots of them.  In particular, if we can have as many tape drives as
 * sorted runs, we can eliminate any repeated I/O at all.
 *
 * Historically, we divided the input into sorted runs using replacement
 * selection, in the form of a priority tree implemented as a heap
 * (essentially Knuth's Algorithm 5.2.3H), but now we always use quicksort
 * for run generation.
 *
 * The approximate amount of memory allowed for any one sort operation
 * is specified in kilobytes by the caller (most pass work_mem).  Initially,
 * we absorb tuples and simply store them in an unsorted array as long as
 * we haven't exceeded workMem.  If we reach the end of the input without
 * exceeding workMem, we sort the array using qsort() and subsequently return
 * tuples just by scanning the tuple array sequentially.  If we do exceed
 * workMem, we begin to emit tuples into sorted runs in temporary tapes.
 * When tuples are dumped in batch after quicksorting, we begin a new run
 * with a new output tape.  If we reach the max number of tapes, we write
 * subsequent runs on the existing tapes in a round-robin fashion.  We will
 * need multiple merge passes to finish the merge in that case.  After the
 * end of the input is reached, we dump out remaining tuples in memory into
 * a final run, then merge the runs.
 *
 * When merging runs, we use a heap containing just the frontmost tuple from
 * each source run; we repeatedly output the smallest tuple and replace it
 * with the next tuple from its source tape (if any).  When the heap empties,
 * the merge is complete.  The basic merge algorithm thus needs very little
 * memory --- only M tuples for an M-way merge, and M is constrained to a
 * small number.  However, we can still make good use of our full workMem
 * allocation by pre-reading additional blocks from each source tape.  Without
 * prereading, our access pattern to the temporary file would be very erratic;
 * on average we'd read one block from each of M source tapes during the same
 * time that we're writing M blocks to the output tape, so there is no
 * sequentiality of access at all, defeating the read-ahead methods used by
 * most Unix kernels.  Worse, the output tape gets written into a very random
 * sequence of blocks of the temp file, ensuring that things will be even
 * worse when it comes time to read that tape.  A straightforward merge pass
 * thus ends up doing a lot of waiting for disk seeks.  We can improve matters
 * by prereading from each source tape sequentially, loading about workMem/M
 * bytes from each tape in turn, and making the sequential blocks immediately
 * available for reuse.  This approach helps to localize both read and write
 * accesses.  The pre-reading is handled by logtape.c, we just tell it how
 * much memory to use for the buffers.
 *
 * In the current code we determine the number of input tapes M on the basis
 * of workMem: we want workMem/M to be large enough that we read a fair
 * amount of data each time we read from a tape, so as to maintain the
 * locality of access described above.  Nonetheless, with large workMem we
 * can have many tapes.  The logical "tapes" are implemented by logtape.c,
 * which avoids space wastage by recycling disk space as soon as each block
 * is read from its "tape".
 *
 * When the caller requests random access to the sort result, we form
 * the final sorted run on a logical tape which is then "frozen", so
 * that we can access it randomly.  When the caller does not need random
 * access, we return from tuplesort_performsort() as soon as we are down
 * to one run per logical tape.  The final merge is then performed
 * on-the-fly as the caller repeatedly calls tuplesort_getXXX; this
 * saves one cycle of writing all the data out to disk and reading it in.
 *
 * This module supports parallel sorting.  Parallel sorts involve coordination
 * among one or more worker processes, and a leader process, each with its own
 * tuplesort state.  The leader process (or, more accurately, the
 * Tuplesortstate associated with a leader process) creates a full tapeset
 * consisting of worker tapes with one run to merge; a run for every
 * worker process.  This is then merged.  Worker processes are guaranteed to
 * produce exactly one output run from their partial input.
 *
 *
 * Portions Copyright (c) 1996-2025, PostgreSQL Global Development Group
 * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
 *
 * IDENTIFICATION
 *   src/backend/utils/sort/tuplesort.c
 *
 *-------------------------------------------------------------------------
 */

#include "postgres.h"

#include <limits.h>

#include "commands/tablespace.h"
#include "miscadmin.h"
#include "pg_trace.h"
#include "storage/shmem.h"
#include "utils/guc.h"
#include "utils/memutils.h"
#include "utils/pg_rusage.h"
#include "utils/tuplesort.h"

/*
 * Initial size of memtuples array.  We're trying to select this size so that
 * array doesn't exceed ALLOCSET_SEPARATE_THRESHOLD and so that the overhead of
 * allocation might possibly be lowered.  However, we don't consider array sizes
 * less than 1024.
 *
 */
#define INITIAL_MEMTUPSIZE Max(1024, \
 ALLOCSET_SEPARATE_THRESHOLD / sizeof(SortTuple) + 1)

/* GUC variables */
bool  trace_sort = false;

#ifdef DEBUG_BOUNDED_SORT
bool  optimize_bounded_sort = true;
#endif


/*
 * During merge, we use a pre-allocated set of fixed-size slots to hold
 * tuples.  To avoid palloc/pfree overhead.
 *
 * Merge doesn't require a lot of memory, so we can afford to waste some,
 * by using gratuitously-sized slots.  If a tuple is larger than 1 kB, the
 * palloc() overhead is not significant anymore.
 *
 * 'nextfree' is valid when this chunk is in the free list.  When in use, the
 * slot holds a tuple.
 */
#define SLAB_SLOT_SIZE 1024

typedef union SlabSlot
{
 union SlabSlot *nextfree;
 char  buffer[SLAB_SLOT_SIZE];
} SlabSlot;

/*
 * Possible states of a Tuplesort object.  These denote the states that
 * persist between calls of Tuplesort routines.
 */
typedef enum
{
 TSS_INITIAL,    /* Loading tuples; still within memory limit */
 TSS_BOUNDED,    /* Loading tuples into bounded-size heap */
 TSS_BUILDRUNS,    /* Loading tuples; writing to tape */
 TSS_SORTEDINMEM,   /* Sort completed entirely in memory */
 TSS_SORTEDONTAPE,   /* Sort completed, final run is on tape */
 TSS_FINALMERGE,    /* Performing final merge on-the-fly */
} TupSortStatus;

/*
 * Parameters for calculation of number of tapes to use --- see inittapes()
 * and tuplesort_merge_order().
 *
 * In this calculation we assume that each tape will cost us about 1 blocks
 * worth of buffer space.  This ignores the overhead of all the other data
 * structures needed for each tape, but it's probably close enough.
 *
 * MERGE_BUFFER_SIZE is how much buffer space we'd like to allocate for each
 * input tape, for pre-reading (see discussion at top of file).  This is *in
 * addition to* the 1 block already included in TAPE_BUFFER_OVERHEAD.
 */
#define MINORDER  6  /* minimum merge order */
#define MAXORDER  500  /* maximum merge order */
#define TAPE_BUFFER_OVERHEAD  BLCKSZ
#define MERGE_BUFFER_SIZE   (BLCKSZ * 32)


/*
 * Private state of a Tuplesort operation.
 */
struct Tuplesortstate
{
 TuplesortPublic base;
 TupSortStatus status;  /* enumerated value as shown above */
 bool  bounded;  /* did caller specify a maximum number of
 * tuples to return? */
 bool  boundUsed;  /* true if we made use of a bounded heap */
 int   bound;   /* if bounded, the maximum number of tuples */
 int64  tupleMem;  /* memory consumed by individual tuples.
         * storing this separately from what we track
         * in availMem allows us to subtract the
         * memory consumed by all tuples when dumping
 * tuples to tape */
 int64  availMem;  /* remaining memory available, in bytes */
 int64  allowedMem;  /* total memory allowed, in bytes */
 int   maxTapes;  /* max number of input tapes to merge in each
 * pass */
 int64  maxSpace;  /* maximum amount of space occupied among sort
 * of groups, either in-memory or on-disk */
 bool  isMaxSpaceDisk; /* true when maxSpace is value for on-disk
         * space, false when its value for in-memory
 * space */
 TupSortStatus maxSpaceStatus; /* sort status when maxSpace was reached */
 LogicalTapeSet *tapeset; /* logtape.c object for tapes in a temp file */

 /*
  * This array holds the tuples now in sort memory.  If we are in state
  * INITIAL, the tuples are in no particular order; if we are in state
  * SORTEDINMEM, the tuples are in final sorted order; in states BUILDRUNS
  * and FINALMERGE, the tuples are organized in "heap" order per Algorithm
  * H.  In state SORTEDONTAPE, the array is not used.
 */
 SortTuple  *memtuples;  /* array of SortTuple structs */
 int   memtupcount; /* number of tuples currently present */
 int   memtupsize;  /* allocated length of memtuples array */
 bool  growmemtuples; /* memtuples' growth still underway? */

 /*
  * Memory for tuples is sometimes allocated using a simple slab allocator,
  * rather than with palloc().  Currently, we switch to slab allocation
  * when we start merging.  Merging only needs to keep a small, fixed
  * number of tuples in memory at any time, so we can avoid the
  * palloc/pfree overhead by recycling a fixed number of fixed-size slots
  * to hold the tuples.
  *
  * For the slab, we use one large allocation, divided into SLAB_SLOT_SIZE
  * slots.  The allocation is sized to have one slot per tape, plus one
  * additional slot.  We need that many slots to hold all the tuples kept
  * in the heap during merge, plus the one we have last returned from the
  * sort, with tuplesort_gettuple.
  *
  * Initially, all the slots are kept in a linked list of free slots.  When
  * a tuple is read from a tape, it is put to the next available slot, if
  * it fits.  If the tuple is larger than SLAB_SLOT_SIZE, it is palloc'd
  * instead.
  *
  * When we're done processing a tuple, we return the slot back to the free
  * list, or pfree() if it was palloc'd.  We know that a tuple was
  * allocated from the slab, if its pointer value is between
  * slabMemoryBegin and -End.
  *
  * When the slab allocator is used, the USEMEM/LACKMEM mechanism of
  * tracking memory usage is not used.
 */
 bool  slabAllocatorUsed;

 char    *slabMemoryBegin; /* beginning of slab memory arena */
 char    *slabMemoryEnd; /* end of slab memory arena */
 SlabSlot   *slabFreeHead; /* head of free list */

 /* Memory used for input and output tape buffers. */
 size_t  tape_buffer_mem;

 /*
  * When we return a tuple to the caller in tuplesort_gettuple_XXX, that
  * came from a tape (that is, in TSS_SORTEDONTAPE or TSS_FINALMERGE
  * modes), we remember the tuple in 'lastReturnedTuple', so that we can
  * recycle the memory on next gettuple call.
 */
 void    *lastReturnedTuple;

 /*
  * While building initial runs, this is the current output run number.
  * Afterwards, it is the number of initial runs we made.
 */
 int   currentRun;

 /*
  * Logical tapes, for merging.
  *
  * The initial runs are written in the output tapes.  In each merge pass,
  * the output tapes of the previous pass become the input tapes, and new
  * output tapes are created as needed.  When nInputTapes equals
  * nInputRuns, there is only one merge pass left.
 */
 LogicalTape **inputTapes;
 int   nInputTapes;
 int   nInputRuns;

 LogicalTape **outputTapes;
 int   nOutputTapes;
 int   nOutputRuns;

 LogicalTape *destTape;  /* current output tape */

 /*
  * These variables are used after completion of sorting to keep track of
  * the next tuple to return.  (In the tape case, the tape's current read
  * position is also critical state.)
 */
 LogicalTape *result_tape; /* actual tape of finished output */
 int   current;  /* array index (only used if SORTEDINMEM) */
 bool  eof_reached; /* reached EOF (needed for cursors) */

 /* markpos_xxx holds marked position for mark and restore */
 int64  markpos_block; /* tape block# (only used if SORTEDONTAPE) */
 int   markpos_offset; /* saved "current", or offset in tape block */
 bool  markpos_eof; /* saved "eof_reached" */

 /*
  * These variables are used during parallel sorting.
  *
  * worker is our worker identifier.  Follows the general convention that
  * -1 value relates to a leader tuplesort, and values >= 0 worker
  * tuplesorts. (-1 can also be a serial tuplesort.)
  *
  * shared is mutable shared memory state, which is used to coordinate
  * parallel sorts.
  *
  * nParticipants is the number of worker Tuplesortstates known by the
  * leader to have actually been launched, which implies that they must
  * finish a run that the leader needs to merge.  Typically includes a
  * worker state held by the leader process itself.  Set in the leader
  * Tuplesortstate only.
 */
 int   worker;
 Sharedsort *shared;
 int   nParticipants;

 /*
  * Additional state for managing "abbreviated key" sortsupport routines
  * (which currently may be used by all cases except the hash index case).
  * Tracks the intervals at which the optimization's effectiveness is
  * tested.
 */
 int64  abbrevNext;  /* Tuple # at which to next check
 * applicability */

 /*
  * Resource snapshot for time of sort start.
 */
 PGRUsage ru_start;
};

/*
 * Private mutable state of tuplesort-parallel-operation.  This is allocated
 * in shared memory.
 */
struct Sharedsort
{
 /* mutex protects all fields prior to tapes */
 slock_t  mutex;

 /*
  * currentWorker generates ordinal identifier numbers for parallel sort
  * workers.  These start from 0, and are always gapless.
  *
  * Workers increment workersFinished to indicate having finished.  If this
  * is equal to state.nParticipants within the leader, leader is ready to
  * merge worker runs.
 */
 int   currentWorker;
 int   workersFinished;

 /* Temporary file space */
 SharedFileSet fileset;

 /* Size of tapes flexible array */
 int   nTapes;

 /*
  * Tapes array used by workers to report back information needed by the
  * leader to concatenate all worker tapes into one for merging
 */
 TapeShare tapes[FLEXIBLE_ARRAY_MEMBER];
};

/*
 * Is the given tuple allocated from the slab memory arena?
 */
#define IS_SLAB_SLOT(state, tuple) \
 ((char *) (tuple) >= (state)->slabMemoryBegin && \
  (char *) (tuple) < (state)->slabMemoryEnd)

/*
 * Return the given tuple to the slab memory free list, or free it
 * if it was palloc'd.
 */
#define RELEASE_SLAB_SLOT(state, tuple) \
 do { \
  SlabSlot *buf = (SlabSlot *) tuple; \
  \
  if (IS_SLAB_SLOT((state), buf)) \
  { \
   buf->nextfree = (state)->slabFreeHead; \
   (state)->slabFreeHead = buf; \
  } else \
   pfree(buf); \
 } while(0)

#define REMOVEABBREV(state,stup,count) ((*(state)->base.removeabbrev) (state, stup, count))
#define COMPARETUP(state,a,b) ((*(state)->base.comparetup) (a, b, state))
#define WRITETUP(state,tape,stup) ((*(state)->base.writetup) (state, tape, stup))
#define READTUP(state,stup,tape,len) ((*(state)->base.readtup) (state, stup, tape, len))
#define FREESTATE(state) ((state)->base.freestate ? (*(state)->base.freestate) (state) : (void) 0)
#define LACKMEM(state)  ((state)->availMem < 0 && !(state)->slabAllocatorUsed)
#define USEMEM(state,amt) ((state)->availMem -= (amt))
#define FREEMEM(state,amt) ((state)->availMem += (amt))
#define SERIAL(state)  ((state)->shared == NULL)
#define WORKER(state)  ((state)->shared && (state)->worker != -1)
#define LEADER(state)  ((state)->shared && (state)->worker == -1)

/*
 * NOTES about on-tape representation of tuples:
 *
 * We require the first "unsigned int" of a stored tuple to be the total size
 * on-tape of the tuple, including itself (so it is never zero; an all-zero
 * unsigned int is used to delimit runs).  The remainder of the stored tuple
 * may or may not match the in-memory representation of the tuple ---
 * any conversion needed is the job of the writetup and readtup routines.
 *
 * If state->sortopt contains TUPLESORT_RANDOMACCESS, then the stored
 * representation of the tuple must be followed by another "unsigned int" that
 * is a copy of the length --- so the total tape space used is actually
 * sizeof(unsigned int) more than the stored length value.  This allows
 * read-backwards.  When the random access flag was not specified, the
 * write/read routines may omit the extra length word.
 *
 * writetup is expected to write both length words as well as the tuple
 * data.  When readtup is called, the tape is positioned just after the
 * front length word; readtup must read the tuple data and advance past
 * the back length word (if present).
 *
 * The write/read routines can make use of the tuple description data
 * stored in the Tuplesortstate record, if needed.  They are also expected
 * to adjust state->availMem by the amount of memory space (not tape space!)
 * released or consumed.  There is no error return from either writetup
 * or readtup; they should ereport() on failure.
 *
 *
 * NOTES about memory consumption calculations:
 *
 * We count space allocated for tuples against the workMem limit, plus
 * the space used by the variable-size memtuples array.  Fixed-size space
 * is not counted; it's small enough to not be interesting.
 *
 * Note that we count actual space used (as shown by GetMemoryChunkSpace)
 * rather than the originally-requested size.  This is important since
 * palloc can add substantial overhead.  It's not a complete answer since
 * we won't count any wasted space in palloc allocation blocks, but it's
 * a lot better than what we were doing before 7.3.  As of 9.6, a
 * separate memory context is used for caller passed tuples.  Resetting
 * it at certain key increments significantly ameliorates fragmentation.
 * readtup routines use the slab allocator (they cannot use
 * the reset context because it gets deleted at the point that merging
 * begins).
 */


static void tuplesort_begin_batch(Tuplesortstate *state);
static bool consider_abort_common(Tuplesortstate *state);
static void inittapes(Tuplesortstate *state, bool mergeruns);
static void inittapestate(Tuplesortstate *state, int maxTapes);
static void selectnewtape(Tuplesortstate *state);
static void init_slab_allocator(Tuplesortstate *state, int numSlots);
static void mergeruns(Tuplesortstate *state);
static void mergeonerun(Tuplesortstate *state);
static void beginmerge(Tuplesortstate *state);
static bool mergereadnext(Tuplesortstate *state, LogicalTape *srcTape, SortTuple *stup);
static void dumptuples(Tuplesortstate *state, bool alltuples);
static void make_bounded_heap(Tuplesortstate *state);
static void sort_bounded_heap(Tuplesortstate *state);
static void tuplesort_sort_memtuples(Tuplesortstate *state);
static void tuplesort_heap_insert(Tuplesortstate *state, SortTuple *tuple);
static void tuplesort_heap_replace_top(Tuplesortstate *state, SortTuple *tuple);
static void tuplesort_heap_delete_top(Tuplesortstate *state);
static void reversedirection(Tuplesortstate *state);
static unsigned int getlen(LogicalTape *tape, bool eofOK);
static void markrunend(LogicalTape *tape);
static int worker_get_identifier(Tuplesortstate *state);
static void worker_freeze_result_tape(Tuplesortstate *state);
static void worker_nomergeruns(Tuplesortstate *state);
static void leader_takeover_tapes(Tuplesortstate *state);
static void free_sort_tuple(Tuplesortstate *state, SortTuple *stup);
static void tuplesort_free(Tuplesortstate *state);
static void tuplesort_updatemax(Tuplesortstate *state);

/*
 * Specialized comparators that we can inline into specialized sorts.  The goal
 * is to try to sort two tuples without having to follow the pointers to the
 * comparator or the tuple.
 *
 * XXX: For now, there is no specialization for cases where datum1 is
 * authoritative and we don't even need to fall back to a callback at all (that
 * would be true for types like int4/int8/timestamp/date, but not true for
 * abbreviations of text or multi-key sorts.  There could be!  Is it worth it?
 */

/* Used if first key's comparator is ssup_datum_unsigned_cmp */
static pg_attribute_always_inline int
qsort_tuple_unsigned_compare(SortTuple *a, SortTuple *b, Tuplesortstate *state)
{
 int   compare;

 compare = ApplyUnsignedSortComparator(a->datum1, a->isnull1,
            b->datum1, b->isnull1,
            &state->base.sortKeys[0]);
 if (compare != 0)
  return compare;

 /*
  * No need to waste effort calling the tiebreak function when there are no
  * other keys to sort on.
 */
 if (state->base.onlyKey != NULL)
  return 0;

 return state->base.comparetup_tiebreak(a, b, state);
}

#if SIZEOF_DATUM >= 8
/* Used if first key's comparator is ssup_datum_signed_cmp */
static pg_attribute_always_inline int
qsort_tuple_signed_compare(SortTuple *a, SortTuple *b, Tuplesortstate *state)
{
 int   compare;

 compare = ApplySignedSortComparator(a->datum1, a->isnull1,
          b->datum1, b->isnull1,
          &state->base.sortKeys[0]);

 if (compare != 0)
  return compare;

 /*
  * No need to waste effort calling the tiebreak function when there are no
  * other keys to sort on.
 */
 if (state->base.onlyKey != NULL)
  return 0;

 return state->base.comparetup_tiebreak(a, b, state);
}
#endif

/* Used if first key's comparator is ssup_datum_int32_cmp */
static pg_attribute_always_inline int
qsort_tuple_int32_compare(SortTuple *a, SortTuple *b, Tuplesortstate *state)
{
 int   compare;

 compare = ApplyInt32SortComparator(a->datum1, a->isnull1,
            b->datum1, b->isnull1,
            &state->base.sortKeys[0]);

 if (compare != 0)
  return compare;

 /*
  * No need to waste effort calling the tiebreak function when there are no
  * other keys to sort on.
 */
 if (state->base.onlyKey != NULL)
  return 0;

 return state->base.comparetup_tiebreak(a, b, state);
}

/*
 * Special versions of qsort just for SortTuple objects.  qsort_tuple() sorts
 * any variant of SortTuples, using the appropriate comparetup function.
 * qsort_ssup() is specialized for the case where the comparetup function
 * reduces to ApplySortComparator(), that is single-key MinimalTuple sorts
 * and Datum sorts.  qsort_tuple_{unsigned,signed,int32} are specialized for
 * common comparison functions on pass-by-value leading datums.
 */

#define ST_SORT qsort_tuple_unsigned
#define ST_ELEMENT_TYPE SortTuple
#define ST_COMPARE(a, b, state) qsort_tuple_unsigned_compare(a, b, state)
#define ST_COMPARE_ARG_TYPE Tuplesortstate
#define ST_CHECK_FOR_INTERRUPTS
#define ST_SCOPE static
#define ST_DEFINE
#include "lib/sort_template.h"

#if SIZEOF_DATUM >= 8
#define ST_SORT qsort_tuple_signed
#define ST_ELEMENT_TYPE SortTuple
#define ST_COMPARE(a, b, state) qsort_tuple_signed_compare(a, b, state)
#define ST_COMPARE_ARG_TYPE Tuplesortstate
#define ST_CHECK_FOR_INTERRUPTS
#define ST_SCOPE static
#define ST_DEFINE
#include "lib/sort_template.h"
#endif

#define ST_SORT qsort_tuple_int32
#define ST_ELEMENT_TYPE SortTuple
#define ST_COMPARE(a, b, state) qsort_tuple_int32_compare(a, b, state)
#define ST_COMPARE_ARG_TYPE Tuplesortstate
#define ST_CHECK_FOR_INTERRUPTS
#define ST_SCOPE static
#define ST_DEFINE
#include "lib/sort_template.h"

#define ST_SORT qsort_tuple
#define ST_ELEMENT_TYPE SortTuple
#define ST_COMPARE_RUNTIME_POINTER
#define ST_COMPARE_ARG_TYPE Tuplesortstate
#define ST_CHECK_FOR_INTERRUPTS
#define ST_SCOPE static
#define ST_DECLARE
#define ST_DEFINE
#include "lib/sort_template.h"

#define ST_SORT qsort_ssup
#define ST_ELEMENT_TYPE SortTuple
#define ST_COMPARE(a, b, ssup) \
 ApplySortComparator((a)->datum1, (a)->isnull1, \
      (b)->datum1, (b)->isnull1, (ssup))
#define ST_COMPARE_ARG_TYPE SortSupportData
#define ST_CHECK_FOR_INTERRUPTS
#define ST_SCOPE static
#define ST_DEFINE
#include "lib/sort_template.h"

/*
 *  tuplesort_begin_xxx
 *
 * Initialize for a tuple sort operation.
 *
 * After calling tuplesort_begin, the caller should call tuplesort_putXXX
 * zero or more times, then call tuplesort_performsort when all the tuples
 * have been supplied.  After performsort, retrieve the tuples in sorted
 * order by calling tuplesort_getXXX until it returns false/NULL.  (If random
 * access was requested, rescan, markpos, and restorepos can also be called.)
 * Call tuplesort_end to terminate the operation and release memory/disk space.
 *
 * Each variant of tuplesort_begin has a workMem parameter specifying the
 * maximum number of kilobytes of RAM to use before spilling data to disk.
 * (The normal value of this parameter is work_mem, but some callers use
 * other values.)  Each variant also has a sortopt which is a bitmask of
 * sort options.  See TUPLESORT_* definitions in tuplesort.h
 */

Tuplesortstate *
tuplesort_begin_common(int workMem, SortCoordinate coordinate, int sortopt)
{
 Tuplesortstate *state;
 MemoryContext maincontext;
 MemoryContext sortcontext;
 MemoryContext oldcontext;

 /* See leader_takeover_tapes() remarks on random access support */
 if (coordinate && (sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS))
  elog(ERROR, "random access disallowed under parallel sort");

 /*
  * Memory context surviving tuplesort_reset.  This memory context holds
  * data which is useful to keep while sorting multiple similar batches.
 */
 maincontext = AllocSetContextCreate(CurrentMemoryContext,
          "TupleSort main",
          ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);

 /*
  * Create a working memory context for one sort operation.  The content of
  * this context is deleted by tuplesort_reset.
 */
 sortcontext = AllocSetContextCreate(maincontext,
          "TupleSort sort",
          ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);

 /*
  * Additionally a working memory context for tuples is setup in
  * tuplesort_begin_batch.
 */

 /*
  * Make the Tuplesortstate within the per-sortstate context.  This way, we
  * don't need a separate pfree() operation for it at shutdown.
 */
 oldcontext = MemoryContextSwitchTo(maincontext);

 state = (Tuplesortstate *) palloc0(sizeof(Tuplesortstate));

 if (trace_sort)
  pg_rusage_init(&state->ru_start);

 state->base.sortopt = sortopt;
 state->base.tuples = true;
 state->abbrevNext = 10;

 /*
  * workMem is forced to be at least 64KB, the current minimum valid value
  * for the work_mem GUC.  This is a defense against parallel sort callers
  * that divide out memory among many workers in a way that leaves each
  * with very little memory.
 */
 state->allowedMem = Max(workMem, 64) * (int64) 1024;
 state->base.sortcontext = sortcontext;
 state->base.maincontext = maincontext;

 /*
  * Initial size of array must be more than ALLOCSET_SEPARATE_THRESHOLD;
  * see comments in grow_memtuples().
 */
 state->memtupsize = INITIAL_MEMTUPSIZE;
 state->memtuples = NULL;

 /*
  * After all of the other non-parallel-related state, we setup all of the
  * state needed for each batch.
 */
 tuplesort_begin_batch(state);

 /*
  * Initialize parallel-related state based on coordination information
  * from caller
 */
 if (!coordinate)
 {
  /* Serial sort */
  state->shared = NULL;
  state->worker = -1;
  state->nParticipants = -1;
 }
 else if (coordinate->isWorker)
 {
  /* Parallel worker produces exactly one final run from all input */
  state->shared = coordinate->sharedsort;
  state->worker = worker_get_identifier(state);
  state->nParticipants = -1;
 }
 else
 {
  /* Parallel leader state only used for final merge */
  state->shared = coordinate->sharedsort;
  state->worker = -1;
  state->nParticipants = coordinate->nParticipants;
  Assert(state->nParticipants >= 1);
 }

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);

 return state;
}

/*
 *  tuplesort_begin_batch
 *
 * Setup, or reset, all state need for processing a new set of tuples with this
 * sort state. Called both from tuplesort_begin_common (the first time sorting
 * with this sort state) and tuplesort_reset (for subsequent usages).
 */
static void
tuplesort_begin_batch(Tuplesortstate *state)
{
 MemoryContext oldcontext;

 oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.maincontext);

 /*
  * Caller tuple (e.g. IndexTuple) memory context.
  *
  * A dedicated child context used exclusively for caller passed tuples
  * eases memory management.  Resetting at key points reduces
  * fragmentation. Note that the memtuples array of SortTuples is allocated
  * in the parent context, not this context, because there is no need to
  * free memtuples early.  For bounded sorts, tuples may be pfreed in any
  * order, so we use a regular aset.c context so that it can make use of
  * free'd memory.  When the sort is not bounded, we make use of a bump.c
  * context as this keeps allocations more compact with less wastage.
  * Allocations are also slightly more CPU efficient.
 */
 if (TupleSortUseBumpTupleCxt(state->base.sortopt))
  state->base.tuplecontext = BumpContextCreate(state->base.sortcontext,
              "Caller tuples",
              ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);
 else
  state->base.tuplecontext = AllocSetContextCreate(state->base.sortcontext,
               "Caller tuples",
               ALLOCSET_DEFAULT_SIZES);


 state->status = TSS_INITIAL;
 state->bounded = false;
 state->boundUsed = false;

 state->availMem = state->allowedMem;

 state->tapeset = NULL;

 state->memtupcount = 0;

 /*
  * Initial size of array must be more than ALLOCSET_SEPARATE_THRESHOLD;
  * see comments in grow_memtuples().
 */
 state->growmemtuples = true;
 state->slabAllocatorUsed = false;
 if (state->memtuples != NULL && state->memtupsize != INITIAL_MEMTUPSIZE)
 {
  pfree(state->memtuples);
  state->memtuples = NULL;
  state->memtupsize = INITIAL_MEMTUPSIZE;
 }
 if (state->memtuples == NULL)
 {
  state->memtuples = (SortTuple *) palloc(state->memtupsize * sizeof(SortTuple));
  USEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(state->memtuples));
 }

 /* workMem must be large enough for the minimal memtuples array */
 if (LACKMEM(state))
  elog(ERROR, "insufficient memory allowed for sort");

 state->currentRun = 0;

 /*
  * Tape variables (inputTapes, outputTapes, etc.) will be initialized by
  * inittapes(), if needed.
 */

 state->result_tape = NULL; /* flag that result tape has not been formed */

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

/*
 * tuplesort_set_bound
 *
 * Advise tuplesort that at most the first N result tuples are required.
 *
 * Must be called before inserting any tuples.  (Actually, we could allow it
 * as long as the sort hasn't spilled to disk, but there seems no need for
 * delayed calls at the moment.)
 *
 * This is a hint only. The tuplesort may still return more tuples than
 * requested.  Parallel leader tuplesorts will always ignore the hint.
 */
void
tuplesort_set_bound(Tuplesortstate *state, int64 bound)
{
 /* Assert we're called before loading any tuples */
 Assert(state->status == TSS_INITIAL && state->memtupcount == 0);
 /* Assert we allow bounded sorts */
 Assert(state->base.sortopt & TUPLESORT_ALLOWBOUNDED);
 /* Can't set the bound twice, either */
 Assert(!state->bounded);
 /* Also, this shouldn't be called in a parallel worker */
 Assert(!WORKER(state));

 /* Parallel leader allows but ignores hint */
 if (LEADER(state))
  return;

#ifdef DEBUG_BOUNDED_SORT
 /* Honor GUC setting that disables the feature (for easy testing) */
 if (!optimize_bounded_sort)
  return;
#endif

 /* We want to be able to compute bound * 2, so limit the setting */
 if (bound > (int64) (INT_MAX / 2))
  return;

 state->bounded = true;
 state->bound = (int) bound;

 /*
  * Bounded sorts are not an effective target for abbreviated key
  * optimization.  Disable by setting state to be consistent with no
  * abbreviation support.
 */
 state->base.sortKeys->abbrev_converter = NULL;
 if (state->base.sortKeys->abbrev_full_comparator)
  state->base.sortKeys->comparator = state->base.sortKeys->abbrev_full_comparator;

 /* Not strictly necessary, but be tidy */
 state->base.sortKeys->abbrev_abort = NULL;
 state->base.sortKeys->abbrev_full_comparator = NULL;
}

/*
 * tuplesort_used_bound
 *
 * Allow callers to find out if the sort state was able to use a bound.
 */
bool
tuplesort_used_bound(Tuplesortstate *state)
{
 return state->boundUsed;
}

/*
 * tuplesort_free
 *
 * Internal routine for freeing resources of tuplesort.
 */
static void
tuplesort_free(Tuplesortstate *state)
{
 /* context swap probably not needed, but let's be safe */
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);
 int64  spaceUsed;

 if (state->tapeset)
  spaceUsed = LogicalTapeSetBlocks(state->tapeset);
 else
  spaceUsed = (state->allowedMem - state->availMem + 1023) / 1024;

 /*
  * Delete temporary "tape" files, if any.
  *
  * We don't bother to destroy the individual tapes here. They will go away
  * with the sortcontext.  (In TSS_FINALMERGE state, we have closed
  * finished tapes already.)
 */
 if (state->tapeset)
  LogicalTapeSetClose(state->tapeset);

 if (trace_sort)
 {
  if (state->tapeset)
   elog(LOG, "%s of worker %d ended, %" PRId64 " disk blocks used: %s",
     SERIAL(state) ? "external sort" : "parallel external sort",
     state->worker, spaceUsed, pg_rusage_show(&state->ru_start));
  else
   elog(LOG, "%s of worker %d ended, %" PRId64 " KB used: %s",
     SERIAL(state) ? "internal sort" : "unperformed parallel sort",
     state->worker, spaceUsed, pg_rusage_show(&state->ru_start));
 }

 TRACE_POSTGRESQL_SORT_DONE(state->tapeset != NULL, spaceUsed);

 FREESTATE(state);
 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);

 /*
  * Free the per-sort memory context, thereby releasing all working memory.
 */
 MemoryContextReset(state->base.sortcontext);
}

/*
 * tuplesort_end
 *
 * Release resources and clean up.
 *
 * NOTE: after calling this, any pointers returned by tuplesort_getXXX are
 * pointing to garbage.  Be careful not to attempt to use or free such
 * pointers afterwards!
 */
void
tuplesort_end(Tuplesortstate *state)
{
 tuplesort_free(state);

 /*
  * Free the main memory context, including the Tuplesortstate struct
  * itself.
 */
 MemoryContextDelete(state->base.maincontext);
}

/*
 * tuplesort_updatemax
 *
 * Update maximum resource usage statistics.
 */
static void
tuplesort_updatemax(Tuplesortstate *state)
{
 int64  spaceUsed;
 bool  isSpaceDisk;

 /*
  * Note: it might seem we should provide both memory and disk usage for a
  * disk-based sort.  However, the current code doesn't track memory space
  * accurately once we have begun to return tuples to the caller (since we
  * don't account for pfree's the caller is expected to do), so we cannot
  * rely on availMem in a disk sort.  This does not seem worth the overhead
  * to fix.  Is it worth creating an API for the memory context code to
  * tell us how much is actually used in sortcontext?
 */
 if (state->tapeset)
 {
  isSpaceDisk = true;
  spaceUsed = LogicalTapeSetBlocks(state->tapeset) * BLCKSZ;
 }
 else
 {
  isSpaceDisk = false;
  spaceUsed = state->allowedMem - state->availMem;
 }

 /*
  * Sort evicts data to the disk when it wasn't able to fit that data into
  * main memory.  This is why we assume space used on the disk to be more
  * important for tracking resource usage than space used in memory. Note
  * that the amount of space occupied by some tupleset on the disk might be
  * less than amount of space occupied by the same tupleset in memory due
  * to more compact representation.
 */
 if ((isSpaceDisk && !state->isMaxSpaceDisk) ||
  (isSpaceDisk == state->isMaxSpaceDisk && spaceUsed > state->maxSpace))
 {
  state->maxSpace = spaceUsed;
  state->isMaxSpaceDisk = isSpaceDisk;
  state->maxSpaceStatus = state->status;
 }
}

/*
 * tuplesort_reset
 *
 * Reset the tuplesort.  Reset all the data in the tuplesort, but leave the
 * meta-information in.  After tuplesort_reset, tuplesort is ready to start
 * a new sort.  This allows avoiding recreation of tuple sort states (and
 * save resources) when sorting multiple small batches.
 */
void
tuplesort_reset(Tuplesortstate *state)
{
 tuplesort_updatemax(state);
 tuplesort_free(state);

 /*
  * After we've freed up per-batch memory, re-setup all of the state common
  * to both the first batch and any subsequent batch.
 */
 tuplesort_begin_batch(state);

 state->lastReturnedTuple = NULL;
 state->slabMemoryBegin = NULL;
 state->slabMemoryEnd = NULL;
 state->slabFreeHead = NULL;
}

/*
 * Grow the memtuples[] array, if possible within our memory constraint.  We
 * must not exceed INT_MAX tuples in memory or the caller-provided memory
 * limit.  Return true if we were able to enlarge the array, false if not.
 *
 * Normally, at each increment we double the size of the array.  When doing
 * that would exceed a limit, we attempt one last, smaller increase (and then
 * clear the growmemtuples flag so we don't try any more).  That allows us to
 * use memory as fully as permitted; sticking to the pure doubling rule could
 * result in almost half going unused.  Because availMem moves around with
 * tuple addition/removal, we need some rule to prevent making repeated small
 * increases in memtupsize, which would just be useless thrashing.  The
 * growmemtuples flag accomplishes that and also prevents useless
 * recalculations in this function.
 */
static bool
grow_memtuples(Tuplesortstate *state)
{
 int   newmemtupsize;
 int   memtupsize = state->memtupsize;
 int64  memNowUsed = state->allowedMem - state->availMem;

 /* Forget it if we've already maxed out memtuples, per comment above */
 if (!state->growmemtuples)
  return false;

 /* Select new value of memtupsize */
 if (memNowUsed <= state->availMem)
 {
  /*
   * We've used no more than half of allowedMem; double our usage,
   * clamping at INT_MAX tuples.
 */
  if (memtupsize < INT_MAX / 2)
   newmemtupsize = memtupsize * 2;
  else
  {
   newmemtupsize = INT_MAX;
   state->growmemtuples = false;
  }
 }
 else
 {
  /*
   * This will be the last increment of memtupsize.  Abandon doubling
   * strategy and instead increase as much as we safely can.
   *
   * To stay within allowedMem, we can't increase memtupsize by more
   * than availMem / sizeof(SortTuple) elements.  In practice, we want
   * to increase it by considerably less, because we need to leave some
   * space for the tuples to which the new array slots will refer.  We
   * assume the new tuples will be about the same size as the tuples
   * we've already seen, and thus we can extrapolate from the space
   * consumption so far to estimate an appropriate new size for the
   * memtuples array.  The optimal value might be higher or lower than
   * this estimate, but it's hard to know that in advance.  We again
   * clamp at INT_MAX tuples.
   *
   * This calculation is safe against enlarging the array so much that
   * LACKMEM becomes true, because the memory currently used includes
   * the present array; thus, there would be enough allowedMem for the
   * new array elements even if no other memory were currently used.
   *
   * We do the arithmetic in float8, because otherwise the product of
   * memtupsize and allowedMem could overflow.  Any inaccuracy in the
   * result should be insignificant; but even if we computed a
   * completely insane result, the checks below will prevent anything
   * really bad from happening.
 */
  double  grow_ratio;

  grow_ratio = (double) state->allowedMem / (double) memNowUsed;
  if (memtupsize * grow_ratio < INT_MAX)
   newmemtupsize = (int) (memtupsize * grow_ratio);
  else
   newmemtupsize = INT_MAX;

  /* We won't make any further enlargement attempts */
  state->growmemtuples = false;
 }

 /* Must enlarge array by at least one element, else report failure */
 if (newmemtupsize <= memtupsize)
  goto noalloc;

 /*
  * On a 32-bit machine, allowedMem could exceed MaxAllocHugeSize.  Clamp
  * to ensure our request won't be rejected.  Note that we can easily
  * exhaust address space before facing this outcome.  (This is presently
  * impossible due to guc.c's MAX_KILOBYTES limitation on work_mem, but
  * don't rely on that at this distance.)
 */
 if ((Size) newmemtupsize >= MaxAllocHugeSize / sizeof(SortTuple))
 {
  newmemtupsize = (int) (MaxAllocHugeSize / sizeof(SortTuple));
  state->growmemtuples = false; /* can't grow any more */
 }

 /*
  * We need to be sure that we do not cause LACKMEM to become true, else
  * the space management algorithm will go nuts.  The code above should
  * never generate a dangerous request, but to be safe, check explicitly
  * that the array growth fits within availMem.  (We could still cause
  * LACKMEM if the memory chunk overhead associated with the memtuples
  * array were to increase.  That shouldn't happen because we chose the
  * initial array size large enough to ensure that palloc will be treating
  * both old and new arrays as separate chunks.  But we'll check LACKMEM
  * explicitly below just in case.)
 */
 if (state->availMem < (int64) ((newmemtupsize - memtupsize) * sizeof(SortTuple)))
  goto noalloc;

 /* OK, do it */
 FREEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(state->memtuples));
 state->memtupsize = newmemtupsize;
 state->memtuples = (SortTuple *)
  repalloc_huge(state->memtuples,
       state->memtupsize * sizeof(SortTuple));
 USEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(state->memtuples));
 if (LACKMEM(state))
  elog(ERROR, "unexpected out-of-memory situation in tuplesort");
 return true;

noalloc:
 /* If for any reason we didn't realloc, shut off future attempts */
 state->growmemtuples = false;
 return false;
}

/*
 * Shared code for tuple and datum cases.
 */
void
tuplesort_puttuple_common(Tuplesortstate *state, SortTuple *tuple,
        bool useAbbrev, Size tuplen)
{
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);

 Assert(!LEADER(state));

 /* account for the memory used for this tuple */
 USEMEM(state, tuplen);
 state->tupleMem += tuplen;

 if (!useAbbrev)
 {
  /*
   * Leave ordinary Datum representation, or NULL value.  If there is a
   * converter it won't expect NULL values, and cost model is not
   * required to account for NULL, so in that case we avoid calling
   * converter and just set datum1 to zeroed representation (to be
   * consistent, and to support cheap inequality tests for NULL
   * abbreviated keys).
 */
 }
 else if (!consider_abort_common(state))
 {
  /* Store abbreviated key representation */
  tuple->datum1 = state->base.sortKeys->abbrev_converter(tuple->datum1,
                  state->base.sortKeys);
 }
 else
 {
  /*
   * Set state to be consistent with never trying abbreviation.
   *
   * Alter datum1 representation in already-copied tuples, so as to
   * ensure a consistent representation (current tuple was just
   * handled).  It does not matter if some dumped tuples are already
   * sorted on tape, since serialized tuples lack abbreviated keys
   * (TSS_BUILDRUNS state prevents control reaching here in any case).
 */
  REMOVEABBREV(state, state->memtuples, state->memtupcount);
 }

 switch (state->status)
 {
  case TSS_INITIAL:

   /*
    * Save the tuple into the unsorted array.  First, grow the array
    * as needed.  Note that we try to grow the array when there is
    * still one free slot remaining --- if we fail, there'll still be
    * room to store the incoming tuple, and then we'll switch to
    * tape-based operation.
 */
   if (state->memtupcount >= state->memtupsize - 1)
   {
    (void) grow_memtuples(state);
    Assert(state->memtupcount < state->memtupsize);
   }
   state->memtuples[state->memtupcount++] = *tuple;

   /*
    * Check if it's time to switch over to a bounded heapsort. We do
    * so if the input tuple count exceeds twice the desired tuple
    * count (this is a heuristic for where heapsort becomes cheaper
    * than a quicksort), or if we've just filled workMem and have
    * enough tuples to meet the bound.
    *
    * Note that once we enter TSS_BOUNDED state we will always try to
    * complete the sort that way.  In the worst case, if later input
    * tuples are larger than earlier ones, this might cause us to
    * exceed workMem significantly.
 */
   if (state->bounded &&
    (state->memtupcount > state->bound * 2 ||
     (state->memtupcount > state->bound && LACKMEM(state))))
   {
    if (trace_sort)
     elog(LOG, "switching to bounded heapsort at %d tuples: %s",
       state->memtupcount,
       pg_rusage_show(&state->ru_start));
    make_bounded_heap(state);
    MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
    return;
   }

   /*
    * Done if we still fit in available memory and have array slots.
 */
   if (state->memtupcount < state->memtupsize && !LACKMEM(state))
   {
    MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
    return;
   }

   /*
    * Nope; time to switch to tape-based operation.
 */
   inittapes(state, true);

   /*
    * Dump all tuples.
 */
   dumptuples(state, false);
   break;

  case TSS_BOUNDED:

   /*
    * We don't want to grow the array here, so check whether the new
    * tuple can be discarded before putting it in.  This should be a
    * good speed optimization, too, since when there are many more
    * input tuples than the bound, most input tuples can be discarded
    * with just this one comparison.  Note that because we currently
    * have the sort direction reversed, we must check for <= not >=.
 */
   if (COMPARETUP(state, tuple, &state->memtuples[0]) <= 0)
   {
    /* new tuple <= top of the heap, so we can discard it */
    free_sort_tuple(state, tuple);
    CHECK_FOR_INTERRUPTS();
   }
   else
   {
    /* discard top of heap, replacing it with the new tuple */
    free_sort_tuple(state, &state->memtuples[0]);
    tuplesort_heap_replace_top(state, tuple);
   }
   break;

  case TSS_BUILDRUNS:

   /*
    * Save the tuple into the unsorted array (there must be space)
 */
   state->memtuples[state->memtupcount++] = *tuple;

   /*
    * If we are over the memory limit, dump all tuples.
 */
   dumptuples(state, false);
   break;

  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   break;
 }
 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

static bool
consider_abort_common(Tuplesortstate *state)
{
 Assert(state->base.sortKeys[0].abbrev_converter != NULL);
 Assert(state->base.sortKeys[0].abbrev_abort != NULL);
 Assert(state->base.sortKeys[0].abbrev_full_comparator != NULL);

 /*
  * Check effectiveness of abbreviation optimization.  Consider aborting
  * when still within memory limit.
 */
 if (state->status == TSS_INITIAL &&
  state->memtupcount >= state->abbrevNext)
 {
  state->abbrevNext *= 2;

  /*
   * Check opclass-supplied abbreviation abort routine.  It may indicate
   * that abbreviation should not proceed.
 */
  if (!state->base.sortKeys->abbrev_abort(state->memtupcount,
            state->base.sortKeys))
   return false;

  /*
   * Finally, restore authoritative comparator, and indicate that
   * abbreviation is not in play by setting abbrev_converter to NULL
 */
  state->base.sortKeys[0].comparator = state->base.sortKeys[0].abbrev_full_comparator;
  state->base.sortKeys[0].abbrev_converter = NULL;
  /* Not strictly necessary, but be tidy */
  state->base.sortKeys[0].abbrev_abort = NULL;
  state->base.sortKeys[0].abbrev_full_comparator = NULL;

  /* Give up - expect original pass-by-value representation */
  return true;
 }

 return false;
}

/*
 * All tuples have been provided; finish the sort.
 */
void
tuplesort_performsort(Tuplesortstate *state)
{
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);

 if (trace_sort)
  elog(LOG, "performsort of worker %d starting: %s",
    state->worker, pg_rusage_show(&state->ru_start));

 switch (state->status)
 {
  case TSS_INITIAL:

   /*
    * We were able to accumulate all the tuples within the allowed
    * amount of memory, or leader to take over worker tapes
 */
   if (SERIAL(state))
   {
    /* Just qsort 'em and we're done */
    tuplesort_sort_memtuples(state);
    state->status = TSS_SORTEDINMEM;
   }
   else if (WORKER(state))
   {
    /*
     * Parallel workers must still dump out tuples to tape.  No
     * merge is required to produce single output run, though.
 */
    inittapes(state, false);
    dumptuples(state, true);
    worker_nomergeruns(state);
    state->status = TSS_SORTEDONTAPE;
   }
   else
   {
    /*
     * Leader will take over worker tapes and merge worker runs.
     * Note that mergeruns sets the correct state->status.
 */
    leader_takeover_tapes(state);
    mergeruns(state);
   }
   state->current = 0;
   state->eof_reached = false;
   state->markpos_block = 0L;
   state->markpos_offset = 0;
   state->markpos_eof = false;
   break;

  case TSS_BOUNDED:

   /*
    * We were able to accumulate all the tuples required for output
    * in memory, using a heap to eliminate excess tuples.  Now we
    * have to transform the heap to a properly-sorted array. Note
    * that sort_bounded_heap sets the correct state->status.
 */
   sort_bounded_heap(state);
   state->current = 0;
   state->eof_reached = false;
   state->markpos_offset = 0;
   state->markpos_eof = false;
   break;

  case TSS_BUILDRUNS:

   /*
    * Finish tape-based sort.  First, flush all tuples remaining in
    * memory out to tape; then merge until we have a single remaining
    * run (or, if !randomAccess and !WORKER(), one run per tape).
    * Note that mergeruns sets the correct state->status.
 */
   dumptuples(state, true);
   mergeruns(state);
   state->eof_reached = false;
   state->markpos_block = 0L;
   state->markpos_offset = 0;
   state->markpos_eof = false;
   break;

  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   break;
 }

 if (trace_sort)
 {
  if (state->status == TSS_FINALMERGE)
   elog(LOG, "performsort of worker %d done (except %d-way final merge): %s",
     state->worker, state->nInputTapes,
     pg_rusage_show(&state->ru_start));
  else
   elog(LOG, "performsort of worker %d done: %s",
     state->worker, pg_rusage_show(&state->ru_start));
 }

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

/*
 * Internal routine to fetch the next tuple in either forward or back
 * direction into *stup.  Returns false if no more tuples.
 * Returned tuple belongs to tuplesort memory context, and must not be freed
 * by caller.  Note that fetched tuple is stored in memory that may be
 * recycled by any future fetch.
 */
bool
tuplesort_gettuple_common(Tuplesortstate *state, bool forward,
        SortTuple *stup)
{
 unsigned int tuplen;
 size_t  nmoved;

 Assert(!WORKER(state));

 switch (state->status)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   Assert(forward || state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS);
   Assert(!state->slabAllocatorUsed);
   if (forward)
   {
    if (state->current < state->memtupcount)
    {
     *stup = state->memtuples[state->current++];
     return true;
    }
    state->eof_reached = true;

    /*
     * Complain if caller tries to retrieve more tuples than
     * originally asked for in a bounded sort.  This is because
     * returning EOF here might be the wrong thing.
 */
    if (state->bounded && state->current >= state->bound)
     elog(ERROR, "retrieved too many tuples in a bounded sort");

    return false;
   }
   else
   {
    if (state->current <= 0)
     return false;

    /*
     * if all tuples are fetched already then we return last
     * tuple, else - tuple before last returned.
 */
    if (state->eof_reached)
     state->eof_reached = false;
    else
    {
     state->current--; /* last returned tuple */
     if (state->current <= 0)
      return false;
    }
    *stup = state->memtuples[state->current - 1];
    return true;
   }
   break;

  case TSS_SORTEDONTAPE:
   Assert(forward || state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS);
   Assert(state->slabAllocatorUsed);

   /*
    * The slot that held the tuple that we returned in previous
    * gettuple call can now be reused.
 */
   if (state->lastReturnedTuple)
   {
    RELEASE_SLAB_SLOT(state, state->lastReturnedTuple);
    state->lastReturnedTuple = NULL;
   }

   if (forward)
   {
    if (state->eof_reached)
     return false;

    if ((tuplen = getlen(state->result_tape, true)) != 0)
    {
     READTUP(state, stup, state->result_tape, tuplen);

     /*
      * Remember the tuple we return, so that we can recycle
      * its memory on next call.  (This can be NULL, in the
      * !state->tuples case).
 */
     state->lastReturnedTuple = stup->tuple;

     return true;
    }
    else
    {
     state->eof_reached = true;
     return false;
    }
   }

   /*
    * Backward.
    *
    * if all tuples are fetched already then we return last tuple,
    * else - tuple before last returned.
 */
   if (state->eof_reached)
   {
    /*
     * Seek position is pointing just past the zero tuplen at the
     * end of file; back up to fetch last tuple's ending length
     * word.  If seek fails we must have a completely empty file.
 */
    nmoved = LogicalTapeBackspace(state->result_tape,
             2 * sizeof(unsigned int));
    if (nmoved == 0)
     return false;
    else if (nmoved != 2 * sizeof(unsigned int))
     elog(ERROR, "unexpected tape position");
    state->eof_reached = false;
   }
   else
   {
    /*
     * Back up and fetch previously-returned tuple's ending length
     * word.  If seek fails, assume we are at start of file.
 */
    nmoved = LogicalTapeBackspace(state->result_tape,
             sizeof(unsigned int));
    if (nmoved == 0)
     return false;
    else if (nmoved != sizeof(unsigned int))
     elog(ERROR, "unexpected tape position");
    tuplen = getlen(state->result_tape, false);

    /*
     * Back up to get ending length word of tuple before it.
 */
    nmoved = LogicalTapeBackspace(state->result_tape,
             tuplen + 2 * sizeof(unsigned int));
    if (nmoved == tuplen + sizeof(unsigned int))
    {
     /*
      * We backed up over the previous tuple, but there was no
      * ending length word before it.  That means that the prev
      * tuple is the first tuple in the file.  It is now the
      * next to read in forward direction (not obviously right,
      * but that is what in-memory case does).
 */
     return false;
    }
    else if (nmoved != tuplen + 2 * sizeof(unsigned int))
     elog(ERROR, "bogus tuple length in backward scan");
   }

   tuplen = getlen(state->result_tape, false);

   /*
    * Now we have the length of the prior tuple, back up and read it.
    * Note: READTUP expects we are positioned after the initial
    * length word of the tuple, so back up to that point.
 */
   nmoved = LogicalTapeBackspace(state->result_tape,
            tuplen);
   if (nmoved != tuplen)
    elog(ERROR, "bogus tuple length in backward scan");
   READTUP(state, stup, state->result_tape, tuplen);

   /*
    * Remember the tuple we return, so that we can recycle its memory
    * on next call. (This can be NULL, in the Datum case).
 */
   state->lastReturnedTuple = stup->tuple;

   return true;

  case TSS_FINALMERGE:
   Assert(forward);
   /* We are managing memory ourselves, with the slab allocator. */
   Assert(state->slabAllocatorUsed);

   /*
    * The slab slot holding the tuple that we returned in previous
    * gettuple call can now be reused.
 */
   if (state->lastReturnedTuple)
   {
    RELEASE_SLAB_SLOT(state, state->lastReturnedTuple);
    state->lastReturnedTuple = NULL;
   }

   /*
    * This code should match the inner loop of mergeonerun().
 */
   if (state->memtupcount > 0)
   {
    int   srcTapeIndex = state->memtuples[0].srctape;
    LogicalTape *srcTape = state->inputTapes[srcTapeIndex];
    SortTuple newtup;

    *stup = state->memtuples[0];

    /*
     * Remember the tuple we return, so that we can recycle its
     * memory on next call. (This can be NULL, in the Datum case).
 */
    state->lastReturnedTuple = stup->tuple;

    /*
     * Pull next tuple from tape, and replace the returned tuple
     * at top of the heap with it.
 */
    if (!mergereadnext(state, srcTape, &newtup))
    {
     /*
      * If no more data, we've reached end of run on this tape.
      * Remove the top node from the heap.
 */
     tuplesort_heap_delete_top(state);
     state->nInputRuns--;

     /*
      * Close the tape.  It'd go away at the end of the sort
      * anyway, but better to release the memory early.
 */
     LogicalTapeClose(srcTape);
     return true;
    }
    newtup.srctape = srcTapeIndex;
    tuplesort_heap_replace_top(state, &newtup);
    return true;
   }
   return false;

  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   return false;  /* keep compiler quiet */
 }
}


/*
 * Advance over N tuples in either forward or back direction,
 * without returning any data.  N==0 is a no-op.
 * Returns true if successful, false if ran out of tuples.
 */
bool
tuplesort_skiptuples(Tuplesortstate *state, int64 ntuples, bool forward)
{
 MemoryContext oldcontext;

 /*
  * We don't actually support backwards skip yet, because no callers need
  * it.  The API is designed to allow for that later, though.
 */
 Assert(forward);
 Assert(ntuples >= 0);
 Assert(!WORKER(state));

 switch (state->status)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   if (state->memtupcount - state->current >= ntuples)
   {
    state->current += ntuples;
    return true;
   }
   state->current = state->memtupcount;
   state->eof_reached = true;

   /*
    * Complain if caller tries to retrieve more tuples than
    * originally asked for in a bounded sort.  This is because
    * returning EOF here might be the wrong thing.
 */
   if (state->bounded && state->current >= state->bound)
    elog(ERROR, "retrieved too many tuples in a bounded sort");

   return false;

  case TSS_SORTEDONTAPE:
  case TSS_FINALMERGE:

   /*
    * We could probably optimize these cases better, but for now it's
    * not worth the trouble.
 */
   oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);
   while (ntuples-- > 0)
   {
    SortTuple stup;

    if (!tuplesort_gettuple_common(state, forward, &stup))
    {
     MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
     return false;
    }
    CHECK_FOR_INTERRUPTS();
   }
   MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
   return true;

  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   return false;  /* keep compiler quiet */
 }
}

/*
 * tuplesort_merge_order - report merge order we'll use for given memory
 * (note: "merge order" just means the number of input tapes in the merge).
 *
 * This is exported for use by the planner.  allowedMem is in bytes.
 */
int
tuplesort_merge_order(int64 allowedMem)
{
 int   mOrder;

 /*----------
  * In the merge phase, we need buffer space for each input and output tape.
  * Each pass in the balanced merge algorithm reads from M input tapes, and
  * writes to N output tapes.  Each tape consumes TAPE_BUFFER_OVERHEAD bytes
  * of memory.  In addition to that, we want MERGE_BUFFER_SIZE workspace per
  * input tape.
  *
  * totalMem = M * (TAPE_BUFFER_OVERHEAD + MERGE_BUFFER_SIZE) +
  *            N * TAPE_BUFFER_OVERHEAD
  *
  * Except for the last and next-to-last merge passes, where there can be
  * fewer tapes left to process, M = N.  We choose M so that we have the
  * desired amount of memory available for the input buffers
  * (TAPE_BUFFER_OVERHEAD + MERGE_BUFFER_SIZE), given the total memory
  * available for the tape buffers (allowedMem).
  *
  * Note: you might be thinking we need to account for the memtuples[]
  * array in this calculation, but we effectively treat that as part of the
  * MERGE_BUFFER_SIZE workspace.
  *----------
 */
 mOrder = allowedMem /
  (2 * TAPE_BUFFER_OVERHEAD + MERGE_BUFFER_SIZE);

 /*
  * Even in minimum memory, use at least a MINORDER merge.  On the other
  * hand, even when we have lots of memory, do not use more than a MAXORDER
  * merge.  Tapes are pretty cheap, but they're not entirely free.  Each
  * additional tape reduces the amount of memory available to build runs,
  * which in turn can cause the same sort to need more runs, which makes
  * merging slower even if it can still be done in a single pass.  Also,
  * high order merges are quite slow due to CPU cache effects; it can be
  * faster to pay the I/O cost of a multi-pass merge than to perform a
  * single merge pass across many hundreds of tapes.
 */
 mOrder = Max(mOrder, MINORDER);
 mOrder = Min(mOrder, MAXORDER);

 return mOrder;
}

/*
 * Helper function to calculate how much memory to allocate for the read buffer
 * of each input tape in a merge pass.
 *
 * 'avail_mem' is the amount of memory available for the buffers of all the
 *  tapes, both input and output.
 * 'nInputTapes' and 'nInputRuns' are the number of input tapes and runs.
 * 'maxOutputTapes' is the max. number of output tapes we should produce.
 */
static int64
merge_read_buffer_size(int64 avail_mem, int nInputTapes, int nInputRuns,
        int maxOutputTapes)
{
 int   nOutputRuns;
 int   nOutputTapes;

 /*
  * How many output tapes will we produce in this pass?
  *
  * This is nInputRuns / nInputTapes, rounded up.
 */
 nOutputRuns = (nInputRuns + nInputTapes - 1) / nInputTapes;

 nOutputTapes = Min(nOutputRuns, maxOutputTapes);

 /*
  * Each output tape consumes TAPE_BUFFER_OVERHEAD bytes of memory.  All
  * remaining memory is divided evenly between the input tapes.
  *
  * This also follows from the formula in tuplesort_merge_order, but here
  * we derive the input buffer size from the amount of memory available,
  * and M and N.
 */
 return Max((avail_mem - TAPE_BUFFER_OVERHEAD * nOutputTapes) / nInputTapes, 0);
}

/*
 * inittapes - initialize for tape sorting.
 *
 * This is called only if we have found we won't sort in memory.
 */
static void
inittapes(Tuplesortstate *state, bool mergeruns)
{
 Assert(!LEADER(state));

 if (mergeruns)
 {
  /* Compute number of input tapes to use when merging */
  state->maxTapes = tuplesort_merge_order(state->allowedMem);
 }
 else
 {
  /* Workers can sometimes produce single run, output without merge */
  Assert(WORKER(state));
  state->maxTapes = MINORDER;
 }

 if (trace_sort)
  elog(LOG, "worker %d switching to external sort with %d tapes: %s",
    state->worker, state->maxTapes, pg_rusage_show(&state->ru_start));

 /* Create the tape set */
 inittapestate(state, state->maxTapes);
 state->tapeset =
  LogicalTapeSetCreate(false,
        state->shared ? &state->shared->fileset : NULL,
        state->worker);

 state->currentRun = 0;

 /*
  * Initialize logical tape arrays.
 */
 state->inputTapes = NULL;
 state->nInputTapes = 0;
 state->nInputRuns = 0;

 state->outputTapes = palloc0(state->maxTapes * sizeof(LogicalTape *));
 state->nOutputTapes = 0;
 state->nOutputRuns = 0;

 state->status = TSS_BUILDRUNS;

 selectnewtape(state);
}

/*
 * inittapestate - initialize generic tape management state
 */
static void
inittapestate(Tuplesortstate *state, int maxTapes)
{
 int64  tapeSpace;

 /*
  * Decrease availMem to reflect the space needed for tape buffers; but
  * don't decrease it to the point that we have no room for tuples. (That
  * case is only likely to occur if sorting pass-by-value Datums; in all
  * other scenarios the memtuples[] array is unlikely to occupy more than
  * half of allowedMem.  In the pass-by-value case it's not important to
  * account for tuple space, so we don't care if LACKMEM becomes
  * inaccurate.)
 */
 tapeSpace = (int64) maxTapes * TAPE_BUFFER_OVERHEAD;

 if (tapeSpace + GetMemoryChunkSpace(state->memtuples) < state->allowedMem)
  USEMEM(state, tapeSpace);

 /*
  * Make sure that the temp file(s) underlying the tape set are created in
  * suitable temp tablespaces.  For parallel sorts, this should have been
  * called already, but it doesn't matter if it is called a second time.
 */
 PrepareTempTablespaces();
}

/*
 * selectnewtape -- select next tape to output to.
 *
 * This is called after finishing a run when we know another run
 * must be started.  This is used both when building the initial
 * runs, and during merge passes.
 */
static void
selectnewtape(Tuplesortstate *state)
{
 /*
  * At the beginning of each merge pass, nOutputTapes and nOutputRuns are
  * both zero.  On each call, we create a new output tape to hold the next
  * run, until maxTapes is reached.  After that, we assign new runs to the
  * existing tapes in a round robin fashion.
 */
 if (state->nOutputTapes < state->maxTapes)
 {
  /* Create a new tape to hold the next run */
  Assert(state->outputTapes[state->nOutputRuns] == NULL);
  Assert(state->nOutputRuns == state->nOutputTapes);
  state->destTape = LogicalTapeCreate(state->tapeset);
  state->outputTapes[state->nOutputTapes] = state->destTape;
  state->nOutputTapes++;
  state->nOutputRuns++;
 }
 else
 {
  /*
   * We have reached the max number of tapes.  Append to an existing
   * tape.
 */
  state->destTape = state->outputTapes[state->nOutputRuns % state->nOutputTapes];
  state->nOutputRuns++;
 }
}

/*
 * Initialize the slab allocation arena, for the given number of slots.
 */
static void
init_slab_allocator(Tuplesortstate *state, int numSlots)
{
 if (numSlots > 0)
 {
  char    *p;
  int   i;

  state->slabMemoryBegin = palloc(numSlots * SLAB_SLOT_SIZE);
  state->slabMemoryEnd = state->slabMemoryBegin +
   numSlots * SLAB_SLOT_SIZE;
  state->slabFreeHead = (SlabSlot *) state->slabMemoryBegin;
  USEMEM(state, numSlots * SLAB_SLOT_SIZE);

  p = state->slabMemoryBegin;
  for (i = 0; i < numSlots - 1; i++)
  {
   ((SlabSlot *) p)->nextfree = (SlabSlot *) (p + SLAB_SLOT_SIZE);
   p += SLAB_SLOT_SIZE;
  }
  ((SlabSlot *) p)->nextfree = NULL;
 }
 else
 {
  state->slabMemoryBegin = state->slabMemoryEnd = NULL;
  state->slabFreeHead = NULL;
 }
 state->slabAllocatorUsed = true;
}

/*
 * mergeruns -- merge all the completed initial runs.
 *
 * This implements the Balanced k-Way Merge Algorithm.  All input data has
 * already been written to initial runs on tape (see dumptuples).
 */
static void
mergeruns(Tuplesortstate *state)
{
 int   tapenum;

 Assert(state->status == TSS_BUILDRUNS);
 Assert(state->memtupcount == 0);

 if (state->base.sortKeys != NULL && state->base.sortKeys->abbrev_converter != NULL)
 {
  /*
   * If there are multiple runs to be merged, when we go to read back
   * tuples from disk, abbreviated keys will not have been stored, and
   * we don't care to regenerate them.  Disable abbreviation from this
   * point on.
 */
  state->base.sortKeys->abbrev_converter = NULL;
  state->base.sortKeys->comparator = state->base.sortKeys->abbrev_full_comparator;

  /* Not strictly necessary, but be tidy */
  state->base.sortKeys->abbrev_abort = NULL;
  state->base.sortKeys->abbrev_full_comparator = NULL;
 }

 /*
  * Reset tuple memory.  We've freed all the tuples that we previously
  * allocated.  We will use the slab allocator from now on.
 */
 MemoryContextResetOnly(state->base.tuplecontext);

 /*
  * We no longer need a large memtuples array.  (We will allocate a smaller
  * one for the heap later.)
 */
 FREEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(state->memtuples));
 pfree(state->memtuples);
 state->memtuples = NULL;

 /*
  * Initialize the slab allocator.  We need one slab slot per input tape,
  * for the tuples in the heap, plus one to hold the tuple last returned
  * from tuplesort_gettuple.  (If we're sorting pass-by-val Datums,
  * however, we don't need to do allocate anything.)
  *
  * In a multi-pass merge, we could shrink this allocation for the last
  * merge pass, if it has fewer tapes than previous passes, but we don't
  * bother.
  *
  * From this point on, we no longer use the USEMEM()/LACKMEM() mechanism
  * to track memory usage of individual tuples.
 */
 if (state->base.tuples)
  init_slab_allocator(state, state->nOutputTapes + 1);
 else
  init_slab_allocator(state, 0);

 /*
  * Allocate a new 'memtuples' array, for the heap.  It will hold one tuple
  * from each input tape.
  *
  * We could shrink this, too, between passes in a multi-pass merge, but we
  * don't bother.  (The initial input tapes are still in outputTapes.  The
  * number of input tapes will not increase between passes.)
 */
 state->memtupsize = state->nOutputTapes;
 state->memtuples = (SortTuple *) MemoryContextAlloc(state->base.maincontext,
              state->nOutputTapes * sizeof(SortTuple));
 USEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(state->memtuples));

 /*
  * Use all the remaining memory we have available for tape buffers among
  * all the input tapes.  At the beginning of each merge pass, we will
  * divide this memory between the input and output tapes in the pass.
 */
 state->tape_buffer_mem = state->availMem;
 USEMEM(state, state->tape_buffer_mem);
 if (trace_sort)
  elog(LOG, "worker %d using %zu KB of memory for tape buffers",
    state->worker, state->tape_buffer_mem / 1024);

 for (;;)
 {
  /*
   * On the first iteration, or if we have read all the runs from the
   * input tapes in a multi-pass merge, it's time to start a new pass.
   * Rewind all the output tapes, and make them inputs for the next
   * pass.
 */
  if (state->nInputRuns == 0)
  {
   int64  input_buffer_size;

   /* Close the old, emptied, input tapes */
   if (state->nInputTapes > 0)
   {
    for (tapenum = 0; tapenum < state->nInputTapes; tapenum++)
     LogicalTapeClose(state->inputTapes[tapenum]);
    pfree(state->inputTapes);
   }

   /* Previous pass's outputs become next pass's inputs. */
   state->inputTapes = state->outputTapes;
   state->nInputTapes = state->nOutputTapes;
   state->nInputRuns = state->nOutputRuns;

   /*
    * Reset output tape variables.  The actual LogicalTapes will be
    * created as needed, here we only allocate the array to hold
    * them.
 */
   state->outputTapes = palloc0(state->nInputTapes * sizeof(LogicalTape *));
   state->nOutputTapes = 0;
   state->nOutputRuns = 0;

   /*
    * Redistribute the memory allocated for tape buffers, among the
    * new input and output tapes.
 */
   input_buffer_size = merge_read_buffer_size(state->tape_buffer_mem,
                state->nInputTapes,
                state->nInputRuns,
                state->maxTapes);

   if (trace_sort)
    elog(LOG, "starting merge pass of %d input runs on %d tapes, " INT64_FORMAT " KB of memory for each input tape: %s",
      state->nInputRuns, state->nInputTapes, input_buffer_size / 1024,
      pg_rusage_show(&state->ru_start));

   /* Prepare the new input tapes for merge pass. */
   for (tapenum = 0; tapenum < state->nInputTapes; tapenum++)
    LogicalTapeRewindForRead(state->inputTapes[tapenum], input_buffer_size);

   /*
    * If there's just one run left on each input tape, then only one
    * merge pass remains.  If we don't have to produce a materialized
    * sorted tape, we can stop at this point and do the final merge
    * on-the-fly.
 */
   if ((state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS) == 0
    && state->nInputRuns <= state->nInputTapes
    && !WORKER(state))
   {
    /* Tell logtape.c we won't be writing anymore */
    LogicalTapeSetForgetFreeSpace(state->tapeset);
    /* Initialize for the final merge pass */
    beginmerge(state);
    state->status = TSS_FINALMERGE;
    return;
   }
  }

  /* Select an output tape */
  selectnewtape(state);

  /* Merge one run from each input tape. */
  mergeonerun(state);

  /*
   * If the input tapes are empty, and we output only one output run,
   * we're done.  The current output tape contains the final result.
 */
  if (state->nInputRuns == 0 && state->nOutputRuns <= 1)
   break;
 }

 /*
  * Done.  The result is on a single run on a single tape.
 */
 state->result_tape = state->outputTapes[0];
 if (!WORKER(state))
  LogicalTapeFreeze(state->result_tape, NULL);
 else
  worker_freeze_result_tape(state);
 state->status = TSS_SORTEDONTAPE;

 /* Close all the now-empty input tapes, to release their read buffers. */
 for (tapenum = 0; tapenum < state->nInputTapes; tapenum++)
  LogicalTapeClose(state->inputTapes[tapenum]);
}

/*
 * Merge one run from each input tape.
 */
static void
mergeonerun(Tuplesortstate *state)
{
 int   srcTapeIndex;
 LogicalTape *srcTape;

 /*
  * Start the merge by loading one tuple from each active source tape into
  * the heap.
 */
 beginmerge(state);

 Assert(state->slabAllocatorUsed);

 /*
  * Execute merge by repeatedly extracting lowest tuple in heap, writing it
  * out, and replacing it with next tuple from same tape (if there is
  * another one).
 */
 while (state->memtupcount > 0)
 {
  SortTuple stup;

  /* write the tuple to destTape */
  srcTapeIndex = state->memtuples[0].srctape;
  srcTape = state->inputTapes[srcTapeIndex];
  WRITETUP(state, state->destTape, &state->memtuples[0]);

  /* recycle the slot of the tuple we just wrote out, for the next read */
  if (state->memtuples[0].tuple)
   RELEASE_SLAB_SLOT(state, state->memtuples[0].tuple);

  /*
   * pull next tuple from the tape, and replace the written-out tuple in
   * the heap with it.
 */
  if (mergereadnext(state, srcTape, &stup))
  {
   stup.srctape = srcTapeIndex;
   tuplesort_heap_replace_top(state, &stup);
  }
  else
  {
   tuplesort_heap_delete_top(state);
   state->nInputRuns--;
  }
 }

 /*
  * When the heap empties, we're done.  Write an end-of-run marker on the
  * output tape.
 */
 markrunend(state->destTape);
}

/*
 * beginmerge - initialize for a merge pass
 *
 * Fill the merge heap with the first tuple from each input tape.
 */
static void
beginmerge(Tuplesortstate *state)
{
 int   activeTapes;
 int   srcTapeIndex;

 /* Heap should be empty here */
 Assert(state->memtupcount == 0);

 activeTapes = Min(state->nInputTapes, state->nInputRuns);

 for (srcTapeIndex = 0; srcTapeIndex < activeTapes; srcTapeIndex++)
 {
  SortTuple tup;

  if (mergereadnext(state, state->inputTapes[srcTapeIndex], &tup))
  {
   tup.srctape = srcTapeIndex;
   tuplesort_heap_insert(state, &tup);
  }
 }
}

/*
 * mergereadnext - read next tuple from one merge input tape
 *
 * Returns false on EOF.
 */
static bool
mergereadnext(Tuplesortstate *state, LogicalTape *srcTape, SortTuple *stup)
{
 unsigned int tuplen;

 /* read next tuple, if any */
 if ((tuplen = getlen(srcTape, true)) == 0)
  return false;
 READTUP(state, stup, srcTape, tuplen);

 return true;
}

/*
 * dumptuples - remove tuples from memtuples and write initial run to tape
 *
 * When alltuples = true, dump everything currently in memory.  (This case is
 * only used at end of input data.)
 */
static void
dumptuples(Tuplesortstate *state, bool alltuples)
{
 int   memtupwrite;
 int   i;

 /*
  * Nothing to do if we still fit in available memory and have array slots,
  * unless this is the final call during initial run generation.
 */
 if (state->memtupcount < state->memtupsize && !LACKMEM(state) &&
  !alltuples)
  return;

 /*
  * Final call might require no sorting, in rare cases where we just so
  * happen to have previously LACKMEM()'d at the point where exactly all
  * remaining tuples are loaded into memory, just before input was
  * exhausted.  In general, short final runs are quite possible, but avoid
  * creating a completely empty run.  In a worker, though, we must produce
  * at least one tape, even if it's empty.
 */
 if (state->memtupcount == 0 && state->currentRun > 0)
  return;

 Assert(state->status == TSS_BUILDRUNS);

 /*
  * It seems unlikely that this limit will ever be exceeded, but take no
  * chances
 */
 if (state->currentRun == INT_MAX)
  ereport(ERROR,
    (errcode(ERRCODE_PROGRAM_LIMIT_EXCEEDED),
     errmsg("cannot have more than %d runs for an external sort",
      INT_MAX)));

 if (state->currentRun > 0)
  selectnewtape(state);

 state->currentRun++;

 if (trace_sort)
  elog(LOG, "worker %d starting quicksort of run %d: %s",
    state->worker, state->currentRun,
    pg_rusage_show(&state->ru_start));

 /*
  * Sort all tuples accumulated within the allowed amount of memory for
  * this run using quicksort
 */
 tuplesort_sort_memtuples(state);

 if (trace_sort)
  elog(LOG, "worker %d finished quicksort of run %d: %s",
    state->worker, state->currentRun,
    pg_rusage_show(&state->ru_start));

 memtupwrite = state->memtupcount;
 for (i = 0; i < memtupwrite; i++)
 {
  SortTuple  *stup = &state->memtuples[i];

  WRITETUP(state, state->destTape, stup);
 }

 state->memtupcount = 0;

 /*
  * Reset tuple memory.  We've freed all of the tuples that we previously
  * allocated.  It's important to avoid fragmentation when there is a stark
  * change in the sizes of incoming tuples.  In bounded sorts,
  * fragmentation due to AllocSetFree's bucketing by size class might be
  * particularly bad if this step wasn't taken.
 */
 MemoryContextReset(state->base.tuplecontext);

 /*
  * Now update the memory accounting to subtract the memory used by the
  * tuple.
 */
 FREEMEM(state, state->tupleMem);
 state->tupleMem = 0;

 markrunend(state->destTape);

 if (trace_sort)
  elog(LOG, "worker %d finished writing run %d to tape %d: %s",
    state->worker, state->currentRun, (state->currentRun - 1) % state->nOutputTapes + 1,
    pg_rusage_show(&state->ru_start));
}

/*
 * tuplesort_rescan  - rewind and replay the scan
 */
void
tuplesort_rescan(Tuplesortstate *state)
{
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);

 Assert(state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS);

 switch (state->status)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   state->current = 0;
   state->eof_reached = false;
   state->markpos_offset = 0;
   state->markpos_eof = false;
   break;
  case TSS_SORTEDONTAPE:
   LogicalTapeRewindForRead(state->result_tape, 0);
   state->eof_reached = false;
   state->markpos_block = 0L;
   state->markpos_offset = 0;
   state->markpos_eof = false;
   break;
  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   break;
 }

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

/*
 * tuplesort_markpos - saves current position in the merged sort file
 */
void
tuplesort_markpos(Tuplesortstate *state)
{
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);

 Assert(state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS);

 switch (state->status)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   state->markpos_offset = state->current;
   state->markpos_eof = state->eof_reached;
   break;
  case TSS_SORTEDONTAPE:
   LogicalTapeTell(state->result_tape,
       &state->markpos_block,
       &state->markpos_offset);
   state->markpos_eof = state->eof_reached;
   break;
  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   break;
 }

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

/*
 * tuplesort_restorepos - restores current position in merged sort file to
 *        last saved position
 */
void
tuplesort_restorepos(Tuplesortstate *state)
{
 MemoryContext oldcontext = MemoryContextSwitchTo(state->base.sortcontext);

 Assert(state->base.sortopt & TUPLESORT_RANDOMACCESS);

 switch (state->status)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   state->current = state->markpos_offset;
   state->eof_reached = state->markpos_eof;
   break;
  case TSS_SORTEDONTAPE:
   LogicalTapeSeek(state->result_tape,
       state->markpos_block,
       state->markpos_offset);
   state->eof_reached = state->markpos_eof;
   break;
  default:
   elog(ERROR, "invalid tuplesort state");
   break;
 }

 MemoryContextSwitchTo(oldcontext);
}

/*
 * tuplesort_get_stats - extract summary statistics
 *
 * This can be called after tuplesort_performsort() finishes to obtain
 * printable summary information about how the sort was performed.
 */
void
tuplesort_get_stats(Tuplesortstate *state,
     TuplesortInstrumentation *stats)
{
 /*
  * Note: it might seem we should provide both memory and disk usage for a
  * disk-based sort.  However, the current code doesn't track memory space
  * accurately once we have begun to return tuples to the caller (since we
  * don't account for pfree's the caller is expected to do), so we cannot
  * rely on availMem in a disk sort.  This does not seem worth the overhead
  * to fix.  Is it worth creating an API for the memory context code to
  * tell us how much is actually used in sortcontext?
 */
 tuplesort_updatemax(state);

 if (state->isMaxSpaceDisk)
  stats->spaceType = SORT_SPACE_TYPE_DISK;
 else
  stats->spaceType = SORT_SPACE_TYPE_MEMORY;
 stats->spaceUsed = (state->maxSpace + 1023) / 1024;

 switch (state->maxSpaceStatus)
 {
  case TSS_SORTEDINMEM:
   if (state->boundUsed)
    stats->sortMethod = SORT_TYPE_TOP_N_HEAPSORT;
   else
    stats->sortMethod = SORT_TYPE_QUICKSORT;
   break;
  case TSS_SORTEDONTAPE:
   stats->sortMethod = SORT_TYPE_EXTERNAL_SORT;
   break;
  case TSS_FINALMERGE:
   stats->sortMethod = SORT_TYPE_EXTERNAL_MERGE;
   break;
  default:
   stats->sortMethod = SORT_TYPE_STILL_IN_PROGRESS;
   break;
 }
}

/*
 * Convert TuplesortMethod to a string.
 */
const char *
tuplesort_method_name(TuplesortMethod m)
{
 switch (m)
 {
  case SORT_TYPE_STILL_IN_PROGRESS:
   return "still in progress";
  case SORT_TYPE_TOP_N_HEAPSORT:
   return "top-N heapsort";
  case SORT_TYPE_QUICKSORT:
   return "quicksort";
  case SORT_TYPE_EXTERNAL_SORT:
   return "external sort";
  case SORT_TYPE_EXTERNAL_MERGE:
   return "external merge";
 }

 return "unknown";
}

/*
 * Convert TuplesortSpaceType to a string.
 */
const char *
tuplesort_space_type_name(TuplesortSpaceType t)
{
 Assert(t == SORT_SPACE_TYPE_DISK || t == SORT_SPACE_TYPE_MEMORY);
 return t == SORT_SPACE_TYPE_DISK ? "Disk" : "Memory";
}


/*
 * Heap manipulation routines, per Knuth's Algorithm 5.2.3H.
 */

/*
 * Convert the existing unordered array of SortTuples to a bounded heap,
 * discarding all but the smallest "state->bound" tuples.
 *
 * When working with a bounded heap, we want to keep the largest entry
 * at the root (array entry zero), instead of the smallest as in the normal
 * sort case.  This allows us to discard the largest entry cheaply.
 * Therefore, we temporarily reverse the sort direction.
 */
static void
make_bounded_heap(Tuplesortstate *state)
{
 int   tupcount = state->memtupcount;
 int   i;

 Assert(state->status == TSS_INITIAL);
 Assert(state->bounded);
 Assert(tupcount >= state->bound);
 Assert(SERIAL(state));

 /* Reverse sort direction so largest entry will be at root */
 reversedirection(state);

 state->memtupcount = 0;  /* make the heap empty */
 for (i = 0; i < tupcount; i++)
 {
  if (state->memtupcount < state->bound)
  {
   /* Insert next tuple into heap */
   /* Must copy source tuple to avoid possible overwrite */
   SortTuple stup = state->memtuples[i];

   tuplesort_heap_insert(state, &stup);
  }
  else
  {
   /*
    * The heap is full.  Replace the largest entry with the new
    * tuple, or just discard it, if it's larger than anything already
    * in the heap.
 */
   if (COMPARETUP(state, &state->memtuples[i], &state->memtuples[0]) <= 0)
   {
    free_sort_tuple(state, &state->memtuples[i]);
    CHECK_FOR_INTERRUPTS();
   }
   else
    tuplesort_heap_replace_top(state, &state->memtuples[i]);
  }
 }

 Assert(state->memtupcount == state->bound);
 state->status = TSS_BOUNDED;
}

/*
 * Convert the bounded heap to a properly-sorted array
 */
static void
sort_bounded_heap(Tuplesortstate *state)
{
 int   tupcount = state->memtupcount;

 Assert(state->status == TSS_BOUNDED);
 Assert(state->bounded);
 Assert(tupcount == state->bound);
 Assert(SERIAL(state));

 /*
  * We can unheapify in place because each delete-top call will remove the
  * largest entry, which we can promptly store in the newly freed slot at
  * the end.  Once we're down to a single-entry heap, we're done.
 */
 while (state->memtupcount > 1)
 {
  SortTuple stup = state->memtuples[0];

  /* this sifts-up the next-largest entry and decreases memtupcount */
  tuplesort_heap_delete_top(state);
  state->memtuples[state->memtupcount] = stup;
 }
 state->memtupcount = tupcount;

 /*
  * Reverse sort direction back to the original state.  This is not
  * actually necessary but seems like a good idea for tidiness.
 */
 reversedirection(state);

 state->status = TSS_SORTEDINMEM;
 state->boundUsed = true;
}

/*
 * Sort all memtuples using specialized qsort() routines.
 *
 * Quicksort is used for small in-memory sorts, and external sort runs.
 */
static void
tuplesort_sort_memtuples(Tuplesortstate *state)
{
 Assert(!LEADER(state));

 if (state->memtupcount > 1)
 {
  /*
   * Do we have the leading column's value or abbreviation in datum1,
   * and is there a specialization for its comparator?
 */
  if (state->base.haveDatum1 && state->base.sortKeys)
  {
   if (state->base.sortKeys[0].comparator == ssup_datum_unsigned_cmp)
   {
    qsort_tuple_unsigned(state->memtuples,
          state->memtupcount,
          state);
    return;
   }
#if SIZEOF_DATUM >= 8
   else if (state->base.sortKeys[0].comparator == ssup_datum_signed_cmp)
   {
    qsort_tuple_signed(state->memtuples,
           state->memtupcount,
           state);
    return;
   }
#endif
   else if (state->base.sortKeys[0].comparator == ssup_datum_int32_cmp)
   {
    qsort_tuple_int32(state->memtuples,
          state->memtupcount,
          state);
    return;
   }
  }

  /* Can we use the single-key sort function? */
  if (state->base.onlyKey != NULL)
  {
   qsort_ssup(state->memtuples, state->memtupcount,
        state->base.onlyKey);
  }
  else
  {
   qsort_tuple(state->memtuples,
      state->memtupcount,
      state->base.comparetup,
      state);
  }
 }
}

/*
 * Insert a new tuple into an empty or existing heap, maintaining the
 * heap invariant.  Caller is responsible for ensuring there's room.
 *
 * Note: For some callers, tuple points to a memtuples[] entry above the
 * end of the heap.  This is safe as long as it's not immediately adjacent
 * to the end of the heap (ie, in the [memtupcount] array entry) --- if it
 * is, it might get overwritten before being moved into the heap!
 */
static void
tuplesort_heap_insert(Tuplesortstate *state, SortTuple *tuple)
{
 SortTuple  *memtuples;
 int   j;

 memtuples = state->memtuples;
 Assert(state->memtupcount < state->memtupsize);

 CHECK_FOR_INTERRUPTS();

 /*
  * Sift-up the new entry, per Knuth 5.2.3 exercise 16. Note that Knuth is
  * using 1-based array indexes, not 0-based.
 */
 j = state->memtupcount++;
 while (j > 0)
 {
  int   i = (j - 1) >> 1;

  if (COMPARETUP(state, tuple, &memtuples[i]) >= 0)
   break;
  memtuples[j] = memtuples[i];
  j = i;
 }
 memtuples[j] = *tuple;
}

/*
 * Remove the tuple at state->memtuples[0] from the heap.  Decrement
 * memtupcount, and sift up to maintain the heap invariant.
 *
 * The caller has already free'd the tuple the top node points to,
 * if necessary.
 */
static void
tuplesort_heap_delete_top(Tuplesortstate *state)
{
 SortTuple  *memtuples = state->memtuples;
 SortTuple  *tuple;

 if (--state->memtupcount <= 0)
  return;

 /*
  * Remove the last tuple in the heap, and re-insert it, by replacing the
  * current top node with it.
 */
 tuple = &memtuples[state->memtupcount];
 tuplesort_heap_replace_top(state, tuple);
}

/*
 * Replace the tuple at state->memtuples[0] with a new tuple.  Sift up to
 * maintain the heap invariant.
 *
 * This corresponds to Knuth's "sift-up" algorithm (Algorithm 5.2.3H,
 * Heapsort, steps H3-H8).
 */
static void
tuplesort_heap_replace_top(Tuplesortstate *state, SortTuple *tuple)
{
 SortTuple  *memtuples = state->memtuples;
 unsigned int i,
    n;

 Assert(state->memtupcount >= 1);

 CHECK_FOR_INTERRUPTS();

 /*
  * state->memtupcount is "int", but we use "unsigned int" for i, j, n.
  * This prevents overflow in the "2 * i + 1" calculation, since at the top
  * of the loop we must have i < n <= INT_MAX <= UINT_MAX/2.
 */
 n = state->memtupcount;
 i = 0;      /* i is where the "hole" is */
 for (;;)
 {
  unsigned int j = 2 * i + 1;

  if (j >= n)
   break;
  if (j + 1 < n &&
   COMPARETUP(state, &memtuples[j], &memtuples[j + 1]) > 0)
   j++;
  if (COMPARETUP(state, tuple, &memtuples[j]) <= 0)
   break;
  memtuples[i] = memtuples[j];
  i = j;
 }
 memtuples[i] = *tuple;
}

/*
 * Function to reverse the sort direction from its current state
 *
 * It is not safe to call this when performing hash tuplesorts
 */
static void
reversedirection(Tuplesortstate *state)
{
 SortSupport sortKey = state->base.sortKeys;
 int   nkey;

 for (nkey = 0; nkey < state->base.nKeys; nkey++, sortKey++)
 {
  sortKey->ssup_reverse = !sortKey->ssup_reverse;
  sortKey->ssup_nulls_first = !sortKey->ssup_nulls_first;
 }
}


/*
 * Tape interface routines
 */

static unsigned int
getlen(LogicalTape *tape, bool eofOK)
{
 unsigned int len;

 if (LogicalTapeRead(tape,
      &len, sizeof(len)) != sizeof(len))
  elog(ERROR, "unexpected end of tape");
 if (len == 0 && !eofOK)
  elog(ERROR, "unexpected end of data");
 return len;
}

static void
markrunend(LogicalTape *tape)
{
 unsigned int len = 0;

 LogicalTapeWrite(tape, &len, sizeof(len));
}

/*
 * Get memory for tuple from within READTUP() routine.
 *
 * We use next free slot from the slab allocator, or palloc() if the tuple
 * is too large for that.
 */
void *
tuplesort_readtup_alloc(Tuplesortstate *state, Size tuplen)
{
 SlabSlot   *buf;

 /*
  * We pre-allocate enough slots in the slab arena that we should never run
  * out.
 */
 Assert(state->slabFreeHead);

 if (tuplen > SLAB_SLOT_SIZE || !state->slabFreeHead)
  return MemoryContextAlloc(state->base.sortcontext, tuplen);
 else
 {
  buf = state->slabFreeHead;
  /* Reuse this slot */
  state->slabFreeHead = buf->nextfree;

  return buf;
 }
}


/*
 * Parallel sort routines
 */

/*
 * tuplesort_estimate_shared - estimate required shared memory allocation
 *
 * nWorkers is an estimate of the number of workers (it's the number that
 * will be requested).
 */
Size
tuplesort_estimate_shared(int nWorkers)
{
 Size  tapesSize;

 Assert(nWorkers > 0);

 /* Make sure that BufFile shared state is MAXALIGN'd */
 tapesSize = mul_size(sizeof(TapeShare), nWorkers);
 tapesSize = MAXALIGN(add_size(tapesSize, offsetof(Sharedsort, tapes)));

 return tapesSize;
}

/*
 * tuplesort_initialize_shared - initialize shared tuplesort state
 *
 * Must be called from leader process before workers are launched, to
 * establish state needed up-front for worker tuplesortstates.  nWorkers
 * should match the argument passed to tuplesort_estimate_shared().
 */
void
tuplesort_initialize_shared(Sharedsort *shared, int nWorkers, dsm_segment *seg)
{
 int   i;

 Assert(nWorkers > 0);

 SpinLockInit(&shared->mutex);
 shared->currentWorker = 0;
 shared->workersFinished = 0;
 SharedFileSetInit(&shared->fileset, seg);
 shared->nTapes = nWorkers;
 for (i = 0; i < nWorkers; i++)
 {
  shared->tapes[i].firstblocknumber = 0L;
 }
}

/*
 * tuplesort_attach_shared - attach to shared tuplesort state
 *
 * Must be called by all worker processes.
 */
void
tuplesort_attach_shared(Sharedsort *shared, dsm_segment *seg)
{
 /* Attach to SharedFileSet */
 SharedFileSetAttach(&shared->fileset, seg);
}

/*
 * worker_get_identifier - Assign and return ordinal identifier for worker
 *
 * The order in which these are assigned is not well defined, and should not
 * matter; worker numbers across parallel sort participants need only be
 * distinct and gapless.  logtape.c requires this.
 *
 * Note that the identifiers assigned from here have no relation to
 * ParallelWorkerNumber number, to avoid making any assumption about
 * caller's requirements.  However, we do follow the ParallelWorkerNumber
 * convention of representing a non-worker with worker number -1.  This
 * includes the leader, as well as serial Tuplesort processes.
 */
static int
worker_get_identifier(Tuplesortstate *state)
{
 Sharedsort *shared = state->shared;
 int   worker;

 Assert(WORKER(state));

 SpinLockAcquire(&shared->mutex);
 worker = shared->currentWorker++;
 SpinLockRelease(&shared->mutex);

 return worker;
}

/*
 * worker_freeze_result_tape - freeze worker's result tape for leader
 *
 * This is called by workers just after the result tape has been determined,
 * instead of calling LogicalTapeFreeze() directly.  They do so because
 * workers require a few additional steps over similar serial
 * TSS_SORTEDONTAPE external sort cases, which also happen here.  The extra
 * steps are around freeing now unneeded resources, and representing to
 * leader that worker's input run is available for its merge.
 *
 * There should only be one final output run for each worker, which consists
 * of all tuples that were originally input into worker.
 */
static void
worker_freeze_result_tape(Tuplesortstate *state)
{
 Sharedsort *shared = state->shared;
 TapeShare output;

 Assert(WORKER(state));
 Assert(state->result_tape != NULL);
 Assert(state->memtupcount == 0);

 /*
  * Free most remaining memory, in case caller is sensitive to our holding
  * on to it.  memtuples may not be a tiny merge heap at this point.
 */
 pfree(state->memtuples);
 /* Be tidy */
 state->memtuples = NULL;
 state->memtupsize = 0;

 /*
  * Parallel worker requires result tape metadata, which is to be stored in
  * shared memory for leader
 */
 LogicalTapeFreeze(state->result_tape, &output);

 /* Store properties of output tape, and update finished worker count */
 SpinLockAcquire(&shared->mutex);
 shared->tapes[state->worker] = output;
 shared->workersFinished++;
 SpinLockRelease(&shared->mutex);
}

/*
 * worker_nomergeruns - dump memtuples in worker, without merging
 *
 * This called as an alternative to mergeruns() with a worker when no
 * merging is required.
 */
static void
worker_nomergeruns(Tuplesortstate *state)
{
 Assert(WORKER(state));
 Assert(state->result_tape == NULL);
 Assert(state->nOutputRuns == 1);

 state->result_tape = state->destTape;
 worker_freeze_result_tape(state);
}

/*
 * leader_takeover_tapes - create tapeset for leader from worker tapes
 *
 * So far, leader Tuplesortstate has performed no actual sorting.  By now, all
 * sorting has occurred in workers, all of which must have already returned
 * from tuplesort_performsort().
 *
 * When this returns, leader process is left in a state that is virtually
 * indistinguishable from it having generated runs as a serial external sort
 * might have.
 */
static void
leader_takeover_tapes(Tuplesortstate *state)
{
 Sharedsort *shared = state->shared;
 int   nParticipants = state->nParticipants;
 int   workersFinished;
 int   j;

 Assert(LEADER(state));
 Assert(nParticipants >= 1);

 SpinLockAcquire(&shared->mutex);
 workersFinished = shared->workersFinished;
 SpinLockRelease(&shared->mutex);

 if (nParticipants != workersFinished)
  elog(ERROR, "cannot take over tapes before all workers finish");

 /*
  * Create the tapeset from worker tapes, including a leader-owned tape at
  * the end.  Parallel workers are far more expensive than logical tapes,
  * so the number of tapes allocated here should never be excessive.
 */
 inittapestate(state, nParticipants);
 state->tapeset = LogicalTapeSetCreate(false, &shared->fileset, -1);

 /*
  * Set currentRun to reflect the number of runs we will merge (it's not
  * used for anything, this is just pro forma)
 */
 state->currentRun = nParticipants;

 /*
  * Initialize the state to look the same as after building the initial
  * runs.
  *
  * There will always be exactly 1 run per worker, and exactly one input
  * tape per run, because workers always output exactly 1 run, even when
  * there were no input tuples for workers to sort.
 */
 state->inputTapes = NULL;
 state->nInputTapes = 0;
 state->nInputRuns = 0;

 state->outputTapes = palloc0(nParticipants * sizeof(LogicalTape *));
 state->nOutputTapes = nParticipants;
 state->nOutputRuns = nParticipants;

 for (j = 0; j < nParticipants; j++)
 {
  state->outputTapes[j] = LogicalTapeImport(state->tapeset, j, &shared->tapes[j]);
 }

 state->status = TSS_BUILDRUNS;
}

/*
 * Convenience routine to free a tuple previously loaded into sort memory
 */
static void
free_sort_tuple(Tuplesortstate *state, SortTuple *stup)
{
 if (stup->tuple)
 {
  FREEMEM(state, GetMemoryChunkSpace(stup->tuple));
  pfree(stup->tuple);
  stup->tuple = NULL;
 }
}

int
ssup_datum_unsigned_cmp(Datum x, Datum y, SortSupport ssup)
{
 if (x < y)
  return -1;
 else if (x > y)
  return 1;
 else
  return 0;
}

#if SIZEOF_DATUM >= 8
int
ssup_datum_signed_cmp(Datum x, Datum y, SortSupport ssup)
{
 int64  xx = DatumGetInt64(x);
 int64  yy = DatumGetInt64(y);

 if (xx < yy)
  return -1;
 else if (xx > yy)
  return 1;
 else
  return 0;
}
#endif

int
ssup_datum_int32_cmp(Datum x, Datum y, SortSupport ssup)
{
 int32  xx = DatumGetInt32(x);
 int32  yy = DatumGetInt32(y);

 if (xx < yy)
  return -1;
 else if (xx > yy)
  return 1;
 else
  return 0;
}