FreeXP · CrossPoint · .DB1 / .IX1 · B-Tree-Index

VisualCrossPoint

Wie funktioniert die Datenbank des legendären DOS-Offline-Readers CrossPoint / FreeXP im Inneren? Diese App zeigt die physischen .DB1-Strukturen, den passenden C-Code und – als Herzstück – den .IX1-B-Tree-Index mit animiertem, schrittweisem Zugriff. Als Beispiel dient eine typische 90er-Jahre-Mailbox.

📐 .DB1-Layout🔬 Byte-Ansicht💾 C-Strukturen🌳 B-Tree▶ Animation⚖️ dBase-Vergleich

🌐 FreeXP-Projekt: freexp.de 📜 Original-Quelltexte

01 · Speicherformat

Aufbau eines .DB1-Datensatzes

Eine FreeXP-Tabelle speichert Datensätze mit fester Breite. Aus dem Kopf der Datei und den Feld-Deskriptoren ergibt sich, wo jeder Satz und jedes Feld liegt. Strings sind Pascal-ShortStrings mit Längenbyte.

📐 Aufbau der MSGS.DB1-Datei

Header · 64 BKennung „DB1", Satzanzahl, felder, recsize, hdsize

7× Feld · 32 BEin 32-Byte-Deskriptor (dbfeld) pro Feld

N× Satz · 135 BDatensätze fester Breite, ab Offset 0x120

Feld-Deskriptoren (MSGS)

Feld	Typ (feldtyp)	Größe
INT_NR	2 (Integer)	4 B
BRETT	1 (String)	41 B
ABSENDER	1 (String)	31 B
BETREFF	1 (String)	49 B
EMPFDATUM	4 (Datum)	4 B
GROESSE	2 (Integer)	4 B
GELESEN	5 (Untyped)	1 B

Feld 0 ist INT_NR – die interne Satznummer, die der Index als Zeiger nutzt.

🔬 Datensatz als Bytes

Datensatz #1 liegt bei Offset 0x120. Stringfelder beginnen mit einem Längenbyte, gefolgt von den Zeichen und ␀-Füllung. Zahlen/Datum stehen binär (hex).

␀

␣

␀

␣

␀

rflagintnrbrettabsenderbetreffempfdatumgroessegelesen

→ Wegen der festen Breite springt FreeXP jeden Satz direkt an: offset = hdsize + (INT_NR − 1) × recsize

02 · C-Strukturen

Die FreeXP-Strukturen in C

So sehen die Strukturen aus (1:1-Übersetzung der Pascal-Records aus DATADEF1.PAS), mit denen ein Treiber Dateikopf, Feld-Deskriptoren, einen Nachrichten-Datensatz und die Index-Knoten im Speicher abbildet.

db1_header.h

/* .DB1-Dateikopf - exakt 64 Bytes, am Dateianfang (Pascal: dbheader) */
struct DB1_Header {
    char     magic[4];       /* "DB1" + 0x00  (Datei-Kennung)         */
    int32_t  recs;           /* Anzahl physischer Datensaetze         */
    int32_t  nextinr;        /* naechste zu vergebende INT_NR         */
    int32_t  firstfree;      /* Nr. des ersten freien Satzes          */
    uint16_t userflags[8];   /* frei verwendbare Flags                */
    uint16_t felder;         /* Anzahl Datenfelder                    */
    uint16_t recsize;        /* physische Satzgroesse in Bytes        */
    uint16_t hdsize;         /* Bytes bis zum 1. Datensatz            */
    int32_t  reccount;       /* Anzahl gueltiger Datensaetze          */
    uint8_t  fill[22];       /* Reserve                               */
};

db1_field.h

/* Feld-Deskriptor - 32 Bytes je Feld, direkt nach dem Header (Pascal: dbfeld) */
struct DB1_Field {
    char     name[11];       /* Feldname (ShortString[10])            */
    uint8_t  fill1[5];       /* Reserve                               */
    uint16_t feldsize;       /* physische Feldgroesse in Bytes        */
    uint8_t  feldtyp;        /* 1=String 2=Int 3=Real 4=Datum 5=Untyp */
    uint8_t  nlen, nk;       /* Stellen / Nachkommastellen (Zahlen)   */
    uint8_t  fill2[11];      /* Reserve                               */
};

msg_record.h

/* Ein MSGS-Datensatz - feste Breite 135 Bytes.
   Strings sind ShortStrings: [Laengenbyte][Zeichen...][0x00-Fuellung].   */
struct MsgRecord {
    uint8_t  rflag;                 /* Satz-Flag (Bit 0 = geloescht)       */
    int32_t  int_nr;                /* INT_NR - interne Satznummer         */
    char     brett[41];      /* ShortString[40]  - Brett/Newsgroup  */
    char     absender[31];   /* ShortString[30]  - Absender (Index)  */
    char     betreff[49];    /* ShortString[48]  - Betreff          */
    int32_t  empfdatum;             /* Datum (t/m/jj als LongInt)          */
    int32_t  groesse;               /* Nachrichtengroesse in Bytes         */
    uint8_t  gelesen;               /* 1 = gelesen, 0 = ungelesen          */
};

index_node.h

/* Ein Knoten der .IX1-Datei (Pascal: indexnode) */
struct IndexNode {
    uint16_t memsize;        /* Groesse im Speicher (fuer FreeMem)    */
    uint8_t  ksize, nk;      /* Schlusselgroesse / max. Schluessel    */
    uint16_t irsize;         /* Index-Recordgroesse (Knotengroesse)   */
    void    *db_p;           /* Zeiger auf die zugehoerige DB         */
    int32_t  filepos;        /* Position des Knotens in der .IX1      */
    int16_t  anzahl;         /* Anzahl belegter Schluessel            */
    struct INode_Key key[5]; /* sortierte Schluessel (key[0]=links)   */
};

inode_key.h

/* Ein Schluessel im B-Baum-Knoten (Pascal: inodekey) */
struct INode_Key {
    int32_t  data;           /* Satznummer (INT_NR) im .DB1           */
    int32_t  ref;            /* Zeiger auf den naechsten (Kind-)Knoten */
    char     keystr[128];    /* Schluesselwert (ShortString[127])     */
};

03 · Header & C-Reader

Dateikopf verstehen & einen Datensatz dynamisch einlesen

Der Header definiert über die Feld-Deskriptoren, welche Felder mit welcher Länge existieren. Mit vereinfachtem C liest man den Kopf, berechnet die Feld-Offsets und zerlegt jeden Datensatz generisch – ShortStrings über ihr Längenbyte.

🧱 Der Dateikopf (dbheader) – 64 Bytes

Der Header steht am Dateianfang und beschreibt die Tabelle: Kennung „DB1", Satzanzahl und – entscheidend für den Direktzugriff – felder, recsize und hdsize. Direkt danach folgt für jedes Feld ein 32-Byte-Deskriptor (dbfeld).

Offset	Größe	Feld	Bedeutung	Beispiel (MSGS.DB1)
0	4 B	magic	Datei-Kennung "DB1" + 0x00	44 42 31 00
4	4 B	recs	Anzahl physischer Datensätze	14
8	4 B	nextinr	nächste INT_NR	15
12	4 B	firstfree	erster freier Satz (0 = keiner)	0
16	16 B	userflags[8]	frei verwendbare Flags	0x00 …
32	2 B	felder	Anzahl Datenfelder	7
34	2 B	recsize	physische Satzgröße	135
36	2 B	hdsize	Bytes bis zum 1. Datensatz	288
38	4 B	reccount	Anzahl gültiger Datensätze	14
42	22 B	fill	Reserve	0x00 …

📐 Kopfbereich gesamt: 64 (Header) + 7×32 (Deskriptoren) = 288 Bytes → erster Datensatz bei Offset 0x120. Anders als dBase nutzt FreeXP keinen 0x0D-Terminator, sondern den Zähler felder.

🧭 Idee: aus Deskriptoren werden Offsets

Der Reader liest erst den Header, dann alle felder Deskriptoren. Aus den Feldgrößen werden die Offsets im Satz aufaddiert – damit lässt sich jede FreeXP-Tabelle generisch zerlegen, ohne pro Tabelle ein eigenes struct.

Feld	Typ	Größe	Offset	Byte-Bereich
rflag	–	1	0	[0]
INT_NR	Integer	4	1	[1 … 4]
BRETT	String	41	5	[5 … 45]
ABSENDER	String	31	46	[46 … 76]
BETREFF	String	49	77	[77 … 125]
EMPFDATUM	Datum	4	126	[126 … 129]
GROESSE	Integer	4	130	[130 … 133]
GELESEN	Untyped	1	134	[134 … 134]

Satzbreite gesamt: 135 Bytes · Offset-Formel: offset[i] = offset[i−1] + feldsize[i−1]

🖥️ Beispielausgabe

$ ./db1read MSGS.DB1 1

INT_NR      = 1
BRETT       = '/Z-NETZ/COMPUTER/AMIGA'
ABSENDER    = 'Andreas Koch @ GS2'
BETREFF     = 'Welche Soundkarte fuer den A1200?'
EMPFDATUM   = 1021548 (=950312)
GROESSE     = 1843
GELESEN     = 1

db1read.c – generisches Einlesen

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#pragma pack(push, 1)              /* exaktes Dateilayout, kein Padding */
typedef struct {                   /* 64-Byte-Dateikopf  (Pascal dbheader) */
    char     magic[4];             /* "DB1" + 0x00                         */
    int32_t  recs, nextinr, firstfree;
    uint16_t userflags[8];
    uint16_t felder;               /* Anzahl Felder                        */
    uint16_t recsize;              /* Bytes pro Datensatz                  */
    uint16_t hdsize;               /* Bytes bis zum 1. Datensatz           */
    int32_t  reccount;
    uint8_t  fill[22];
} DB1_Header;
typedef struct {                   /* 32-Byte-Feld-Deskriptor (dbfeld)     */
    char     name[11];             /* ShortString[10]                      */
    uint8_t  fill1[5];
    uint16_t feldsize;             /* physische Feldgroesse                */
    uint8_t  feldtyp;              /* 1=String 2=Int 4=Datum 5=Untyped     */
    uint8_t  nlen, nk;
    uint8_t  fill2[11];
} DB1_Field;
#pragma pack(pop)
int main(int argc, char **argv) {
    FILE *fp = fopen("MSGS.DB1", "rb");
    if (!fp) { perror("fopen"); return 1; }
    /* 1) Dateikopf + Kennung pruefen */
    DB1_Header hdr;
    fread(&hdr, sizeof(hdr), 1, fp);
    if (memcmp(hdr.magic, "DB1", 3) != 0) {
        printf("Keine FreeXP-.DB1-Datei!\n"); return 1;
    }
    /* 2) Feld-Deskriptoren lesen; Offsets aus den Feldgroessen aufaddieren */
    DB1_Field fields[64];
    int field_offset[64];
    int offset = 1;                     /* Byte 0 = rflag                   */
    for (int i = 0; i < hdr.felder; i++) {
        fread(&fields[i], sizeof(DB1_Field), 1, fp);
        field_offset[i] = offset;
        offset += fields[i].feldsize;
    }
    /* 3) Direktzugriff auf einen Satz per Offset-Rechnung */
    long intnr = (argc > 1) ? atol(argv[1]) : 1;
    long pos   = hdr.hdsize + (intnr - 1) * hdr.recsize;
    fseek(fp, pos, SEEK_SET);
    uint8_t *rec = malloc(hdr.recsize);
    fread(rec, hdr.recsize, 1, fp);
    if (rec[0] & 1) { printf("Satz %ld ist geloescht\n", intnr); }
    /* 4) Felder generisch zerlegen - ShortString ueber das Laengenbyte     */
    for (int i = 0; i < hdr.felder; i++) {
        uint8_t *p = rec + field_offset[i];
        if (fields[i].feldtyp == 1) {            /* String                  */
            int len = p[0];
            printf("%-11s = '%.*s'\n", fields[i].name, len, p + 1);
        } else {                                 /* Int / Datum / Untyped   */
            long v = 0;
            memcpy(&v, p, fields[i].feldsize);
            printf("%-11s = %ld\n", fields[i].name, v);
        }
    }
    free(rec);
    fclose(fp);
    return 0;
}

04 · Der Index

Index in Aktion – Select, Insert, Aufbau & mehr

Der .IX1-Index ist ein B-Baum. Select zeigt die Suche von der Wurzel zum Datensatz – in verschiedenen Geschwindigkeiten oder Schritt für Schritt. Insert demonstriert das Anhängen inkl. Knoten-Split, Index den Aufbau der .IX1, Schlüssel das Parsen eines Index-Ausdrucks, Datenbanken alle FreeXP-DBs und dBase? die Kompatibilitätsfrage.

Suche im Index – ABSENDER =Geschwindigkeit

Wähle einen Absender und starte die Suche. Der Index nutzt „ABSENDER" als Schlüssel. Mit 👣 Schritt bzw. den Tasten ⏭/⏮ gehst du Schritt für Schritt durch den Baum.

🌳 MSGS.IX1 B-Tree-Index (Schlüssel: ABSENDER)

aktiver KnotenVergleichTreffer

Dirk Wagner @ SOL

Holger Bauer @ HH

Bernd Schulze @ BIONIC

Andreas Koch @ GS2

Claudia Maier @ MUC

Frank Becker @ ZERBERUS

Eva Hoffmann @ FRACTAL

Gabi Richter @ XANADU

Jens Weber @ NIGHTFALL

Lars Neumann @ KA

Ingrid Fischer @ CMS

#10

Karin Lang @ INDIVIDUAL

#11

Monika Klein @ GS2

Norbert Schmidt @ FRACTAL

Gelesene Indexknoten

= Plattenzugriffe im Index

Schlüsselvergleiche

statt bis zu 14 beim Full-Scan

Ergebnis

—

Baumhöhe 3 · 14 Datensätze

🗂️ MSGS.DB1 – Nachrichten

So zeigt ein Reader die Nachrichten: nach Empfangsdatum sortiert, die neuesten oben – genau das leistet der reale MSGS-Index miBrett = BRETT/EMPFDATUM/INT_NR. Die Sortierung steckt im Index, die DB1 selbst bleibt physisch unsortiert.

INT_NR	Offset	ABSENDER	BRETT	BETREFF	DATUM ▼
14	0x7FB	Norbert Schmidt @ FRACTAL	/FIDO/GER/CHAT	Re: Treffen in Hannover?	950321
13	0x774	Monika Klein @ GS2	/Z-NETZ/FORUM/SYSOP	Neue Gebuehren ab April	950320
12	0x6ED	Lars Neumann @ KA	/MAUS/COMPUTER/DOS	Re: Himem.sys und EMM386 Problem	950319
11	0x666	Karin Lang @ INDIVIDUAL	/CL/POLITIK/DATENSCHUTZ	PGP 2.6.2i und das Krypto-Verbot	950319
10	0x5DF	Jens Weber @ NIGHTFALL	/FIDO/GER/MODEM	Init-String fuer USR Courier	950318
9	0x558	Ingrid Fischer @ CMS	/Z-NETZ/COMPUTER/AMIGA	AmigaOS 3.1 ROM tauschen	950318
8	0x4D1	Holger Bauer @ HH	/MAUS/UMWELT	Recyclingpapier-Sammelbestellung	950317
7	0x44A	Gabi Richter @ XANADU	/CL/COMPUTER/LINUX	Re: Kernel 1.2.0 ist da!	950316
6	0x3C3	Frank Becker @ ZERBERUS	/Z-NETZ/TELECOM/MODEM	ZyXEL U-1496 Erfahrungen	950316
5	0x33C	Eva Hoffmann @ FRACTAL	/FIDO/GER/CHAT	Treffen in Hannover?	950315
4	0x2B5	Dirk Wagner @ SOL	/CL/COMPUTER/LINUX	Kernel 1.2.0 ist da!	950315
3	0x22E	Claudia Maier @ MUC	/MAUS/COMPUTER/DOS	Himem.sys und EMM386 Problem	950314
2	0x1A7	Bernd Schulze @ BIONIC	/Z-NETZ/COMPUTER/AMIGA	Re: Welche Soundkarte fuer den A1200?	950313
1	0x120	Andreas Koch @ GS2	/Z-NETZ/COMPUTER/AMIGA	Welche Soundkarte fuer den A1200?	950312