Postgresql源码（118）elog/ereport报错跳转功能分析

1 日志接口

elog.c完成PG中日志的生产、记录工作，对外常用接口如下：

1.1 最常用的ereport和elog

ereport(ERROR,
			(errcode(ERRCODE_UNDEFINED_TABLE),
			 errmsg("relation \"%s\" does not exist",
			   relation->relname)));

elog(ERROR, "unexpected enrtype: %d", enrmd->enrtype);

其实都是在调用errstart和errfinish函数完成具体工作。

#define elog(elevel, ...)  \
	ereport(elevel, errmsg_internal(__VA_ARGS__))

#define ereport(elevel, ...)	\
	ereport_domain(elevel, TEXTDOMAIN, __VA_ARGS__)

#define ereport_domain(elevel, domain, ...)	\
	do { \
		pg_prevent_errno_in_scope(); \
		if (__builtin_constant_p(elevel) && (elevel) >= ERROR ? \
			errstart_cold(elevel, domain) : \
			errstart(elevel, domain)) \
			__VA_ARGS__, errfinish(__FILE__, __LINE__, __func__); \
		if (__builtin_constant_p(elevel) && (elevel) >= ERROR) \
			pg_unreachable(); \
	} while(0)

2 日志数据结构

单条日志被抽象为ErrorData，记录了日志的全部信息。
elog.c提供了一个深度为5的stack来存放最多五层的ErrorData，大部分场景下，stack只会使用一层：

#define ERRORDATA_STACK_SIZE  5
static ErrorData errordata[ERRORDATA_STACK_SIZE];

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3 日志的工作流程

每一条日志都是经过errstart和errfinish函数处理的，分工大致为：

errstart
1. 在errdata堆栈中压入一个新的edata
2. 为edata填充部分错误信息，例如错误等级、需要输出到server/client、按需升级错误等级（例如Crit区域中大于等于ERROR的需要变成PINIC）
errfinish
1. 在进入errfinish前，错误信息的文本经过errmsg或errmsg_internal函数中的EVALUATE_MESSAGE宏记入edata中的message中，内存用的是errfinish
2. 三部分工作：
  - 3.1 完成PG_TRY()、PG_CATCH()跳转功能，为errfinish添加try/catch功能
  - 3.2 完成error_context_stack的回调功能，为errfinish增加报错信息
  - 3.3 完成EmitErrorReport，为errfinish发送错误信息

3.1 完成PG_TRY()、PG_CATCH()跳转功能，为errfinish添加try/catch功能

注意PG_CATCH和PG_FINALLY是二选一的，区别是PG_FINALLY会在最后把异常重新抛出去，而PG_CATCH自己处理完了就不在向上抛了。

#define PG_TRY()  \
	do { \
		sigjmp_buf *_save_exception_stack = PG_exception_stack; \
		ErrorContextCallback *_save_context_stack = error_context_stack; \
		sigjmp_buf _local_sigjmp_buf; \
		bool _do_rethrow = false; \
		if (sigsetjmp(_local_sigjmp_buf, 0) == 0) \
		{ \
			PG_exception_stack = &_local_sigjmp_buf

#define PG_CATCH(...)	\
		} \
		else \
		{ \
			PG_exception_stack = _save_exception_stack; \
			error_context_stack = _save_context_stack

#define PG_FINALLY() \
		} \
		else \
			_do_rethrow = true; \
		{ \
			PG_exception_stack = _save_exception_stack; \
			error_context_stack = _save_context_stack

#define PG_END_TRY()  \
		} \
		if (_do_rethrow) \
				PG_RE_THROW(); \
		PG_exception_stack = _save_exception_stack; \
		error_context_stack = _save_context_stack; \
	} while (0)

我们先看一个PG中常规的报错流程，注意是不在PG_TRY中的elog(ERROR)，发生>=ERROR级别的异常后，在errfinish中会抛出异常，jmp到PostgresMain函数中的sigsetjmp的位置，进入异常回收流程。
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那么如果代码中的报错被PG_TRY、PG_CATCH包裹时，抛出异常会发生什么呢？

3.2 完成error_context_stack的回调功能，为errfinish增加报错信息

error_context_stack是一个Lisrt记录了回调函数回调函数的参数，这里的函数的作用是添加报错信息，因为这些函数会在errfinish时被调用，函数中往往都会使用errcontext_msg记录一些更详细的报错文本。

typedef struct ErrorContextCallback
{
	struct ErrorContextCallback *previous;
	void		(*callback) (void *arg);
	void	   *arg;
} ErrorContextCallback;

extern PGDLLIMPORT ErrorContextCallback *error_context_stack;

例如pl编译时配置的plpgsql_compile_error_callback函数，为了增加编译报错时，错误的发生的位置等：

do_compile
	...
	plerrcontext.callback = plpgsql_compile_error_callback;
	plerrcontext.arg = forValidator ? proc_source : NULL;
	plerrcontext.previous = error_context_stack;
	error_context_stack = &plerrcontext;
	...

static void
plpgsql_compile_error_callback(void *arg)
{
	if (arg)
	{
		/*
		 * Try to convert syntax error position to reference text of original
		 * CREATE FUNCTION or DO command.
		 */
		if (function_parse_error_transpose((const char *) arg))
			return;

		/*
		 * Done if a syntax error position was reported; otherwise we have to
		 * fall back to a "near line N" report.
		 */
	}

	if (plpgsql_error_funcname)
		errcontext("compilation of PL/pgSQL function \"%s\" near line %d",
				   plpgsql_error_funcname, plpgsql_latest_lineno());
}

error_context_stack和上面提到的PG_exception_stack都会在TRY中进行保存和恢复，为什么：

PG_exception_stack比较好理解，因为TRY时会建一个新的jmpbuf用PG_exception_stack指向，之前的旧值需要记录下来，TRY完了需要恢复。
error_context_stack的回调函数是在子模块中配置的，正常执行完子模块会把error_context_stack恢复原样，但一旦error发生了跳转，恢复逻辑就被跳过了。所以在TRY中自带了恢复error_context_stack的逻辑。

3.3 完成EmitErrorReport，为errfinish发送错误信息

errfinish
	...
	...
	EmitErrorReport
	...
	...

EmitErrorReport函数中会执行发送逻辑：

EmitErrorReport
	...
	if (edata->output_to_server && emit_log_hook)
		(*emit_log_hook) (edata);

	/* Send to server log, if enabled */
	if (edata->output_to_server)
		send_message_to_server_log(edata);    // 写 write_syslog

	/* Send to client, if enabled */
	if (edata->output_to_client)
		send_message_to_frontend(edata);      // 写libpq，发送到客户端或主进程

4 CopyErrorData / FlushErrorState / FreeErrorData

由于edata中的信息是在ErrorContext中申请的，在PG_CATCH时，是能拿到edata使用的，但在catch时不应该使用ErrorContext申请任何内存，所以惯用法是在PG_CATCH中用CopyErrorData把edata拷贝到当前的上下文中，在进行操作。然后把ErrorContext中的edata用FlushErrorState清理干净。

例如PL中的用法

		PG_CATCH();
		{
			ErrorData  *edata;
			...
			...
			/* Save error info in our stmt_mcontext */
			MemoryContextSwitchTo(stmt_mcontext);
			
			// 拷贝edata到当前上下文中
			edata = CopyErrorData();
			// ErrorContext中的用完尽快释放
			FlushErrorState();

			...
			...
			// 尽情使用使用edata
			exception_matches_conditions(edata, exception->conditions)
			...
			...

高铭杰