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