Fix ordering of XIDs in ProcArrayApplyRecoveryInfo
authorTomas Vondra <tomas.vondra@postgresql.org>
Thu, 27 Jan 2022 16:53:53 +0000 (17:53 +0100)
committerTomas Vondra <tomas.vondra@postgresql.org>
Thu, 27 Jan 2022 19:13:55 +0000 (20:13 +0100)
Commit 8431e296ea reworked ProcArrayApplyRecoveryInfo to sort XIDs
before adding them to KnownAssignedXids. But the XIDs are sorted using
xidComparator, which compares the XIDs simply as uint32 values, not
logically. KnownAssignedXidsAdd() however expects XIDs in logical order,
and calls TransactionIdFollowsOrEquals() to enforce that. If there are
XIDs for which the two orderings disagree, an error is raised and the
recovery fails/restarts.

Hitting this issue is fairly easy - you just need two transactions, one
started before the 4B limit (e.g. XID 4294967290), the other sometime
after it (e.g. XID 1000). Logically (4294967290 <= 1000) but when
compared using xidComparator we try to add them in the opposite order.
Which makes KnownAssignedXidsAdd() fail with an error like this:

  ERROR: out-of-order XID insertion in KnownAssignedXids

This only happens during replica startup, while processing RUNNING_XACTS
records to build the snapshot. Once we reach STANDBY_SNAPSHOT_READY, we
skip these records. So this does not affect already running replicas,
but if you restart (or create) a replica while there are transactions
with XIDs for which the two orderings disagree, you may hit this.

Long-running transactions and frequent replica restarts increase the
likelihood of hitting this issue. Once the replica gets into this state,
it can't be started (even if the old transactions are terminated).

Fixed by sorting the XIDs logically - this is fine because we're dealing
with normal XIDs (because it's XIDs assigned to backends) and from the
same wraparound epoch (otherwise the backends could not be running at
the same time on the primary node). So there are no problems with the
triangle inequality, which is why xidComparator compares raw values.

Investigation and root cause analysis by Abhijit Menon-Sen. Patch by me.

This issue is present in all releases since 9.4, however releases up to
9.6 are EOL already so backpatch to 10 only.

Reviewed-by: Abhijit Menon-Sen
Reviewed-by: Alvaro Herrera
Backpatch-through: 10
Discussion: https://postgr.es/m/36b8a501-5d73-277c-4972-f58a4dce088a%40enterprisedb.com

src/backend/storage/ipc/procarray.c
src/backend/utils/adt/xid.c
src/include/utils/builtins.h

index 3be604028909d003c908c2a5e991ca0552f675ee..9d3efb7d80e8dfe08b6ae19fc3eb6e4b8fc9e53d 100644 (file)
@@ -1164,8 +1164,13 @@ ProcArrayApplyRecoveryInfo(RunningTransactions running)
        /*
         * Sort the array so that we can add them safely into
         * KnownAssignedXids.
+        *
+        * We have to sort them logically, because in KnownAssignedXidsAdd we
+        * call TransactionIdFollowsOrEquals and so on. But we know these XIDs
+        * come from RUNNING_XACTS, which means there are only normal XIDs from
+        * the same epoch, so this is safe.
         */
-       qsort(xids, nxids, sizeof(TransactionId), xidComparator);
+       qsort(xids, nxids, sizeof(TransactionId), xidLogicalComparator);
 
        /*
         * Add the sorted snapshot into KnownAssignedXids.  The running-xacts
index e6633e9cffef85104de1421e9a36be3319b8bf99..9b4ceaea47fc06f42772cadad8416e4678421adb 100644 (file)
@@ -145,6 +145,32 @@ xidComparator(const void *arg1, const void *arg2)
    return 0;
 }
 
+/*
+ * xidLogicalComparator
+ *     qsort comparison function for XIDs
+ *
+ * This is used to compare only XIDs from the same epoch (e.g. for backends
+ * running at the same time). So there must be only normal XIDs, so there's
+ * no issue with triangle inequality.
+ */
+int
+xidLogicalComparator(const void *arg1, const void *arg2)
+{
+   TransactionId xid1 = *(const TransactionId *) arg1;
+   TransactionId xid2 = *(const TransactionId *) arg2;
+
+   Assert(TransactionIdIsNormal(xid1));
+   Assert(TransactionIdIsNormal(xid2));
+
+   if (TransactionIdPrecedes(xid1, xid2))
+       return -1;
+
+   if (TransactionIdPrecedes(xid2, xid1))
+       return 1;
+
+   return 0;
+}
+
 Datum
 xid8toxid(PG_FUNCTION_ARGS)
 {
index 7ac4780e3fce5f6a4c043f369eeb5d2f137d9107..d8f05a7df3abc9cd5811c48afe43a3dd7a09575d 100644 (file)
@@ -87,6 +87,7 @@ extern void text_to_cstring_buffer(const text *src, char *dst, size_t dst_len);
 
 /* xid.c */
 extern int xidComparator(const void *arg1, const void *arg2);
+extern int xidLogicalComparator(const void *arg1, const void *arg2);
 
 /* inet_cidr_ntop.c */
 extern char *pg_inet_cidr_ntop(int af, const void *src, int bits,