Home | History | Annotate | Line # | Download | only in uvm
uvm_pdpolicy_clockpro.c revision 1.15.16.1
      1 /*	$NetBSD: uvm_pdpolicy_clockpro.c,v 1.15.16.1 2012/02/09 03:05:01 matt Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c)2005, 2006 YAMAMOTO Takashi,
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9  * are met:
     10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15  *
     16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     26  * SUCH DAMAGE.
     27  */
     28 
     29 /*
     30  * CLOCK-Pro replacement policy:
     31  *	http://www.cs.wm.edu/hpcs/WWW/HTML/publications/abs05-3.html
     32  *
     33  * approximation of the list of non-resident pages using hash:
     34  *	http://linux-mm.org/ClockProApproximation
     35  */
     36 
     37 /* #define	CLOCKPRO_DEBUG */
     38 
     39 #if defined(PDSIM)
     40 
     41 #include "pdsim.h"
     42 
     43 #else /* defined(PDSIM) */
     44 
     45 #include <sys/cdefs.h>
     46 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: uvm_pdpolicy_clockpro.c,v 1.15.16.1 2012/02/09 03:05:01 matt Exp $");
     47 
     48 #include "opt_ddb.h"
     49 
     50 #include <sys/param.h>
     51 #include <sys/proc.h>
     52 #include <sys/systm.h>
     53 #include <sys/kernel.h>
     54 #include <sys/hash.h>
     55 
     56 #include <uvm/uvm.h>
     57 #include <uvm/uvm_pdpolicy.h>
     58 #include <uvm/uvm_pdpolicy_impl.h>
     59 
     60 #if ((__STDC_VERSION__ - 0) >= 199901L)
     61 #define	DPRINTF(...)	/* nothing */
     62 #define	WARN(...)	printf(__VA_ARGS__)
     63 #else /* ((__STDC_VERSION__ - 0) >= 199901L) */
     64 #define	DPRINTF(a...)	/* nothing */	/* GCC */
     65 #define	WARN(a...)	printf(a)
     66 #endif /* ((__STDC_VERSION__ - 0) >= 199901L) */
     67 
     68 #define	dump(a)		/* nothing */
     69 
     70 #undef	USEONCE2
     71 #define	LISTQ
     72 #undef	ADAPTIVE
     73 
     74 #endif /* defined(PDSIM) */
     75 
     76 #if !defined(CLOCKPRO_COLDPCT)
     77 #define	CLOCKPRO_COLDPCT	10
     78 #endif /* !defined(CLOCKPRO_COLDPCT) */
     79 
     80 #define	CLOCKPRO_COLDPCTMAX	90
     81 
     82 #if !defined(CLOCKPRO_HASHFACTOR)
     83 #define	CLOCKPRO_HASHFACTOR	2
     84 #endif /* !defined(CLOCKPRO_HASHFACTOR) */
     85 
     86 #define	CLOCKPRO_NEWQMIN	((1024 * 1024) >> PAGE_SHIFT)	/* XXX */
     87 
     88 int clockpro_hashfactor = CLOCKPRO_HASHFACTOR;
     89 
     90 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresrecordobj)
     91 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresrecordanon)
     92 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nreslookupobj)
     93 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nreslookupanon)
     94 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresfoundobj)
     95 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresfoundanon)
     96 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresanonfree)
     97 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresconflict)
     98 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nresoverwritten)
     99 PDPOL_EVCNT_DEFINE(nreshandhot)
    100 
    101 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hhottakeover)
    102 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hhotref)
    103 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hhotunref)
    104 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hhotcold)
    105 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hhotcoldtest)
    106 
    107 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldtakeover)
    108 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldref)
    109 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldunref)
    110 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldreftest)
    111 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldunreftest)
    112 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldunreftestspeculative)
    113 PDPOL_EVCNT_DEFINE(hcoldhot)
    114 
    115 PDPOL_EVCNT_DEFINE(speculativeenqueue)
    116 PDPOL_EVCNT_DEFINE(speculativehit1)
    117 PDPOL_EVCNT_DEFINE(speculativehit2)
    118 PDPOL_EVCNT_DEFINE(speculativemiss)
    119 
    120 #define	PQ_REFERENCED	PQ_PRIVATE1
    121 #define	PQ_HOT		PQ_PRIVATE2
    122 #define	PQ_TEST		PQ_PRIVATE3
    123 #define	PQ_INITIALREF	PQ_PRIVATE4
    124 #if PQ_PRIVATE6 != PQ_PRIVATE5 * 2 || PQ_PRIVATE7 != PQ_PRIVATE6 * 2
    125 #error PQ_PRIVATE
    126 #endif
    127 #define	PQ_QMASK	(PQ_PRIVATE5|PQ_PRIVATE6|PQ_PRIVATE7)
    128 #define	PQ_QFACTOR	PQ_PRIVATE5
    129 #define	PQ_SPECULATIVE	PQ_PRIVATE8
    130 
    131 #define	CLOCKPRO_NOQUEUE	0
    132 #define	CLOCKPRO_NEWQ		1	/* small queue to clear initial ref. */
    133 #if defined(LISTQ)
    134 #define	CLOCKPRO_COLDQ(gs)	2
    135 #define	CLOCKPRO_HOTQ(gs)	3
    136 #else /* defined(LISTQ) */
    137 #define	CLOCKPRO_COLDQ(gs)	(2 + (gs)->gs_coldqidx)	/* XXX */
    138 #define	CLOCKPRO_HOTQ(gs)	(3 - (gs)->gs_coldqidx)	/* XXX */
    139 #endif /* defined(LISTQ) */
    140 #define	CLOCKPRO_LISTQ		4
    141 #define	CLOCKPRO_NQUEUE		4
    142 
    143 static inline void
    144 clockpro_setq(struct vm_page *pg, int qidx)
    145 {
    146 	KASSERT(qidx >= CLOCKPRO_NOQUEUE);
    147 	KASSERT(qidx <= CLOCKPRO_NQUEUE);
    148 
    149 	pg->pqflags = (pg->pqflags & ~PQ_QMASK) | (qidx * PQ_QFACTOR);
    150 }
    151 
    152 static inline int
    153 clockpro_getq(struct vm_page *pg)
    154 {
    155 	int qidx;
    156 
    157 	qidx = (pg->pqflags & PQ_QMASK) / PQ_QFACTOR;
    158 	KASSERT(qidx >= CLOCKPRO_NOQUEUE);
    159 	KASSERT(qidx <= CLOCKPRO_NQUEUE);
    160 	return qidx;
    161 }
    162 
    163 typedef struct {
    164 	struct pglist q_q;
    165 	u_int q_len;
    166 } pageq_t;
    167 
    168 typedef uint32_t nonres_cookie_t;
    169 #define	NONRES_COOKIE_INVAL	0
    170 
    171 #define	BUCKETSIZE	14
    172 struct bucket {
    173 	u_int cycle;
    174 	u_int cur;
    175 	nonres_cookie_t pages[BUCKETSIZE];
    176 };
    177 
    178 static size_t cycle_target;
    179 static size_t cycle_target_frac;
    180 static size_t hashsize;
    181 static struct bucket *buckets;
    182 
    183 struct uvmpdpol_groupstate {
    184 	pageq_t gs_q[CLOCKPRO_NQUEUE];
    185 	struct uvm_pggroup *gs_pgrp;
    186 	u_int gs_npages;
    187 	u_int gs_coldtarget;
    188 	u_int gs_ncold;
    189 	u_int gs_newqlenmax;
    190 #if !defined(LISTQ)
    191 	u_int gs_coldqidx;
    192 #endif
    193 	u_int gs_nscanned;
    194 	u_int gs_coldadj;
    195 };
    196 
    197 struct clockpro_state {
    198 	struct uvmpdpol_groupstate *s_gs;
    199 	struct uvm_pctparam s_coldtargetpct;
    200 };
    201 
    202 static inline pageq_t *
    203 clockpro_queue(struct uvmpdpol_groupstate *gs, u_int qidx)
    204 {
    205 
    206 	KASSERT(CLOCKPRO_NOQUEUE < qidx);
    207 	KASSERT(qidx <= CLOCKPRO_NQUEUE);
    208 
    209 	return &gs->gs_q[qidx - 1];
    210 }
    211 
    212 #if !defined(LISTQ)
    213 
    214 static inline void
    215 clockpro_switchqueue(struct uvmpdpol_groupstate *gs)
    216 {
    217 
    218 	gs->gs_coldqidx ^= 1;
    219 }
    220 
    221 #endif /* !defined(LISTQ) */
    222 
    223 static struct clockpro_state clockpro;
    224 
    225 /* ---------------------------------------- */
    226 
    227 static void
    228 pageq_init(pageq_t *q)
    229 {
    230 
    231 	TAILQ_INIT(&q->q_q);
    232 	q->q_len = 0;
    233 }
    234 
    235 static u_int
    236 pageq_len(const pageq_t *q)
    237 {
    238 
    239 	return q->q_len;
    240 }
    241 
    242 static struct vm_page *
    243 pageq_first(const pageq_t *q)
    244 {
    245 
    246 	return TAILQ_FIRST(&q->q_q);
    247 }
    248 
    249 static void
    250 pageq_insert_tail(struct uvmpdpol_groupstate *gs, pageq_t *q, struct vm_page *pg)
    251 {
    252 	KASSERT(clockpro_queue(gs, clockpro_getq(pg)) == q);
    253 
    254 	TAILQ_INSERT_TAIL(&q->q_q, pg, pageq.queue);
    255 	q->q_len++;
    256 }
    257 
    258 #if defined(LISTQ)
    259 static void
    260 pageq_insert_head(struct uvmpdpol_groupstate *gs, pageq_t *q, struct vm_page *pg)
    261 {
    262 	KASSERT(clockpro_queue(gs, clockpro_getq(pg)) == q);
    263 
    264 	TAILQ_INSERT_HEAD(&q->q_q, pg, pageq.queue);
    265 	q->q_len++;
    266 }
    267 #endif
    268 
    269 static void
    270 pageq_remove(struct uvmpdpol_groupstate *gs, pageq_t *q, struct vm_page *pg)
    271 {
    272 	KASSERT(clockpro_queue(gs, clockpro_getq(pg)) == q);
    273 	KASSERT(q->q_len > 0);
    274 	TAILQ_REMOVE(&q->q_q, pg, pageq.queue);
    275 	q->q_len--;
    276 }
    277 
    278 static struct vm_page *
    279 pageq_remove_head(struct uvmpdpol_groupstate *gs, pageq_t *q)
    280 {
    281 	struct vm_page *pg;
    282 
    283 	pg = TAILQ_FIRST(&q->q_q);
    284 	if (pg == NULL) {
    285 		KASSERT(q->q_len == 0);
    286 		return NULL;
    287 	}
    288 
    289 	pageq_remove(gs, q, pg);
    290 	return pg;
    291 }
    292 
    293 /* ---------------------------------------- */
    294 
    295 static void
    296 clockpro_insert_tail(struct uvmpdpol_groupstate *gs, u_int qidx, struct vm_page *pg)
    297 {
    298 	pageq_t *q = clockpro_queue(gs, qidx);
    299 
    300 	clockpro_setq(pg, qidx);
    301 	pageq_insert_tail(gs, q, pg);
    302 }
    303 
    304 #if defined(LISTQ)
    305 static void
    306 clockpro_insert_head(struct uvmpdpol_groupstate *gs, u_int qidx, struct vm_page *pg)
    307 {
    308 	pageq_t *q = clockpro_queue(gs, qidx);
    309 
    310 	clockpro_setq(pg, qidx);
    311 	pageq_insert_head(gs, q, pg);
    312 }
    313 
    314 #endif
    315 /* ---------------------------------------- */
    316 
    317 typedef uintptr_t objid_t;
    318 
    319 /*
    320  * XXX maybe these hash functions need reconsideration,
    321  * given that hash distribution is critical here.
    322  */
    323 
    324 static uint32_t
    325 pageidentityhash1(objid_t obj, off_t idx)
    326 {
    327 	uint32_t hash = HASH32_BUF_INIT;
    328 
    329 #if 1
    330 	hash = hash32_buf(&idx, sizeof(idx), hash);
    331 	hash = hash32_buf(&obj, sizeof(obj), hash);
    332 #else
    333 	hash = hash32_buf(&obj, sizeof(obj), hash);
    334 	hash = hash32_buf(&idx, sizeof(idx), hash);
    335 #endif
    336 	return hash;
    337 }
    338 
    339 static uint32_t
    340 pageidentityhash2(objid_t obj, off_t idx)
    341 {
    342 	uint32_t hash = HASH32_BUF_INIT;
    343 
    344 	hash = hash32_buf(&obj, sizeof(obj), hash);
    345 	hash = hash32_buf(&idx, sizeof(idx), hash);
    346 	return hash;
    347 }
    348 
    349 static nonres_cookie_t
    350 calccookie(objid_t obj, off_t idx)
    351 {
    352 	uint32_t hash = pageidentityhash2(obj, idx);
    353 	nonres_cookie_t cookie = hash;
    354 
    355 	if (__predict_false(cookie == NONRES_COOKIE_INVAL)) {
    356 		cookie++; /* XXX */
    357 	}
    358 	return cookie;
    359 }
    360 
    361 #define	COLDTARGET_ADJ(gs, d)	((gs)->gs_coldadj += (d))
    362 
    363 #if defined(PDSIM)
    364 
    365 static void *
    366 clockpro_hashalloc(u_int n)
    367 {
    368 	size_t allocsz = sizeof(struct bucket) * n;
    369 
    370 	return malloc(allocsz);
    371 }
    372 
    373 static void
    374 clockpro_hashfree(void *p, int n)
    375 {
    376 
    377 	free(p);
    378 }
    379 
    380 #else /* defined(PDSIM) */
    381 
    382 static void *
    383 clockpro_hashalloc(u_int n)
    384 {
    385 	size_t allocsz = round_page(sizeof(struct bucket) * n);
    386 
    387 	return (void *)uvm_km_alloc(kernel_map, allocsz, 0, UVM_KMF_WIRED);
    388 }
    389 
    390 static void
    391 clockpro_hashfree(void *p, u_int n)
    392 {
    393 	size_t allocsz = round_page(sizeof(struct bucket) * n);
    394 
    395 	uvm_km_free(kernel_map, (vaddr_t)p, allocsz, UVM_KMF_WIRED);
    396 }
    397 
    398 #endif /* defined(PDSIM) */
    399 
    400 static void
    401 clockpro_hashinit(uint64_t n)
    402 {
    403 	struct bucket *newbuckets;
    404 	struct bucket *oldbuckets;
    405 	size_t sz;
    406 	size_t oldsz;
    407 	int i;
    408 
    409 	sz = howmany(n, BUCKETSIZE);
    410 	sz *= clockpro_hashfactor;
    411 	newbuckets = clockpro_hashalloc(sz);
    412 	if (newbuckets == NULL) {
    413 		panic("%s: allocation failure", __func__);
    414 	}
    415 	for (i = 0; i < sz; i++) {
    416 		struct bucket *b = &newbuckets[i];
    417 		int j;
    418 
    419 		b->cycle = cycle_target;
    420 		b->cur = 0;
    421 		for (j = 0; j < BUCKETSIZE; j++) {
    422 			b->pages[j] = NONRES_COOKIE_INVAL;
    423 		}
    424 	}
    425 	/* XXX lock */
    426 	oldbuckets = buckets;
    427 	oldsz = hashsize;
    428 	buckets = newbuckets;
    429 	hashsize = sz;
    430 	/* XXX unlock */
    431 	if (oldbuckets) {
    432 		clockpro_hashfree(oldbuckets, oldsz);
    433 	}
    434 }
    435 
    436 static struct bucket *
    437 nonresident_getbucket(objid_t obj, off_t idx)
    438 {
    439 	uint32_t hash;
    440 
    441 	hash = pageidentityhash1(obj, idx);
    442 	return &buckets[hash % hashsize];
    443 }
    444 
    445 static void
    446 nonresident_rotate(struct uvmpdpol_groupstate *gs, struct bucket *b)
    447 {
    448 	const int target = cycle_target;
    449 	const int cycle = b->cycle;
    450 	int cur;
    451 	int todo;
    452 
    453 	todo = target - cycle;
    454 	if (todo >= BUCKETSIZE * 2) {
    455 		todo = (todo % BUCKETSIZE) + BUCKETSIZE;
    456 	}
    457 	cur = b->cur;
    458 	while (todo > 0) {
    459 		if (b->pages[cur] != NONRES_COOKIE_INVAL) {
    460 			PDPOL_EVCNT_INCR(nreshandhot);
    461 			if (gs != NULL)
    462 				COLDTARGET_ADJ(gs, -1);
    463 		}
    464 		b->pages[cur] = NONRES_COOKIE_INVAL;
    465 		cur++;
    466 		if (cur == BUCKETSIZE) {
    467 			cur = 0;
    468 		}
    469 		todo--;
    470 	}
    471 	b->cycle = target;
    472 	b->cur = cur;
    473 }
    474 
    475 static bool
    476 nonresident_lookupremove(struct uvmpdpol_groupstate *gs, objid_t obj, off_t idx)
    477 {
    478 	struct bucket *b = nonresident_getbucket(obj, idx);
    479 	nonres_cookie_t cookie = calccookie(obj, idx);
    480 
    481 	nonresident_rotate(gs, b);
    482 	for (u_int i = 0; i < BUCKETSIZE; i++) {
    483 		if (b->pages[i] == cookie) {
    484 			b->pages[i] = NONRES_COOKIE_INVAL;
    485 			return true;
    486 		}
    487 	}
    488 	return false;
    489 }
    490 
    491 static objid_t
    492 pageobj(struct vm_page *pg)
    493 {
    494 	const void *obj;
    495 
    496 	/*
    497 	 * XXX object pointer is often freed and reused for unrelated object.
    498 	 * for vnodes, it would be better to use something like
    499 	 * a hash of fsid/fileid/generation.
    500 	 */
    501 
    502 	obj = pg->uobject;
    503 	if (obj == NULL) {
    504 		obj = pg->uanon;
    505 		KASSERT(obj != NULL);
    506 		KASSERT(pg->offset == 0);
    507 	}
    508 
    509 	return (objid_t)obj;
    510 }
    511 
    512 static off_t
    513 pageidx(struct vm_page *pg)
    514 {
    515 
    516 	KASSERT((pg->offset & PAGE_MASK) == 0);
    517 	return pg->offset >> PAGE_SHIFT;
    518 }
    519 
    520 static bool
    521 nonresident_pagelookupremove(struct uvmpdpol_groupstate *gs, struct vm_page *pg)
    522 {
    523 	bool found = nonresident_lookupremove(gs, pageobj(pg), pageidx(pg));
    524 
    525 	if (pg->uobject) {
    526 		PDPOL_EVCNT_INCR(nreslookupobj);
    527 	} else {
    528 		PDPOL_EVCNT_INCR(nreslookupanon);
    529 	}
    530 	if (found) {
    531 		if (pg->uobject) {
    532 			PDPOL_EVCNT_INCR(nresfoundobj);
    533 		} else {
    534 			PDPOL_EVCNT_INCR(nresfoundanon);
    535 		}
    536 	}
    537 	return found;
    538 }
    539 
    540 static void
    541 nonresident_pagerecord(struct uvmpdpol_groupstate *gs, struct vm_page *pg)
    542 {
    543 	const objid_t obj = pageobj(pg);
    544 	const off_t idx = pageidx(pg);
    545 	struct bucket * const b = nonresident_getbucket(obj, idx);
    546 	nonres_cookie_t cookie = calccookie(obj, idx);
    547 
    548 #if defined(DEBUG)
    549 	for (u_int i = 0; i < BUCKETSIZE; i++) {
    550 		if (b->pages[i] == cookie) {
    551 			PDPOL_EVCNT_INCR(nresconflict);
    552 		}
    553 	}
    554 #endif /* defined(DEBUG) */
    555 
    556 	if (pg->uobject) {
    557 		PDPOL_EVCNT_INCR(nresrecordobj);
    558 	} else {
    559 		PDPOL_EVCNT_INCR(nresrecordanon);
    560 	}
    561 	nonresident_rotate(gs, b);
    562 	if (b->pages[b->cur] != NONRES_COOKIE_INVAL) {
    563 		PDPOL_EVCNT_INCR(nresoverwritten);
    564 		COLDTARGET_ADJ(gs, -1);
    565 	}
    566 	b->pages[b->cur] = cookie;
    567 	b->cur = (b->cur + 1) % BUCKETSIZE;
    568 }
    569 
    570 /* ---------------------------------------- */
    571 
    572 #if defined(CLOCKPRO_DEBUG)
    573 static void
    574 check_sanity(void)
    575 {
    576 }
    577 #else /* defined(CLOCKPRO_DEBUG) */
    578 #define	check_sanity()	/* nothing */
    579 #endif /* defined(CLOCKPRO_DEBUG) */
    580 
    581 static void
    582 clockpro_reinit(void)
    583 {
    584 
    585 	clockpro_hashinit(uvmexp.npages);
    586 }
    587 
    588 static void
    589 clockpro_recolor(void *new_gs, struct uvm_pggroup *grparray,
    590 	size_t npggroup, size_t old_ncolors)
    591 {
    592 	struct uvmpdpol_groupstate *old_gs = clockpro.s_gs;
    593 	struct uvm_pggroup *grp = uvm.pggroups;
    594 	struct uvmpdpol_groupstate *gs = new_gs;
    595 	const size_t old_npggroup = VM_NPGGROUP(old_ncolors);
    596 
    597 	clockpro.s_gs = gs;
    598 
    599 	for (size_t pggroup = 0; pggroup < npggroup; pggroup++, gs++, grp++) {
    600 		grp->pgrp_gs = gs;
    601 		gs->gs_pgrp = grp;
    602 		for (u_int i = 0; i < CLOCKPRO_NQUEUE; i++) {
    603 			pageq_init(&gs->gs_q[i]);
    604 		}
    605 		gs->gs_newqlenmax = 1;
    606 		gs->gs_coldtarget = 1;
    607 	}
    608 
    609 	for (size_t pggroup = 0; pggroup < old_npggroup; pggroup++, old_gs++) {
    610 		pageq_t *oldq = old_gs->gs_q;
    611 		for (u_int i = 0; i < CLOCKPRO_NQUEUE; i++, oldq++) {
    612 			while (pageq_len(oldq) > 0) {
    613 				struct vm_page *pg = pageq_remove_head(old_gs, oldq);
    614 				KASSERT(pg != NULL);
    615 				grp = uvm_page_to_pggroup(pg);
    616 				gs = grp->pgrp_gs;
    617 				pageq_insert_tail(gs, &gs->gs_q[i], pg);
    618 #if defined(USEONCE2)
    619 #else
    620 				gs->gs_npages++;
    621 				if (pg->pqflags & (PQ_TEST|PQ_SPECULATIVE)) {
    622 					gs->gs_ncold++;
    623 				}
    624 #endif
    625 			}
    626 		}
    627 	}
    628 
    629 	uvm_pctparam_init(&clockpro.s_coldtargetpct, CLOCKPRO_COLDPCT, NULL);
    630 
    631 }
    632 
    633 static void
    634 clockpro_init(void *new_gs, size_t npggroup)
    635 {
    636 	struct uvm_pggroup *grp = uvm.pggroups;
    637 	struct uvmpdpol_groupstate *gs = new_gs;
    638 
    639 	for (size_t pggroup = 0; pggroup < npggroup; pggroup++, gs++, grp++) {
    640 		grp->pgrp_gs = gs;
    641 		gs->gs_pgrp = grp;
    642 		for (u_int i = 0; i < CLOCKPRO_NQUEUE; i++) {
    643 			pageq_init(&gs->gs_q[i]);
    644 		}
    645 		gs->gs_newqlenmax = 1;
    646 		gs->gs_coldtarget = 1;
    647 	}
    648 
    649 	uvm_pctparam_init(&clockpro.s_coldtargetpct, CLOCKPRO_COLDPCT, NULL);
    650 }
    651 
    652 static void
    653 clockpro_tune(struct uvmpdpol_groupstate *gs)
    654 {
    655 	int coldtarget;
    656 
    657 #if defined(ADAPTIVE)
    658 	u_int coldmax = gs->s_npages * CLOCKPRO_COLDPCTMAX / 100;
    659 	u_int coldmin = 1;
    660 
    661 	coldtarget = gs->gs_coldtarget;
    662 	if (coldtarget + gs->gs_coldadj < coldmin) {
    663 		gs->gs_coldadj = coldmin - coldtarget;
    664 	} else if (coldtarget + gs->gs_coldadj > coldmax) {
    665 		gs->gs_coldadj = coldmax - coldtarget;
    666 	}
    667 	coldtarget += gs->gs_coldadj;
    668 #else /* defined(ADAPTIVE) */
    669 	coldtarget = UVM_PCTPARAM_APPLY(&clockpro.s_coldtargetpct,
    670 	    gs->gs_npages);
    671 	if (coldtarget < 1) {
    672 		coldtarget = 1;
    673 	}
    674 #endif /* defined(ADAPTIVE) */
    675 
    676 	gs->gs_coldtarget = coldtarget;
    677 	gs->gs_newqlenmax = coldtarget / 4;
    678 	if (gs->gs_newqlenmax < CLOCKPRO_NEWQMIN) {
    679 		gs->gs_newqlenmax = CLOCKPRO_NEWQMIN;
    680 	}
    681 }
    682 
    683 static void
    684 clockpro_movereferencebit(struct vm_page *pg)
    685 {
    686 	bool referenced;
    687 
    688 	referenced = pmap_clear_reference(pg);
    689 	if (referenced) {
    690 		pg->pqflags |= PQ_REFERENCED;
    691 	}
    692 }
    693 
    694 static void
    695 clockpro_clearreferencebit(struct vm_page *pg)
    696 {
    697 
    698 	clockpro_movereferencebit(pg);
    699 	pg->pqflags &= ~PQ_REFERENCED;
    700 }
    701 
    702 static void
    703 clockpro___newqrotate(struct uvmpdpol_groupstate * const gs, int len)
    704 {
    705 	pageq_t * const newq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ);
    706 
    707 	while (pageq_len(newq) > len) {
    708 		struct vm_page *pg = pageq_remove_head(gs, newq);
    709 		KASSERT(pg != NULL);
    710 		KASSERT(clockpro_getq(pg) == CLOCKPRO_NEWQ);
    711 		if ((pg->pqflags & PQ_INITIALREF) != 0) {
    712 			clockpro_clearreferencebit(pg);
    713 			pg->pqflags &= ~PQ_INITIALREF;
    714 		}
    715 		/* place at the list head */
    716 		clockpro_insert_tail(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs), pg);
    717 	}
    718 }
    719 
    720 static void
    721 clockpro_newqrotate(struct uvmpdpol_groupstate * const gs)
    722 {
    723 
    724 	check_sanity();
    725 	clockpro___newqrotate(gs, gs->gs_newqlenmax);
    726 	check_sanity();
    727 }
    728 
    729 static void
    730 clockpro_newqflush(struct uvmpdpol_groupstate * const gs, int n)
    731 {
    732 
    733 	check_sanity();
    734 	clockpro___newqrotate(gs, n);
    735 	check_sanity();
    736 }
    737 
    738 static void
    739 clockpro_newqflushone(struct uvmpdpol_groupstate *gs)
    740 {
    741 
    742 	clockpro_newqflush(gs,
    743 	    MAX(pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ)) - 1, 0));
    744 }
    745 
    746 /*
    747  * our "tail" is called "list-head" in the paper.
    748  */
    749 
    750 static void
    751 clockpro___enqueuetail(struct uvmpdpol_groupstate *gs, struct vm_page *pg)
    752 {
    753 
    754 	KASSERT(clockpro_getq(pg) == CLOCKPRO_NOQUEUE);
    755 
    756 	check_sanity();
    757 #if !defined(USEONCE2)
    758 	clockpro_insert_tail(gs, CLOCKPRO_NEWQ, pg);
    759 	clockpro_newqrotate(gs);
    760 #else /* !defined(USEONCE2) */
    761 #if defined(LISTQ)
    762 	KASSERT((pg->pqflags & PQ_REFERENCED) == 0);
    763 #endif /* defined(LISTQ) */
    764 	clockpro_insert_tail(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs), pg);
    765 #endif /* !defined(USEONCE2) */
    766 	check_sanity();
    767 }
    768 
    769 static void
    770 clockpro_pageenqueue(struct vm_page *pg)
    771 {
    772 	struct uvm_pggroup *grp = uvm_page_to_pggroup(pg);
    773 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
    774 	bool hot;
    775 	bool speculative = (pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) != 0; /* XXX */
    776 
    777 	KASSERT((~pg->pqflags & (PQ_INITIALREF|PQ_SPECULATIVE)) != 0);
    778 	KASSERT(mutex_owned(&uvm_pageqlock));
    779 	check_sanity();
    780 	KASSERT(clockpro_getq(pg) == CLOCKPRO_NOQUEUE);
    781 	gs->gs_npages++;
    782 	pg->pqflags &= ~(PQ_HOT|PQ_TEST);
    783 	if (speculative) {
    784 		hot = false;
    785 		PDPOL_EVCNT_INCR(speculativeenqueue);
    786 	} else {
    787 		hot = nonresident_pagelookupremove(gs, pg);
    788 		if (hot) {
    789 			COLDTARGET_ADJ(gs, 1);
    790 		}
    791 	}
    792 
    793 	/*
    794 	 * consider mmap'ed file:
    795 	 *
    796 	 * - read-ahead enqueues a page.
    797 	 *
    798 	 * - on the following read-ahead hit, the fault handler activates it.
    799 	 *
    800 	 * - finally, the userland code which caused the above fault
    801 	 *   actually accesses the page.  it makes its reference bit set.
    802 	 *
    803 	 * we want to count the above as a single access, rather than
    804 	 * three accesses with short reuse distances.
    805 	 */
    806 
    807 #if defined(USEONCE2)
    808 	pg->pqflags &= ~PQ_INITIALREF;
    809 	if (hot) {
    810 		pg->pqflags |= PQ_TEST;
    811 	}
    812 	gs->gs_ncold++;
    813 	clockpro_clearreferencebit(pg);
    814 	clockpro___enqueuetail(gs, pg);
    815 #else /* defined(USEONCE2) */
    816 	if (speculative) {
    817 		gs->gs_ncold++;
    818 	} else if (hot) {
    819 		pg->pqflags |= PQ_HOT;
    820 	} else {
    821 		pg->pqflags |= PQ_TEST;
    822 		gs->gs_ncold++;
    823 	}
    824 	clockpro___enqueuetail(gs, pg);
    825 #endif /* defined(USEONCE2) */
    826 	grp->pgrp_inactive = gs->gs_ncold;
    827 	grp->pgrp_active = gs->gs_npages - gs->gs_ncold;
    828 	KASSERT(gs->gs_ncold <= gs->gs_npages);
    829 }
    830 
    831 static pageq_t *
    832 clockpro_pagequeue(struct vm_page *pg)
    833 {
    834 	struct uvm_pggroup *grp = uvm_page_to_pggroup(pg);
    835 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
    836 	u_int qidx;
    837 
    838 	qidx = clockpro_getq(pg);
    839 	KASSERT(qidx != CLOCKPRO_NOQUEUE);
    840 
    841 	return clockpro_queue(gs, qidx);
    842 }
    843 
    844 static void
    845 clockpro_pagedequeue(struct vm_page *pg)
    846 {
    847 	struct uvm_pggroup *grp = uvm_page_to_pggroup(pg);
    848 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
    849 	pageq_t *q;
    850 
    851 	KASSERT(gs->gs_npages > 0);
    852 	check_sanity();
    853 	q = clockpro_pagequeue(pg);
    854 	pageq_remove(gs, q, pg);
    855 	check_sanity();
    856 	clockpro_setq(pg, CLOCKPRO_NOQUEUE);
    857 	if ((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0) {
    858 		KASSERT(gs->gs_ncold > 0);
    859 		gs->gs_ncold--;
    860 	}
    861 	KASSERT(gs->gs_npages > 0);
    862 	gs->gs_npages--;
    863 	grp->pgrp_inactive = gs->gs_ncold;
    864 	grp->pgrp_active = gs->gs_npages - gs->gs_ncold;
    865 	check_sanity();
    866 }
    867 
    868 static void
    869 clockpro_pagerequeue(struct vm_page *pg)
    870 {
    871 	struct uvm_pggroup *grp = uvm_page_to_pggroup(pg);
    872 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
    873 	u_int qidx;
    874 
    875 	qidx = clockpro_getq(pg);
    876 	KASSERT(qidx == CLOCKPRO_HOTQ(gs) || qidx == CLOCKPRO_COLDQ(gs));
    877 	pageq_remove(gs, clockpro_queue(gs, qidx), pg);
    878 	check_sanity();
    879 	clockpro_setq(pg, CLOCKPRO_NOQUEUE);
    880 
    881 	clockpro___enqueuetail(gs, pg);
    882 }
    883 
    884 static void
    885 handhot_endtest(struct uvmpdpol_groupstate * const gs, struct vm_page *pg)
    886 {
    887 
    888 	KASSERT((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0);
    889 	if ((pg->pqflags & PQ_TEST) != 0) {
    890 		PDPOL_EVCNT_INCR(hhotcoldtest);
    891 		COLDTARGET_ADJ(gs, -1);
    892 		pg->pqflags &= ~PQ_TEST;
    893 	} else {
    894 		PDPOL_EVCNT_INCR(hhotcold);
    895 	}
    896 }
    897 
    898 static void
    899 handhot_advance(struct uvmpdpol_groupstate * const gs)
    900 {
    901 	struct vm_page *pg;
    902 	pageq_t *hotq;
    903 	u_int hotqlen;
    904 
    905 	clockpro_tune(gs);
    906 
    907 	dump("hot called");
    908 	if (gs->gs_ncold >= gs->gs_coldtarget) {
    909 		return;
    910 	}
    911 	hotq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs));
    912 again:
    913 	pg = pageq_first(hotq);
    914 	if (pg == NULL) {
    915 		DPRINTF("%s: HHOT TAKEOVER\n", __func__);
    916 		dump("hhottakeover");
    917 		PDPOL_EVCNT_INCR(hhottakeover);
    918 #if defined(LISTQ)
    919 		while (/* CONSTCOND */ 1) {
    920 			pageq_t *coldq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs));
    921 
    922 			pg = pageq_first(coldq);
    923 			if (pg == NULL) {
    924 				clockpro_newqflushone(gs);
    925 				pg = pageq_first(coldq);
    926 				if (pg == NULL) {
    927 					WARN("hhot: no page?\n");
    928 					return;
    929 				}
    930 			}
    931 			KASSERT(clockpro_pagequeue(pg) == coldq);
    932 			pageq_remove(gs, coldq, pg);
    933 			check_sanity();
    934 			if ((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0) {
    935 				handhot_endtest(gs, pg);
    936 				clockpro_insert_tail(gs, CLOCKPRO_LISTQ, pg);
    937 			} else {
    938 				clockpro_insert_head(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs), pg);
    939 				break;
    940 			}
    941 		}
    942 #else /* defined(LISTQ) */
    943 		clockpro_newqflush(gs, 0); /* XXX XXX */
    944 		clockpro_switchqueue(gs);
    945 		hotq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs));
    946 		goto again;
    947 #endif /* defined(LISTQ) */
    948 	}
    949 
    950 	KASSERT(clockpro_pagequeue(pg) == hotq);
    951 
    952 	/*
    953 	 * terminate test period of nonresident pages by cycling them.
    954 	 */
    955 
    956 	cycle_target_frac += BUCKETSIZE;
    957 	hotqlen = pageq_len(hotq);
    958 	while (cycle_target_frac >= hotqlen) {
    959 		cycle_target++;
    960 		cycle_target_frac -= hotqlen;
    961 	}
    962 
    963 	if ((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0) {
    964 #if defined(LISTQ)
    965 		panic("cold page in hotq: %p", pg);
    966 #else /* defined(LISTQ) */
    967 		handhot_endtest(gs, pg);
    968 		goto next;
    969 #endif /* defined(LISTQ) */
    970 	}
    971 	KASSERT((pg->pqflags & PQ_TEST) == 0);
    972 	KASSERT((pg->pqflags & PQ_INITIALREF) == 0);
    973 	KASSERT((pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) == 0);
    974 
    975 	/*
    976 	 * once we met our target,
    977 	 * stop at a hot page so that no cold pages in test period
    978 	 * have larger recency than any hot pages.
    979 	 */
    980 
    981 	if (gs->gs_ncold >= gs->gs_coldtarget) {
    982 		dump("hot done");
    983 		return;
    984 	}
    985 	clockpro_movereferencebit(pg);
    986 	if ((pg->pqflags & PQ_REFERENCED) == 0) {
    987 		struct uvm_pggroup *grp = gs->gs_pgrp;
    988 		PDPOL_EVCNT_INCR(hhotunref);
    989 		grp->pgrp_pddeact++;
    990 		pg->pqflags &= ~PQ_HOT;
    991 		gs->gs_ncold++;
    992 		grp->pgrp_inactive = gs->gs_ncold;
    993 		grp->pgrp_active = gs->gs_npages - gs->gs_ncold;
    994 		KASSERT(gs->gs_ncold <= gs->gs_npages);
    995 	} else {
    996 		PDPOL_EVCNT_INCR(hhotref);
    997 	}
    998 	pg->pqflags &= ~PQ_REFERENCED;
    999 #if !defined(LISTQ)
   1000 next:
   1001 #endif /* !defined(LISTQ) */
   1002 	clockpro_pagerequeue(pg);
   1003 	dump("hot");
   1004 	goto again;
   1005 }
   1006 
   1007 static struct vm_page *
   1008 handcold_advance(struct uvmpdpol_groupstate * const gs)
   1009 {
   1010 	struct uvm_pggroup * const grp = gs->gs_pgrp;
   1011 	struct vm_page *pg;
   1012 
   1013 	for (;;) {
   1014 #if defined(LISTQ)
   1015 		pageq_t *listq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_LISTQ);
   1016 #endif /* defined(LISTQ) */
   1017 		pageq_t *coldq;
   1018 
   1019 		clockpro_newqrotate(gs);
   1020 		handhot_advance(gs);
   1021 #if defined(LISTQ)
   1022 		pg = pageq_first(listq);
   1023 		if (pg != NULL) {
   1024 			KASSERT(clockpro_getq(pg) == CLOCKPRO_LISTQ);
   1025 			KASSERT((pg->pqflags & PQ_TEST) == 0);
   1026 			KASSERT((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0);
   1027 			KASSERT((pg->pqflags & PQ_INITIALREF) == 0);
   1028 			pageq_remove(gs, listq, pg);
   1029 			check_sanity();
   1030 			clockpro_insert_head(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs), pg); /* XXX */
   1031 			goto gotcold;
   1032 		}
   1033 #endif /* defined(LISTQ) */
   1034 		check_sanity();
   1035 		coldq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs));
   1036 		pg = pageq_first(coldq);
   1037 		if (pg == NULL) {
   1038 			clockpro_newqflushone(gs);
   1039 			pg = pageq_first(coldq);
   1040 		}
   1041 		if (pg == NULL) {
   1042 			DPRINTF("%s: HCOLD TAKEOVER\n", __func__);
   1043 			dump("hcoldtakeover");
   1044 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldtakeover);
   1045 			KASSERT(
   1046 			    pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ)) == 0);
   1047 #if defined(LISTQ)
   1048 			KASSERT(
   1049 			    pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs))) == 0);
   1050 #else /* defined(LISTQ) */
   1051 			clockpro_switchqueue(gs);
   1052 			coldq = clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs));
   1053 			pg = pageq_first(coldq);
   1054 #endif /* defined(LISTQ) */
   1055 		}
   1056 		if (pg == NULL) {
   1057 			WARN("hcold: no page?\n");
   1058 			return NULL;
   1059 		}
   1060 		KASSERT((pg->pqflags & PQ_INITIALREF) == 0);
   1061 		if ((pg->pqflags & PQ_HOT) != 0) {
   1062 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldhot);
   1063 			pageq_remove(gs, coldq, pg);
   1064 			clockpro_insert_tail(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs), pg);
   1065 			check_sanity();
   1066 			KASSERT((pg->pqflags & PQ_TEST) == 0);
   1067 			grp->pgrp_pdscans++;
   1068 			continue;
   1069 		}
   1070 #if defined(LISTQ)
   1071 gotcold:
   1072 #endif /* defined(LISTQ) */
   1073 		KASSERT((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0);
   1074 		grp->pgrp_pdscans++;
   1075 		clockpro_movereferencebit(pg);
   1076 		if ((pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) != 0) {
   1077 			KASSERT((pg->pqflags & PQ_TEST) == 0);
   1078 			if ((pg->pqflags & PQ_REFERENCED) != 0) {
   1079 				PDPOL_EVCNT_INCR(speculativehit2);
   1080 				pg->pqflags &= ~(PQ_SPECULATIVE|PQ_REFERENCED);
   1081 				clockpro_pagedequeue(pg);
   1082 				clockpro_pageenqueue(pg);
   1083 				continue;
   1084 			}
   1085 			PDPOL_EVCNT_INCR(speculativemiss);
   1086 		}
   1087 		switch (pg->pqflags & (PQ_REFERENCED|PQ_TEST)) {
   1088 		case PQ_TEST:
   1089 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldunreftest);
   1090 			nonresident_pagerecord(gs, pg);
   1091 			goto gotit;
   1092 		case 0:
   1093 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldunref);
   1094 gotit:
   1095 			KASSERT(gs->gs_ncold > 0);
   1096 			clockpro_pagerequeue(pg); /* XXX */
   1097 			dump("cold done");
   1098 			/* XXX "pg" is still in queue */
   1099 			handhot_advance(gs);
   1100 			goto done;
   1101 
   1102 		case PQ_REFERENCED|PQ_TEST:
   1103 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldreftest);
   1104 			gs->gs_ncold--;
   1105 			grp->pgrp_inactive = gs->gs_ncold;
   1106 			grp->pgrp_active = gs->gs_npages - gs->gs_ncold;
   1107 			COLDTARGET_ADJ(gs, 1);
   1108 			pg->pqflags |= PQ_HOT;
   1109 			pg->pqflags &= ~PQ_TEST;
   1110 			break;
   1111 
   1112 		case PQ_REFERENCED:
   1113 			PDPOL_EVCNT_INCR(hcoldref);
   1114 			pg->pqflags |= PQ_TEST;
   1115 			break;
   1116 		}
   1117 		pg->pqflags &= ~PQ_REFERENCED;
   1118 		grp->pgrp_pdreact++;
   1119 		/* move to the list head */
   1120 		clockpro_pagerequeue(pg);
   1121 		dump("cold");
   1122 	}
   1123 done:;
   1124 	return pg;
   1125 }
   1126 
   1127 void
   1128 uvmpdpol_pageactivate(struct vm_page *pg)
   1129 {
   1130 
   1131 	if (!uvmpdpol_pageisqueued_p(pg)) {
   1132 		KASSERT((pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) == 0);
   1133 		pg->pqflags |= PQ_INITIALREF;
   1134 		clockpro_pageenqueue(pg);
   1135 	} else if ((pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE)) {
   1136 		PDPOL_EVCNT_INCR(speculativehit1);
   1137 		pg->pqflags &= ~PQ_SPECULATIVE;
   1138 		pg->pqflags |= PQ_INITIALREF;
   1139 		clockpro_pagedequeue(pg);
   1140 		clockpro_pageenqueue(pg);
   1141 	}
   1142 	pg->pqflags |= PQ_REFERENCED;
   1143 }
   1144 
   1145 void
   1146 uvmpdpol_pagedeactivate(struct vm_page *pg)
   1147 {
   1148 
   1149 	clockpro_clearreferencebit(pg);
   1150 }
   1151 
   1152 void
   1153 uvmpdpol_pagedequeue(struct vm_page *pg)
   1154 {
   1155 
   1156 	if (!uvmpdpol_pageisqueued_p(pg)) {
   1157 		return;
   1158 	}
   1159 	clockpro_pagedequeue(pg);
   1160 	pg->pqflags &= ~(PQ_INITIALREF|PQ_SPECULATIVE);
   1161 }
   1162 
   1163 void
   1164 uvmpdpol_pageenqueue(struct vm_page *pg)
   1165 {
   1166 
   1167 #if 1
   1168 	if (uvmpdpol_pageisqueued_p(pg)) {
   1169 		return;
   1170 	}
   1171 	clockpro_clearreferencebit(pg);
   1172 	pg->pqflags |= PQ_SPECULATIVE;
   1173 	clockpro_pageenqueue(pg);
   1174 #else
   1175 	uvmpdpol_pageactivate(pg);
   1176 #endif
   1177 }
   1178 
   1179 void
   1180 uvmpdpol_anfree(struct vm_anon *an)
   1181 {
   1182 
   1183 	KASSERT(an->an_page == NULL);
   1184 	if (nonresident_lookupremove(NULL, (objid_t)an, 0)) {
   1185 		PDPOL_EVCNT_INCR(nresanonfree);
   1186 	}
   1187 }
   1188 
   1189 void
   1190 uvmpdpol_init(void *new_gs, size_t npggroup)
   1191 {
   1192 
   1193 	clockpro_init(new_gs, npggroup);
   1194 }
   1195 
   1196 void
   1197 uvmpdpol_reinit(void)
   1198 {
   1199 
   1200 	clockpro_reinit();
   1201 }
   1202 
   1203 size_t
   1204 uvmpdpol_space(void)
   1205 {
   1206 
   1207 	return sizeof(struct uvmpdpol_groupstate);
   1208 }
   1209 
   1210 void
   1211 uvmpdpol_recolor(void *new_gs, struct uvm_pggroup *grparray,
   1212 	size_t npggroup, size_t old_ncolors)
   1213 {
   1214 
   1215 	clockpro_recolor(new_gs, grparray, npggroup, old_ncolors);
   1216 }
   1217 
   1218 void
   1219 uvmpdpol_estimatepageable(u_int *activep, u_int *inactivep)
   1220 {
   1221 	u_int active = 0;
   1222 	u_int inactive = 0;
   1223 
   1224 	struct uvm_pggroup *grp;
   1225 	STAILQ_FOREACH(grp, &uvm.page_groups, pgrp_uvm_link) {
   1226 		struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
   1227 		active += gs->gs_npages - gs->gs_ncold;
   1228 		inactive += gs->gs_ncold;
   1229 	}
   1230 	if (activep) {
   1231 		*activep = active;
   1232 	}
   1233 	if (inactive) {
   1234 		*inactivep = inactive;
   1235 	}
   1236 }
   1237 
   1238 bool
   1239 uvmpdpol_pageisqueued_p(struct vm_page *pg)
   1240 {
   1241 
   1242 	return clockpro_getq(pg) != CLOCKPRO_NOQUEUE;
   1243 }
   1244 
   1245 void
   1246 uvmpdpol_scaninit(struct uvm_pggroup *grp)
   1247 {
   1248 
   1249 	grp->pgrp_gs->gs_nscanned = 0;
   1250 }
   1251 
   1252 struct vm_page *
   1253 uvmpdpol_selectvictim(struct uvm_pggroup *grp)
   1254 {
   1255 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
   1256 	struct vm_page *pg;
   1257 
   1258 	if (gs->gs_nscanned > gs->gs_npages) {
   1259 		DPRINTF("scan too much\n");
   1260 		return NULL;
   1261 	}
   1262 	pg = handcold_advance(gs);
   1263 	gs->gs_nscanned++;
   1264 	return pg;
   1265 }
   1266 
   1267 static void
   1268 clockpro_dropswap(pageq_t *q, int *todo)
   1269 {
   1270 	struct vm_page *pg;
   1271 
   1272 	TAILQ_FOREACH_REVERSE(pg, &q->q_q, pglist, pageq.queue) {
   1273 		if (*todo <= 0) {
   1274 			break;
   1275 		}
   1276 		if ((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0) {
   1277 			continue;
   1278 		}
   1279 		if ((pg->pqflags & PQ_SWAPBACKED) == 0) {
   1280 			continue;
   1281 		}
   1282 		if (uvmpd_trydropswap(pg)) {
   1283 			(*todo)--;
   1284 		}
   1285 	}
   1286 }
   1287 
   1288 void
   1289 uvmpdpol_balancequeue(struct uvm_pggroup *grp, u_int swap_shortage)
   1290 {
   1291 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
   1292 	u_int todo = swap_shortage;
   1293 
   1294 	if (todo == 0) {
   1295 		return;
   1296 	}
   1297 
   1298 	/*
   1299 	 * reclaim swap slots from hot pages
   1300 	 */
   1301 
   1302 	DPRINTF("%s: [%zd] swap_shortage=%u\n",
   1303 	    __func__, grp - uvm.pggroups, swap_shortage);
   1304 
   1305 	clockpro_dropswap(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ), &todo);
   1306 	clockpro_dropswap(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs)), &todo);
   1307 	clockpro_dropswap(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs)), &todo);
   1308 
   1309 	DPRINTF("%s: [%zd]: done=%u\n",
   1310 	    __func__, grp - uvm.pggroups, swap_shortage - todo);
   1311 }
   1312 
   1313 bool
   1314 uvmpdpol_needsscan_p(struct uvm_pggroup *grp)
   1315 {
   1316 	struct uvmpdpol_groupstate * const gs = grp->pgrp_gs;
   1317 
   1318 	return (gs->gs_ncold < gs->gs_coldtarget);
   1319 }
   1320 
   1321 void
   1322 uvmpdpol_tune(struct uvm_pggroup *grp)
   1323 {
   1324 
   1325 	clockpro_tune(grp->pgrp_gs);
   1326 }
   1327 
   1328 #if !defined(PDSIM)
   1329 
   1330 #include <sys/sysctl.h>	/* XXX SYSCTL_DESCR */
   1331 
   1332 void
   1333 uvmpdpol_sysctlsetup(void)
   1334 {
   1335 #if !defined(ADAPTIVE)
   1336 	struct clockpro_state * const s = &clockpro;
   1337 
   1338 	uvm_pctparam_createsysctlnode(&s->s_coldtargetpct, "coldtargetpct",
   1339 	    SYSCTL_DESCR("Percentage cold target queue of the entire queue"));
   1340 #endif /* !defined(ADAPTIVE) */
   1341 }
   1342 
   1343 #endif /* !defined(PDSIM) */
   1344 
   1345 #if defined(DDB)
   1346 
   1347 void clockpro_dump(void);
   1348 
   1349 void
   1350 clockpro_dump(void)
   1351 {
   1352 	struct uvm_pggroup *grp;
   1353 	STAILQ_FOREACH(grp, &uvm.page_groups, pgrp_uvm_link) {
   1354 		struct uvmpdpol_groupstate *gs = grp->pgrp_gs;
   1355 		struct vm_page *pg;
   1356 		int ncold, nhot, ntest, nspeculative, ninitialref, nref;
   1357 		int newqlen, coldqlen, hotqlen, listqlen;
   1358 
   1359 		newqlen = coldqlen = hotqlen = listqlen = 0;
   1360 		printf(" [%zd]: npages=%d, ncold=%d, coldtarget=%d, newqlenmax=%d\n",
   1361 		    grp - uvm.pggroups, gs->gs_npages, gs->gs_ncold,
   1362 		    gs->gs_coldtarget, gs->gs_newqlenmax);
   1363 
   1364 #define	INITCOUNT()	\
   1365 	ncold = nhot = ntest = nspeculative = ninitialref = nref = 0
   1366 
   1367 #define	COUNT(pg)	\
   1368 	if ((pg->pqflags & PQ_HOT) != 0) { \
   1369 		nhot++; \
   1370 	} else { \
   1371 		ncold++; \
   1372 		if ((pg->pqflags & PQ_TEST) != 0) { \
   1373 			ntest++; \
   1374 		} \
   1375 		if ((pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) != 0) { \
   1376 			nspeculative++; \
   1377 		} \
   1378 		if ((pg->pqflags & PQ_INITIALREF) != 0) { \
   1379 			ninitialref++; \
   1380 		} else if ((pg->pqflags & PQ_REFERENCED) != 0 || \
   1381 		    pmap_is_referenced(pg)) { \
   1382 			nref++; \
   1383 		} \
   1384 	}
   1385 
   1386 #define	PRINTCOUNT(name)	\
   1387 	printf("%s#%zd hot=%d, cold=%d, test=%d, speculative=%d, " \
   1388 	    "initialref=%d, nref=%d\n", \
   1389 	    (name), grp - uvm.pggroups, nhot, ncold, ntest, nspeculative, ninitialref, nref)
   1390 
   1391 		INITCOUNT();
   1392 		TAILQ_FOREACH(pg, &clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ)->q_q, pageq.queue) {
   1393 			if (clockpro_getq(pg) != CLOCKPRO_NEWQ) {
   1394 				printf("newq corrupt %p\n", pg);
   1395 			}
   1396 			COUNT(pg)
   1397 			newqlen++;
   1398 		}
   1399 		PRINTCOUNT("newq");
   1400 
   1401 		INITCOUNT();
   1402 		TAILQ_FOREACH(pg, &clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs))->q_q, pageq.queue) {
   1403 			if (clockpro_getq(pg) != CLOCKPRO_COLDQ(gs)) {
   1404 				printf("coldq corrupt %p\n", pg);
   1405 			}
   1406 			COUNT(pg)
   1407 			coldqlen++;
   1408 		}
   1409 		PRINTCOUNT("coldq");
   1410 
   1411 		INITCOUNT();
   1412 		TAILQ_FOREACH(pg, &clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs))->q_q, pageq.queue) {
   1413 			if (clockpro_getq(pg) != CLOCKPRO_HOTQ(gs)) {
   1414 				printf("hotq corrupt %p\n", pg);
   1415 			}
   1416 #if defined(LISTQ)
   1417 			if ((pg->pqflags & PQ_HOT) == 0) {
   1418 				printf("cold page in hotq: %p\n", pg);
   1419 			}
   1420 #endif /* defined(LISTQ) */
   1421 			COUNT(pg)
   1422 			hotqlen++;
   1423 		}
   1424 		PRINTCOUNT("hotq");
   1425 
   1426 		INITCOUNT();
   1427 		TAILQ_FOREACH(pg, &clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_LISTQ)->q_q, pageq.queue) {
   1428 #if !defined(LISTQ)
   1429 			printf("listq %p\n", pg);
   1430 #endif /* !defined(LISTQ) */
   1431 			if (clockpro_getq(pg) != CLOCKPRO_LISTQ) {
   1432 				printf("listq corrupt %p\n", pg);
   1433 			}
   1434 			COUNT(pg)
   1435 			listqlen++;
   1436 		}
   1437 		PRINTCOUNT("listq");
   1438 
   1439 		printf("#%zd: newqlen=%u/%u, coldqlen=%u/%u, hotqlen=%u/%u, listqlen=%d/%d\n",
   1440 		    grp - uvm.pggroups,
   1441 		    newqlen, pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_NEWQ)),
   1442 		    coldqlen, pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs))),
   1443 		    hotqlen, pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs))),
   1444 		    listqlen, pageq_len(clockpro_queue(gs, CLOCKPRO_LISTQ)));
   1445 	}
   1446 }
   1447 #endif /* defined(DDB) */
   1448 
   1449 #if defined(PDSIM)
   1450 #if defined(DEBUG)
   1451 static void
   1452 pdsim_dumpq(struct uvmpdpol_groupstate *gs, int qidx)
   1453 {
   1454 	pageq_t *q = clockpro_queue(gs, qidx);
   1455 	struct vm_page *pg;
   1456 
   1457 	TAILQ_FOREACH(pg, &q->q_q, pageq.queue) {
   1458 		DPRINTF(" %" PRIu64 "%s%s%s%s%s%s",
   1459 		    pg->offset >> PAGE_SHIFT,
   1460 		    (pg->pqflags & PQ_HOT) ? "H" : "",
   1461 		    (pg->pqflags & PQ_TEST) ? "T" : "",
   1462 		    (pg->pqflags & PQ_REFERENCED) ? "R" : "",
   1463 		    pmap_is_referenced(pg) ? "r" : "",
   1464 		    (pg->pqflags & PQ_INITIALREF) ? "I" : "",
   1465 		    (pg->pqflags & PQ_SPECULATIVE) ? "S" : ""
   1466 		    );
   1467 	}
   1468 }
   1469 #endif /* defined(DEBUG) */
   1470 
   1471 void
   1472 pdsim_dump(const char *id)
   1473 {
   1474 #if defined(DEBUG)
   1475 	struct clockpro_state * const s = &clockpro;
   1476 
   1477 	DPRINTF("  %s L(", id);
   1478 	pdsim_dumpq(gs, CLOCKPRO_LISTQ);
   1479 	DPRINTF(" ) H(");
   1480 	pdsim_dumpq(gs, CLOCKPRO_HOTQ(gs));
   1481 	DPRINTF(" ) C(");
   1482 	pdsim_dumpq(gs, CLOCKPRO_COLDQ(gs));
   1483 	DPRINTF(" ) N(");
   1484 	pdsim_dumpq(gs, CLOCKPRO_NEWQ);
   1485 	DPRINTF(" ) ncold=%d/%d, coldadj=%d\n",
   1486 	    gs->gs_ncold, gs->gs_coldtarget, gs->gs_coldadj);
   1487 #endif /* defined(DEBUG) */
   1488 }
   1489 #endif /* defined(PDSIM) */
   1490