granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/backend/access/transam/varsup.c

   1 /*-------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * varsup.c
   4  *        postgres OID & XID variables support routines
   5  *
   6  * Copyright (c) 2000-2011, PostgreSQL Global Development Group
   7  *
   8  * IDENTIFICATION
   9  *        src/backend/access/transam/varsup.c
  10  *
  11  *-------------------------------------------------------------------------
  12  */
  13
  14 #include "postgres.h"
  15
  16 #include "access/clog.h"
  17 #include "access/subtrans.h"
  18 #include "access/transam.h"
  19 #include "access/xact.h"
  20 #include "commands/dbcommands.h"
  21 #include "miscadmin.h"
  22 #include "postmaster/autovacuum.h"
  23 #include "storage/pmsignal.h"
  24 #include "storage/proc.h"
  25 #include "utils/syscache.h"
  26
  27
  28 /* Number of OIDs to prefetch (preallocate) per XLOG write */
  29 #define VAR_OID_PREFETCH                8192
  30
  31 /* pointer to "variable cache" in shared memory (set up by shmem.c) */
  32 VariableCache ShmemVariableCache = NULL;
  33
  34
  35 /*
  36  * Allocate the next XID for a new transaction or subtransaction.
  37  *
  38  * The new XID is also stored into MyProc before returning.
  39  *
  40  * Note: when this is called, we are actually already inside a valid
  41  * transaction, since XIDs are now not allocated until the transaction
  42  * does something.      So it is safe to do a database lookup if we want to
  43  * issue a warning about XID wrap.
  44  */
  45 TransactionId
  46 GetNewTransactionId(bool isSubXact)
  47 {
  48         TransactionId xid;
  49
  50         /*
  51          * During bootstrap initialization, we return the special bootstrap
  52          * transaction id.
  53          */
  54         if (IsBootstrapProcessingMode())
  55         {
  56                 Assert(!isSubXact);
  57                 MyProc->xid = BootstrapTransactionId;
  58                 return BootstrapTransactionId;
  59         }
  60
  61         /* safety check, we should never get this far in a HS slave */
  62         if (RecoveryInProgress())
  63                 elog(ERROR, "cannot assign TransactionIds during recovery");
  64
  65         LWLockAcquire(XidGenLock, LW_EXCLUSIVE);
  66
  67         xid = ShmemVariableCache->nextXid;
  68
  69         /*----------
  70          * Check to see if it's safe to assign another XID.  This protects against
  71          * catastrophic data loss due to XID wraparound.  The basic rules are:
  72          *
  73          * If we're past xidVacLimit, start trying to force autovacuum cycles.
  74          * If we're past xidWarnLimit, start issuing warnings.
  75          * If we're past xidStopLimit, refuse to execute transactions, unless
  76          * we are running in a standalone backend (which gives an escape hatch
  77          * to the DBA who somehow got past the earlier defenses).
  78          *----------
  79          */
  80         if (TransactionIdFollowsOrEquals(xid, ShmemVariableCache->xidVacLimit))
  81         {
  82                 /*
  83                  * For safety's sake, we release XidGenLock while sending signals,
  84                  * warnings, etc.  This is not so much because we care about
  85                  * preserving concurrency in this situation, as to avoid any
  86                  * possibility of deadlock while doing get_database_name(). First,
  87                  * copy all the shared values we'll need in this path.
  88                  */
  89                 TransactionId xidWarnLimit = ShmemVariableCache->xidWarnLimit;
  90                 TransactionId xidStopLimit = ShmemVariableCache->xidStopLimit;
  91                 TransactionId xidWrapLimit = ShmemVariableCache->xidWrapLimit;
  92                 Oid                     oldest_datoid = ShmemVariableCache->oldestXidDB;
  93
  94                 LWLockRelease(XidGenLock);
  95
  96                 /*
  97                  * To avoid swamping the postmaster with signals, we issue the autovac
  98                  * request only once per 64K transaction starts.  This still gives
  99                  * plenty of chances before we get into real trouble.
 100                  */
 101                 if (IsUnderPostmaster && (xid % 65536) == 0)
 102                         SendPostmasterSignal(PMSIGNAL_START_AUTOVAC_LAUNCHER);
 103
 104                 if (IsUnderPostmaster &&
 105                         TransactionIdFollowsOrEquals(xid, xidStopLimit))
 106                 {
 107                         char       *oldest_datname = get_database_name(oldest_datoid);
 108
 109                         /* complain even if that DB has disappeared */
 110                         if (oldest_datname)
 111                                 ereport(ERROR,
 112                                                 (errcode(ERRCODE_PROGRAM_LIMIT_EXCEEDED),
 113                                                  errmsg("database is not accepting commands to avoid wraparound data loss in database \"%s\"",
 114                                                                 oldest_datname),
 115                                                  errhint("Stop the postmaster and use a standalone backend to vacuum that database.\n"
 116                                                                  "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 117                         else
 118                                 ereport(ERROR,
 119                                                 (errcode(ERRCODE_PROGRAM_LIMIT_EXCEEDED),
 120                                                  errmsg("database is not accepting commands to avoid wraparound data loss in database with OID %u",
 121                                                                 oldest_datoid),
 122                                                  errhint("Stop the postmaster and use a standalone backend to vacuum that database.\n"
 123                                                                  "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 124                 }
 125                 else if (TransactionIdFollowsOrEquals(xid, xidWarnLimit))
 126                 {
 127                         char       *oldest_datname = get_database_name(oldest_datoid);
 128
 129                         /* complain even if that DB has disappeared */
 130                         if (oldest_datname)
 131                                 ereport(WARNING,
 132                                                 (errmsg("database \"%s\" must be vacuumed within %u transactions",
 133                                                                 oldest_datname,
 134                                                                 xidWrapLimit - xid),
 135                                                  errhint("To avoid a database shutdown, execute a database-wide VACUUM in that database.\n"
 136                                                                  "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 137                         else
 138                                 ereport(WARNING,
 139                                                 (errmsg("database with OID %u must be vacuumed within %u transactions",
 140                                                                 oldest_datoid,
 141                                                                 xidWrapLimit - xid),
 142                                                  errhint("To avoid a database shutdown, execute a database-wide VACUUM in that database.\n"
 143                                                                  "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 144                 }
 145
 146                 /* Re-acquire lock and start over */
 147                 LWLockAcquire(XidGenLock, LW_EXCLUSIVE);
 148                 xid = ShmemVariableCache->nextXid;
 149         }
 150
 151         /*
 152          * If we are allocating the first XID of a new page of the commit log,
 153          * zero out that commit-log page before returning. We must do this while
 154          * holding XidGenLock, else another xact could acquire and commit a later
 155          * XID before we zero the page.  Fortunately, a page of the commit log
 156          * holds 32K or more transactions, so we don't have to do this very often.
 157          *
 158          * Extend pg_subtrans too.
 159          */
 160         ExtendCLOG(xid);
 161         ExtendSUBTRANS(xid);
 162
 163         /*
 164          * Now advance the nextXid counter.  This must not happen until after we
 165          * have successfully completed ExtendCLOG() --- if that routine fails, we
 166          * want the next incoming transaction to try it again.  We cannot assign
 167          * more XIDs until there is CLOG space for them.
 168          */
 169         TransactionIdAdvance(ShmemVariableCache->nextXid);
 170
 171         /*
 172          * We must store the new XID into the shared ProcArray before releasing
 173          * XidGenLock.  This ensures that every active XID older than
 174          * latestCompletedXid is present in the ProcArray, which is essential for
 175          * correct OldestXmin tracking; see src/backend/access/transam/README.
 176          *
 177          * XXX by storing xid into MyProc without acquiring ProcArrayLock, we are
 178          * relying on fetch/store of an xid to be atomic, else other backends
 179          * might see a partially-set xid here.  But holding both locks at once
 180          * would be a nasty concurrency hit.  So for now, assume atomicity.
 181          *
 182          * Note that readers of PGPROC xid fields should be careful to fetch the
 183          * value only once, rather than assume they can read a value multiple
 184          * times and get the same answer each time.
 185          *
 186          * The same comments apply to the subxact xid count and overflow fields.
 187          *
 188          * A solution to the atomic-store problem would be to give each PGPROC its
 189          * own spinlock used only for fetching/storing that PGPROC's xid and
 190          * related fields.
 191          *
 192          * If there's no room to fit a subtransaction XID into PGPROC, set the
 193          * cache-overflowed flag instead.  This forces readers to look in
 194          * pg_subtrans to map subtransaction XIDs up to top-level XIDs. There is a
 195          * race-condition window, in that the new XID will not appear as running
 196          * until its parent link has been placed into pg_subtrans. However, that
 197          * will happen before anyone could possibly have a reason to inquire about
 198          * the status of the XID, so it seems OK.  (Snapshots taken during this
 199          * window *will* include the parent XID, so they will deliver the correct
 200          * answer later on when someone does have a reason to inquire.)
 201          */
 202         {
 203                 /*
 204                  * Use volatile pointer to prevent code rearrangement; other backends
 205                  * could be examining my subxids info concurrently, and we don't want
 206                  * them to see an invalid intermediate state, such as incrementing
 207                  * nxids before filling the array entry.  Note we are assuming that
 208                  * TransactionId and int fetch/store are atomic.
 209                  */
 210                 volatile PGPROC *myproc = MyProc;
 211
 212                 if (!isSubXact)
 213                         myproc->xid = xid;
 214                 else
 215                 {
 216                         int                     nxids = myproc->subxids.nxids;
 217
 218                         if (nxids < PGPROC_MAX_CACHED_SUBXIDS)
 219                         {
 220                                 myproc->subxids.xids[nxids] = xid;
 221                                 myproc->subxids.nxids = nxids + 1;
 222                         }
 223                         else
 224                                 myproc->subxids.overflowed = true;
 225                 }
 226         }
 227
 228         LWLockRelease(XidGenLock);
 229
 230         return xid;
 231 }
 232
 233 /*
 234  * Read nextXid but don't allocate it.
 235  */
 236 TransactionId
 237 ReadNewTransactionId(void)
 238 {
 239         TransactionId xid;
 240
 241         LWLockAcquire(XidGenLock, LW_SHARED);
 242         xid = ShmemVariableCache->nextXid;
 243         LWLockRelease(XidGenLock);
 244
 245         return xid;
 246 }
 247
 248 /*
 249  * Determine the last safe XID to allocate given the currently oldest
 250  * datfrozenxid (ie, the oldest XID that might exist in any database
 251  * of our cluster), and the OID of the (or a) database with that value.
 252  */
 253 void
 254 SetTransactionIdLimit(TransactionId oldest_datfrozenxid, Oid oldest_datoid)
 255 {
 256         TransactionId xidVacLimit;
 257         TransactionId xidWarnLimit;
 258         TransactionId xidStopLimit;
 259         TransactionId xidWrapLimit;
 260         TransactionId curXid;
 261
 262         Assert(TransactionIdIsNormal(oldest_datfrozenxid));
 263
 264         /*
 265          * The place where we actually get into deep trouble is halfway around
 266          * from the oldest potentially-existing XID.  (This calculation is
 267          * probably off by one or two counts, because the special XIDs reduce the
 268          * size of the loop a little bit.  But we throw in plenty of slop below,
 269          * so it doesn't matter.)
 270          */
 271         xidWrapLimit = oldest_datfrozenxid + (MaxTransactionId >> 1);
 272         if (xidWrapLimit < FirstNormalTransactionId)
 273                 xidWrapLimit += FirstNormalTransactionId;
 274
 275         /*
 276          * We'll refuse to continue assigning XIDs in interactive mode once we get
 277          * within 1M transactions of data loss.  This leaves lots of room for the
 278          * DBA to fool around fixing things in a standalone backend, while not
 279          * being significant compared to total XID space. (Note that since
 280          * vacuuming requires one transaction per table cleaned, we had better be
 281          * sure there's lots of XIDs left...)
 282          */
 283         xidStopLimit = xidWrapLimit - 1000000;
 284         if (xidStopLimit < FirstNormalTransactionId)
 285                 xidStopLimit -= FirstNormalTransactionId;
 286
 287         /*
 288          * We'll start complaining loudly when we get within 10M transactions of
 289          * the stop point.      This is kind of arbitrary, but if you let your gas
 290          * gauge get down to 1% of full, would you be looking for the next gas
 291          * station?  We need to be fairly liberal about this number because there
 292          * are lots of scenarios where most transactions are done by automatic
 293          * clients that won't pay attention to warnings. (No, we're not gonna make
 294          * this configurable.  If you know enough to configure it, you know enough
 295          * to not get in this kind of trouble in the first place.)
 296          */
 297         xidWarnLimit = xidStopLimit - 10000000;
 298         if (xidWarnLimit < FirstNormalTransactionId)
 299                 xidWarnLimit -= FirstNormalTransactionId;
 300
 301         /*
 302          * We'll start trying to force autovacuums when oldest_datfrozenxid gets
 303          * to be more than autovacuum_freeze_max_age transactions old.
 304          *
 305          * Note: guc.c ensures that autovacuum_freeze_max_age is in a sane range,
 306          * so that xidVacLimit will be well before xidWarnLimit.
 307          *
 308          * Note: autovacuum_freeze_max_age is a PGC_POSTMASTER parameter so that
 309          * we don't have to worry about dealing with on-the-fly changes in its
 310          * value.  It doesn't look practical to update shared state from a GUC
 311          * assign hook (too many processes would try to execute the hook,
 312          * resulting in race conditions as well as crashes of those not connected
 313          * to shared memory).  Perhaps this can be improved someday.
 314          */
 315         xidVacLimit = oldest_datfrozenxid + autovacuum_freeze_max_age;
 316         if (xidVacLimit < FirstNormalTransactionId)
 317                 xidVacLimit += FirstNormalTransactionId;
 318
 319         /* Grab lock for just long enough to set the new limit values */
 320         LWLockAcquire(XidGenLock, LW_EXCLUSIVE);
 321         ShmemVariableCache->oldestXid = oldest_datfrozenxid;
 322         ShmemVariableCache->xidVacLimit = xidVacLimit;
 323         ShmemVariableCache->xidWarnLimit = xidWarnLimit;
 324         ShmemVariableCache->xidStopLimit = xidStopLimit;
 325         ShmemVariableCache->xidWrapLimit = xidWrapLimit;
 326         ShmemVariableCache->oldestXidDB = oldest_datoid;
 327         curXid = ShmemVariableCache->nextXid;
 328         LWLockRelease(XidGenLock);
 329
 330         /* Log the info */
 331         ereport(DEBUG1,
 332                         (errmsg("transaction ID wrap limit is %u, limited by database with OID %u",
 333                                         xidWrapLimit, oldest_datoid)));
 334
 335         /*
 336          * If past the autovacuum force point, immediately signal an autovac
 337          * request.  The reason for this is that autovac only processes one
 338          * database per invocation.  Once it's finished cleaning up the oldest
 339          * database, it'll call here, and we'll signal the postmaster to start
 340          * another iteration immediately if there are still any old databases.
 341          */
 342         if (TransactionIdFollowsOrEquals(curXid, xidVacLimit) &&
 343                 IsUnderPostmaster && !InRecovery)
 344                 SendPostmasterSignal(PMSIGNAL_START_AUTOVAC_LAUNCHER);
 345
 346         /* Give an immediate warning if past the wrap warn point */
 347         if (TransactionIdFollowsOrEquals(curXid, xidWarnLimit) && !InRecovery)
 348         {
 349                 char       *oldest_datname;
 350
 351                 /*
 352                  * We can be called when not inside a transaction, for example during
 353                  * StartupXLOG().  In such a case we cannot do database access, so we
 354                  * must just report the oldest DB's OID.
 355                  *
 356                  * Note: it's also possible that get_database_name fails and returns
 357                  * NULL, for example because the database just got dropped.  We'll
 358                  * still warn, even though the warning might now be unnecessary.
 359                  */
 360                 if (IsTransactionState())
 361                         oldest_datname = get_database_name(oldest_datoid);
 362                 else
 363                         oldest_datname = NULL;
 364
 365                 if (oldest_datname)
 366                         ereport(WARNING,
 367                         (errmsg("database \"%s\" must be vacuumed within %u transactions",
 368                                         oldest_datname,
 369                                         xidWrapLimit - curXid),
 370                          errhint("To avoid a database shutdown, execute a database-wide VACUUM in that database.\n"
 371                                          "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 372                 else
 373                         ereport(WARNING,
 374                                         (errmsg("database with OID %u must be vacuumed within %u transactions",
 375                                                         oldest_datoid,
 376                                                         xidWrapLimit - curXid),
 377                                          errhint("To avoid a database shutdown, execute a database-wide VACUUM in that database.\n"
 378                                                          "You might also need to commit or roll back old prepared transactions.")));
 379         }
 380 }
 381
 382
 383 /*
 384  * ForceTransactionIdLimitUpdate -- does the XID wrap-limit data need updating?
 385  *
 386  * We primarily check whether oldestXidDB is valid.  The cases we have in
 387  * mind are that that database was dropped, or the field was reset to zero
 388  * by pg_resetxlog.  In either case we should force recalculation of the
 389  * wrap limit.  Also do it if oldestXid is old enough to be forcing
 390  * autovacuums or other actions; this ensures we update our state as soon
 391  * as possible once extra overhead is being incurred.
 392  */
 393 bool
 394 ForceTransactionIdLimitUpdate(void)
 395 {
 396         TransactionId nextXid;
 397         TransactionId xidVacLimit;
 398         TransactionId oldestXid;
 399         Oid                     oldestXidDB;
 400
 401         /* Locking is probably not really necessary, but let's be careful */
 402         LWLockAcquire(XidGenLock, LW_SHARED);
 403         nextXid = ShmemVariableCache->nextXid;
 404         xidVacLimit = ShmemVariableCache->xidVacLimit;
 405         oldestXid = ShmemVariableCache->oldestXid;
 406         oldestXidDB = ShmemVariableCache->oldestXidDB;
 407         LWLockRelease(XidGenLock);
 408
 409         if (!TransactionIdIsNormal(oldestXid))
 410                 return true;                    /* shouldn't happen, but just in case */
 411         if (!TransactionIdIsValid(xidVacLimit))
 412                 return true;                    /* this shouldn't happen anymore either */
 413         if (TransactionIdFollowsOrEquals(nextXid, xidVacLimit))
 414                 return true;                    /* past VacLimit, don't delay updating */
 415         if (!SearchSysCacheExists1(DATABASEOID, ObjectIdGetDatum(oldestXidDB)))
 416                 return true;                    /* could happen, per comments above */
 417         return false;
 418 }
 419
 420
 421 /*
 422  * GetNewObjectId -- allocate a new OID
 423  *
 424  * OIDs are generated by a cluster-wide counter.  Since they are only 32 bits
 425  * wide, counter wraparound will occur eventually, and therefore it is unwise
 426  * to assume they are unique unless precautions are taken to make them so.
 427  * Hence, this routine should generally not be used directly.  The only
 428  * direct callers should be GetNewOid() and GetNewRelFileNode() in
 429  * catalog/catalog.c.
 430  */
 431 Oid
 432 GetNewObjectId(void)
 433 {
 434         Oid                     result;
 435
 436         /* safety check, we should never get this far in a HS slave */
 437         if (RecoveryInProgress())
 438                 elog(ERROR, "cannot assign OIDs during recovery");
 439
 440         LWLockAcquire(OidGenLock, LW_EXCLUSIVE);
 441
 442         /*
 443          * Check for wraparound of the OID counter.  We *must* not return 0
 444          * (InvalidOid); and as long as we have to check that, it seems a good
 445          * idea to skip over everything below FirstNormalObjectId too. (This
 446          * basically just avoids lots of collisions with bootstrap-assigned OIDs
 447          * right after a wrap occurs, so as to avoid a possibly large number of
 448          * iterations in GetNewOid.)  Note we are relying on unsigned comparison.
 449          *
 450          * During initdb, we start the OID generator at FirstBootstrapObjectId, so
 451          * we only enforce wrapping to that point when in bootstrap or standalone
 452          * mode.  The first time through this routine after normal postmaster
 453          * start, the counter will be forced up to FirstNormalObjectId. This
 454          * mechanism leaves the OIDs between FirstBootstrapObjectId and
 455          * FirstNormalObjectId available for automatic assignment during initdb,
 456          * while ensuring they will never conflict with user-assigned OIDs.
 457          */
 458         if (ShmemVariableCache->nextOid < ((Oid) FirstNormalObjectId))
 459         {
 460                 if (IsPostmasterEnvironment)
 461                 {
 462                         /* wraparound in normal environment */
 463                         ShmemVariableCache->nextOid = FirstNormalObjectId;
 464                         ShmemVariableCache->oidCount = 0;
 465                 }
 466                 else
 467                 {
 468                         /* we may be bootstrapping, so don't enforce the full range */
 469                         if (ShmemVariableCache->nextOid < ((Oid) FirstBootstrapObjectId))
 470                         {
 471                                 /* wraparound in standalone environment? */
 472                                 ShmemVariableCache->nextOid = FirstBootstrapObjectId;
 473                                 ShmemVariableCache->oidCount = 0;
 474                         }
 475                 }
 476         }
 477
 478         /* If we run out of logged for use oids then we must log more */
 479         if (ShmemVariableCache->oidCount == 0)
 480         {
 481                 XLogPutNextOid(ShmemVariableCache->nextOid + VAR_OID_PREFETCH);
 482                 ShmemVariableCache->oidCount = VAR_OID_PREFETCH;
 483         }
 484
 485         result = ShmemVariableCache->nextOid;
 486
 487         (ShmemVariableCache->nextOid)++;
 488         (ShmemVariableCache->oidCount)--;
 489
 490         LWLockRelease(OidGenLock);
 491
 492         return result;
 493 }