]> granicus.if.org Git - postgresql/blob - src/include/storage/predicate_internals.h
Define integer limits independently from the system definitions.
[postgresql] / src / include / storage / predicate_internals.h
1 /*-------------------------------------------------------------------------
2  *
3  * predicate_internals.h
4  *        POSTGRES internal predicate locking definitions.
5  *
6  *
7  * Portions Copyright (c) 1996-2015, PostgreSQL Global Development Group
8  * Portions Copyright (c) 1994, Regents of the University of California
9  *
10  * src/include/storage/predicate_internals.h
11  *
12  *-------------------------------------------------------------------------
13  */
14 #ifndef PREDICATE_INTERNALS_H
15 #define PREDICATE_INTERNALS_H
16
17 #include "storage/lock.h"
18
19 /*
20  * Commit number.
21  */
22 typedef uint64 SerCommitSeqNo;
23
24 /*
25  * Reserved commit sequence numbers:
26  *      - 0 is reserved to indicate a non-existent SLRU entry; it cannot be
27  *        used as a SerCommitSeqNo, even an invalid one
28  *      - InvalidSerCommitSeqNo is used to indicate a transaction that
29  *        hasn't committed yet, so use a number greater than all valid
30  *        ones to make comparison do the expected thing
31  *      - RecoverySerCommitSeqNo is used to refer to transactions that
32  *        happened before a crash/recovery, since we restart the sequence
33  *        at that point.  It's earlier than all normal sequence numbers,
34  *        and is only used by recovered prepared transactions
35  */
36 #define InvalidSerCommitSeqNo           ((SerCommitSeqNo) PG_UINT64_MAX)
37 #define RecoverySerCommitSeqNo          ((SerCommitSeqNo) 1)
38 #define FirstNormalSerCommitSeqNo       ((SerCommitSeqNo) 2)
39
40 /*
41  * The SERIALIZABLEXACT struct contains information needed for each
42  * serializable database transaction to support SSI techniques.
43  *
44  * A home-grown list is maintained in shared memory to manage these.
45  * An entry is used when the serializable transaction acquires a snapshot.
46  * Unless the transaction is rolled back, this entry must generally remain
47  * until all concurrent transactions have completed.  (There are special
48  * optimizations for READ ONLY transactions which often allow them to be
49  * cleaned up earlier.)  A transaction which is rolled back is cleaned up
50  * as soon as possible.
51  *
52  * Eligibility for cleanup of committed transactions is generally determined
53  * by comparing the transaction's finishedBefore field to
54  * SerializableGlobalXmin.
55  */
56 typedef struct SERIALIZABLEXACT
57 {
58         VirtualTransactionId vxid;      /* The executing process always has one of
59                                                                  * these. */
60
61         /*
62          * We use two numbers to track the order that transactions commit. Before
63          * commit, a transaction is marked as prepared, and prepareSeqNo is set.
64          * Shortly after commit, it's marked as committed, and commitSeqNo is set.
65          * This doesn't give a strict commit order, but these two values together
66          * are good enough for us, as we can always err on the safe side and
67          * assume that there's a conflict, if we can't be sure of the exact
68          * ordering of two commits.
69          *
70          * Note that a transaction is marked as prepared for a short period during
71          * commit processing, even if two-phase commit is not used. But with
72          * two-phase commit, a transaction can stay in prepared state for some
73          * time.
74          */
75         SerCommitSeqNo prepareSeqNo;
76         SerCommitSeqNo commitSeqNo;
77
78         /* these values are not both interesting at the same time */
79         union
80         {
81                 SerCommitSeqNo earliestOutConflictCommit;               /* when committed with
82                                                                                                                  * conflict out */
83                 SerCommitSeqNo lastCommitBeforeSnapshot;                /* when not committed or
84                                                                                                                  * no conflict out */
85         }                       SeqNo;
86         SHM_QUEUE       outConflicts;   /* list of write transactions whose data we
87                                                                  * couldn't read. */
88         SHM_QUEUE       inConflicts;    /* list of read transactions which couldn't
89                                                                  * see our write. */
90         SHM_QUEUE       predicateLocks; /* list of associated PREDICATELOCK objects */
91         SHM_QUEUE       finishedLink;   /* list link in
92                                                                  * FinishedSerializableTransactions */
93
94         /*
95          * for r/o transactions: list of concurrent r/w transactions that we could
96          * potentially have conflicts with, and vice versa for r/w transactions
97          */
98         SHM_QUEUE       possibleUnsafeConflicts;
99
100         TransactionId topXid;           /* top level xid for the transaction, if one
101                                                                  * exists; else invalid */
102         TransactionId finishedBefore;           /* invalid means still running; else
103                                                                                  * the struct expires when no
104                                                                                  * serializable xids are before this. */
105         TransactionId xmin;                     /* the transaction's snapshot xmin */
106         uint32          flags;                  /* OR'd combination of values defined below */
107         int                     pid;                    /* pid of associated process */
108 } SERIALIZABLEXACT;
109
110 #define SXACT_FLAG_COMMITTED                    0x00000001              /* already committed */
111 #define SXACT_FLAG_PREPARED                             0x00000002              /* about to commit */
112 #define SXACT_FLAG_ROLLED_BACK                  0x00000004              /* already rolled back */
113 #define SXACT_FLAG_DOOMED                               0x00000008              /* will roll back */
114 /*
115  * The following flag actually means that the flagged transaction has a
116  * conflict out *to a transaction which committed ahead of it*.  It's hard
117  * to get that into a name of a reasonable length.
118  */
119 #define SXACT_FLAG_CONFLICT_OUT                 0x00000010
120 #define SXACT_FLAG_READ_ONLY                    0x00000020
121 #define SXACT_FLAG_DEFERRABLE_WAITING   0x00000040
122 #define SXACT_FLAG_RO_SAFE                              0x00000080
123 #define SXACT_FLAG_RO_UNSAFE                    0x00000100
124 #define SXACT_FLAG_SUMMARY_CONFLICT_IN  0x00000200
125 #define SXACT_FLAG_SUMMARY_CONFLICT_OUT 0x00000400
126
127 /*
128  * The following types are used to provide an ad hoc list for holding
129  * SERIALIZABLEXACT objects.  An HTAB is overkill, since there is no need to
130  * access these by key -- there are direct pointers to these objects where
131  * needed.  If a shared memory list is created, these types can probably be
132  * eliminated in favor of using the general solution.
133  */
134 typedef struct PredXactListElementData
135 {
136         SHM_QUEUE       link;
137         SERIALIZABLEXACT sxact;
138 }       PredXactListElementData;
139
140 typedef struct PredXactListElementData *PredXactListElement;
141
142 #define PredXactListElementDataSize \
143                 ((Size)MAXALIGN(sizeof(PredXactListElementData)))
144
145 typedef struct PredXactListData
146 {
147         SHM_QUEUE       availableList;
148         SHM_QUEUE       activeList;
149
150         /*
151          * These global variables are maintained when registering and cleaning up
152          * serializable transactions.  They must be global across all backends,
153          * but are not needed outside the predicate.c source file. Protected by
154          * SerializableXactHashLock.
155          */
156         TransactionId SxactGlobalXmin;          /* global xmin for active serializable
157                                                                                  * transactions */
158         int                     SxactGlobalXminCount;   /* how many active serializable
159                                                                                  * transactions have this xmin */
160         int                     WritableSxactCount;             /* how many non-read-only serializable
161                                                                                  * transactions are active */
162         SerCommitSeqNo LastSxactCommitSeqNo;            /* a strictly monotonically
163                                                                                                  * increasing number for
164                                                                                                  * commits of serializable
165                                                                                                  * transactions */
166         /* Protected by SerializableXactHashLock. */
167         SerCommitSeqNo CanPartialClearThrough;          /* can clear predicate locks
168                                                                                                  * and inConflicts for
169                                                                                                  * committed transactions
170                                                                                                  * through this seq no */
171         /* Protected by SerializableFinishedListLock. */
172         SerCommitSeqNo HavePartialClearedThrough;       /* have cleared through this
173                                                                                                  * seq no */
174         SERIALIZABLEXACT *OldCommittedSxact;            /* shared copy of dummy sxact */
175
176         PredXactListElement element;
177 }       PredXactListData;
178
179 typedef struct PredXactListData *PredXactList;
180
181 #define PredXactListDataSize \
182                 ((Size)MAXALIGN(sizeof(PredXactListData)))
183
184
185 /*
186  * The following types are used to provide lists of rw-conflicts between
187  * pairs of transactions.  Since exactly the same information is needed,
188  * they are also used to record possible unsafe transaction relationships
189  * for purposes of identifying safe snapshots for read-only transactions.
190  *
191  * When a RWConflictData is not in use to record either type of relationship
192  * between a pair of transactions, it is kept on an "available" list.  The
193  * outLink field is used for maintaining that list.
194  */
195 typedef struct RWConflictData
196 {
197         SHM_QUEUE       outLink;                /* link for list of conflicts out from a sxact */
198         SHM_QUEUE       inLink;                 /* link for list of conflicts in to a sxact */
199         SERIALIZABLEXACT *sxactOut;
200         SERIALIZABLEXACT *sxactIn;
201 }       RWConflictData;
202
203 typedef struct RWConflictData *RWConflict;
204
205 #define RWConflictDataSize \
206                 ((Size)MAXALIGN(sizeof(RWConflictData)))
207
208 typedef struct RWConflictPoolHeaderData
209 {
210         SHM_QUEUE       availableList;
211         RWConflict      element;
212 }       RWConflictPoolHeaderData;
213
214 typedef struct RWConflictPoolHeaderData *RWConflictPoolHeader;
215
216 #define RWConflictPoolHeaderDataSize \
217                 ((Size)MAXALIGN(sizeof(RWConflictPoolHeaderData)))
218
219
220 /*
221  * The SERIALIZABLEXIDTAG struct identifies an xid assigned to a serializable
222  * transaction or any of its subtransactions.
223  */
224 typedef struct SERIALIZABLEXIDTAG
225 {
226         TransactionId xid;
227 } SERIALIZABLEXIDTAG;
228
229 /*
230  * The SERIALIZABLEXID struct provides a link from a TransactionId for a
231  * serializable transaction to the related SERIALIZABLEXACT record, even if
232  * the transaction has completed and its connection has been closed.
233  *
234  * These are created as new top level transaction IDs are first assigned to
235  * transactions which are participating in predicate locking.  This may
236  * never happen for a particular transaction if it doesn't write anything.
237  * They are removed with their related serializable transaction objects.
238  *
239  * The SubTransGetTopmostTransaction method is used where necessary to get
240  * from an XID which might be from a subtransaction to the top level XID.
241  */
242 typedef struct SERIALIZABLEXID
243 {
244         /* hash key */
245         SERIALIZABLEXIDTAG tag;
246
247         /* data */
248         SERIALIZABLEXACT *myXact;       /* pointer to the top level transaction data */
249 } SERIALIZABLEXID;
250
251
252 /*
253  * The PREDICATELOCKTARGETTAG struct identifies a database object which can
254  * be the target of predicate locks.
255  *
256  * Note that the hash function being used doesn't properly respect tag
257  * length -- if the length of the structure isn't a multiple of four bytes it
258  * will go to a four byte boundary past the end of the tag.  If you change
259  * this struct, make sure any slack space is initialized, so that any random
260  * bytes in the middle or at the end are not included in the hash.
261  *
262  * TODO SSI: If we always use the same fields for the same type of value, we
263  * should rename these.  Holding off until it's clear there are no exceptions.
264  * Since indexes are relations with blocks and tuples, it's looking likely that
265  * the rename will be possible.  If not, we may need to divide the last field
266  * and use part of it for a target type, so that we know how to interpret the
267  * data..
268  */
269 typedef struct PREDICATELOCKTARGETTAG
270 {
271         uint32          locktag_field1; /* a 32-bit ID field */
272         uint32          locktag_field2; /* a 32-bit ID field */
273         uint32          locktag_field3; /* a 32-bit ID field */
274         uint32          locktag_field4; /* a 32-bit ID field */
275 } PREDICATELOCKTARGETTAG;
276
277 /*
278  * The PREDICATELOCKTARGET struct represents a database object on which there
279  * are predicate locks.
280  *
281  * A hash list of these objects is maintained in shared memory.  An entry is
282  * added when a predicate lock is requested on an object which doesn't
283  * already have one.  An entry is removed when the last lock is removed from
284  * its list.
285  */
286 typedef struct PREDICATELOCKTARGET
287 {
288         /* hash key */
289         PREDICATELOCKTARGETTAG tag; /* unique identifier of lockable object */
290
291         /* data */
292         SHM_QUEUE       predicateLocks; /* list of PREDICATELOCK objects assoc. with
293                                                                  * predicate lock target */
294 } PREDICATELOCKTARGET;
295
296
297 /*
298  * The PREDICATELOCKTAG struct identifies an individual predicate lock.
299  *
300  * It is the combination of predicate lock target (which is a lockable
301  * object) and a serializable transaction which has acquired a lock on that
302  * target.
303  */
304 typedef struct PREDICATELOCKTAG
305 {
306         PREDICATELOCKTARGET *myTarget;
307         SERIALIZABLEXACT *myXact;
308 } PREDICATELOCKTAG;
309
310 /*
311  * The PREDICATELOCK struct represents an individual lock.
312  *
313  * An entry can be created here when the related database object is read, or
314  * by promotion of multiple finer-grained targets.  All entries related to a
315  * serializable transaction are removed when that serializable transaction is
316  * cleaned up.  Entries can also be removed when they are combined into a
317  * single coarser-grained lock entry.
318  */
319 typedef struct PREDICATELOCK
320 {
321         /* hash key */
322         PREDICATELOCKTAG tag;           /* unique identifier of lock */
323
324         /* data */
325         SHM_QUEUE       targetLink;             /* list link in PREDICATELOCKTARGET's list of
326                                                                  * predicate locks */
327         SHM_QUEUE       xactLink;               /* list link in SERIALIZABLEXACT's list of
328                                                                  * predicate locks */
329         SerCommitSeqNo commitSeqNo; /* only used for summarized predicate locks */
330 } PREDICATELOCK;
331
332
333 /*
334  * The LOCALPREDICATELOCK struct represents a local copy of data which is
335  * also present in the PREDICATELOCK table, organized for fast access without
336  * needing to acquire a LWLock.  It is strictly for optimization.
337  *
338  * Each serializable transaction creates its own local hash table to hold a
339  * collection of these.  This information is used to determine when a number
340  * of fine-grained locks should be promoted to a single coarser-grained lock.
341  * The information is maintained more-or-less in parallel to the
342  * PREDICATELOCK data, but because this data is not protected by locks and is
343  * only used in an optimization heuristic, it is allowed to drift in a few
344  * corner cases where maintaining exact data would be expensive.
345  *
346  * The hash table is created when the serializable transaction acquires its
347  * snapshot, and its memory is released upon completion of the transaction.
348  */
349 typedef struct LOCALPREDICATELOCK
350 {
351         /* hash key */
352         PREDICATELOCKTARGETTAG tag; /* unique identifier of lockable object */
353
354         /* data */
355         bool            held;                   /* is lock held, or just its children?  */
356         int                     childLocks;             /* number of child locks currently held */
357 } LOCALPREDICATELOCK;
358
359
360 /*
361  * The types of predicate locks which can be acquired.
362  */
363 typedef enum PredicateLockTargetType
364 {
365         PREDLOCKTAG_RELATION,
366         PREDLOCKTAG_PAGE,
367         PREDLOCKTAG_TUPLE
368         /* TODO SSI: Other types may be needed for index locking */
369 } PredicateLockTargetType;
370
371
372 /*
373  * This structure is used to quickly capture a copy of all predicate
374  * locks.  This is currently used only by the pg_lock_status function,
375  * which in turn is used by the pg_locks view.
376  */
377 typedef struct PredicateLockData
378 {
379         int                     nelements;
380         PREDICATELOCKTARGETTAG *locktags;
381         SERIALIZABLEXACT *xacts;
382 } PredicateLockData;
383
384
385 /*
386  * These macros define how we map logical IDs of lockable objects into the
387  * physical fields of PREDICATELOCKTARGETTAG.   Use these to set up values,
388  * rather than accessing the fields directly.  Note multiple eval of target!
389  */
390 #define SET_PREDICATELOCKTARGETTAG_RELATION(locktag,dboid,reloid) \
391         ((locktag).locktag_field1 = (dboid), \
392          (locktag).locktag_field2 = (reloid), \
393          (locktag).locktag_field3 = InvalidBlockNumber, \
394          (locktag).locktag_field4 = InvalidOffsetNumber)
395
396 #define SET_PREDICATELOCKTARGETTAG_PAGE(locktag,dboid,reloid,blocknum) \
397         ((locktag).locktag_field1 = (dboid), \
398          (locktag).locktag_field2 = (reloid), \
399          (locktag).locktag_field3 = (blocknum), \
400          (locktag).locktag_field4 = InvalidOffsetNumber)
401
402 #define SET_PREDICATELOCKTARGETTAG_TUPLE(locktag,dboid,reloid,blocknum,offnum) \
403         ((locktag).locktag_field1 = (dboid), \
404          (locktag).locktag_field2 = (reloid), \
405          (locktag).locktag_field3 = (blocknum), \
406          (locktag).locktag_field4 = (offnum))
407
408 #define GET_PREDICATELOCKTARGETTAG_DB(locktag) \
409         ((Oid) (locktag).locktag_field1)
410 #define GET_PREDICATELOCKTARGETTAG_RELATION(locktag) \
411         ((Oid) (locktag).locktag_field2)
412 #define GET_PREDICATELOCKTARGETTAG_PAGE(locktag) \
413         ((BlockNumber) (locktag).locktag_field3)
414 #define GET_PREDICATELOCKTARGETTAG_OFFSET(locktag) \
415         ((OffsetNumber) (locktag).locktag_field4)
416 #define GET_PREDICATELOCKTARGETTAG_TYPE(locktag)                                                         \
417         (((locktag).locktag_field4 != InvalidOffsetNumber) ? PREDLOCKTAG_TUPLE : \
418          (((locktag).locktag_field3 != InvalidBlockNumber) ? PREDLOCKTAG_PAGE :   \
419           PREDLOCKTAG_RELATION))
420
421 /*
422  * Two-phase commit statefile records. There are two types: for each
423  * transaction, we generate one per-transaction record and a variable
424  * number of per-predicate-lock records.
425  */
426 typedef enum TwoPhasePredicateRecordType
427 {
428         TWOPHASEPREDICATERECORD_XACT,
429         TWOPHASEPREDICATERECORD_LOCK
430 } TwoPhasePredicateRecordType;
431
432 /*
433  * Per-transaction information to reconstruct a SERIALIZABLEXACT. Not
434  * much is needed because most of it not meaningful for a recovered
435  * prepared transaction.
436  *
437  * In particular, we do not record the in and out conflict lists for a
438  * prepared transaction because the associated SERIALIZABLEXACTs will
439  * not be available after recovery. Instead, we simply record the
440  * existence of each type of conflict by setting the transaction's
441  * summary conflict in/out flag.
442  */
443 typedef struct TwoPhasePredicateXactRecord
444 {
445         TransactionId xmin;
446         uint32          flags;
447 } TwoPhasePredicateXactRecord;
448
449 /* Per-lock state */
450 typedef struct TwoPhasePredicateLockRecord
451 {
452         PREDICATELOCKTARGETTAG target;
453         uint32          filler;                 /* to avoid length change in back-patched fix */
454 } TwoPhasePredicateLockRecord;
455
456 typedef struct TwoPhasePredicateRecord
457 {
458         TwoPhasePredicateRecordType type;
459         union
460         {
461                 TwoPhasePredicateXactRecord xactRecord;
462                 TwoPhasePredicateLockRecord lockRecord;
463         }                       data;
464 } TwoPhasePredicateRecord;
465
466 /*
467  * Define a macro to use for an "empty" SERIALIZABLEXACT reference.
468  */
469 #define InvalidSerializableXact ((SERIALIZABLEXACT *) NULL)
470
471
472 /*
473  * Function definitions for functions needing awareness of predicate
474  * locking internals.
475  */
476 extern PredicateLockData *GetPredicateLockStatusData(void);
477
478 #endif   /* PREDICATE_INTERNALS_H */