sys/vm/vm_zeroidle.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1994 John Dyson
   3  * Copyright (c) 2001 Matt Dillon
   4  *
   5  * All Rights Reserved.
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  15  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  16  *    without specific prior written permission.
  17  *
  18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS
  19  * OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED
  20  * WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY
  22  * DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE
  24  * GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
  25  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY,
  26  * WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  27  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  28  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  29  *
  30  *      from: @(#)vm_machdep.c  7.3 (Berkeley) 5/13/91
  31  *      Utah $Hdr: vm_machdep.c 1.16.1.1 89/06/23$
  32  * from: FreeBSD: .../i386/vm_machdep.c,v 1.165 2001/07/04 23:27:04 dillon
  33  */
  34
  35 #include <sys/cdefs.h>
  36 __FBSDID("$FreeBSD$");
  37
  38 #include <opt_sched.h>
  39
  40 #include <sys/param.h>
  41 #include <sys/systm.h>
  42 #include <sys/kernel.h>
  43 #include <sys/proc.h>
  44 #include <sys/vmmeter.h>
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #include <sys/mutex.h>
  47 #include <sys/sched.h>
  48 #include <sys/sysctl.h>
  49 #include <sys/kthread.h>
  50 #include <sys/unistd.h>
  51
  52 #include <vm/vm.h>
  53 #include <vm/vm_param.h>
  54 #include <vm/vm_page.h>
  55 #include <vm/vm_phys.h>
  56
  57 static int idlezero_enable_default = 0;
  58 TUNABLE_INT("vm.idlezero_enable", &idlezero_enable_default);
  59 /* Defer setting the enable flag until the kthread is running. */
  60 static int idlezero_enable = 0;
  61 SYSCTL_INT(_vm, OID_AUTO, idlezero_enable, CTLFLAG_RW, &idlezero_enable, 0,
  62     "Allow the kernel to use idle cpu cycles to zero-out pages");
  63 /*
  64  * Implement the pre-zeroed page mechanism.
  65  */
  66
  67 #define ZIDLE_LO(v)     ((v) * 2 / 3)
  68 #define ZIDLE_HI(v)     ((v) * 4 / 5)
  69
  70 static boolean_t wakeup_needed = FALSE;
  71 static int zero_state;
  72
  73 static int
  74 vm_page_zero_check(void)
  75 {
  76
  77         if (!idlezero_enable)
  78                 return (0);
  79         /*
  80          * Attempt to maintain approximately 1/2 of our free pages in a
  81          * PG_ZERO'd state.   Add some hysteresis to (attempt to) avoid
  82          * generally zeroing a page when the system is near steady-state.
  83          * Otherwise we might get 'flutter' during disk I/O / IPC or
  84          * fast sleeps.  We also do not want to be continuously zeroing
  85          * pages because doing so may flush our L1 and L2 caches too much.
  86          */
  87         if (zero_state && vm_page_zero_count >= ZIDLE_LO(cnt.v_free_count))
  88                 return (0);
  89         if (vm_page_zero_count >= ZIDLE_HI(cnt.v_free_count))
  90                 return (0);
  91         return (1);
  92 }
  93
  94 static void
  95 vm_page_zero_idle(void)
  96 {
  97
  98         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
  99         zero_state = 0;
 100         if (vm_phys_zero_pages_idle()) {
 101                 if (vm_page_zero_count >= ZIDLE_HI(cnt.v_free_count))
 102                         zero_state = 1;
 103         }
 104 }
 105
 106 /* Called by vm_page_free to hint that a new page is available. */
 107 void
 108 vm_page_zero_idle_wakeup(void)
 109 {
 110
 111         mtx_assert(&vm_page_queue_free_mtx, MA_OWNED);
 112         if (wakeup_needed && vm_page_zero_check()) {
 113                 wakeup_needed = FALSE;
 114                 wakeup(&zero_state);
 115         }
 116 }
 117
 118 static void
 119 vm_pagezero(void __unused *arg)
 120 {
 121
 122         idlezero_enable = idlezero_enable_default;
 123
 124         mtx_lock(&vm_page_queue_free_mtx);
 125         for (;;) {
 126                 if (vm_page_zero_check()) {
 127                         vm_page_zero_idle();
 128 #ifndef PREEMPTION
 129                         if (sched_runnable()) {
 130                                 thread_lock(curthread);
 131                                 mi_switch(SW_VOL | SWT_IDLE, NULL);
 132                                 thread_unlock(curthread);
 133                         }
 134 #endif
 135                 } else {
 136                         wakeup_needed = TRUE;
 137                         msleep(&zero_state, &vm_page_queue_free_mtx, 0,
 138                             "pgzero", hz * 300);
 139                 }
 140         }
 141 }
 142
 143 static void
 144 pagezero_start(void __unused *arg)
 145 {
 146         int error;
 147         struct proc *p;
 148         struct thread *td;
 149
 150         error = kproc_create(vm_pagezero, NULL, &p, RFSTOPPED, 0, "pagezero");
 151         if (error)
 152                 panic("pagezero_start: error %d\n", error);
 153         td = FIRST_THREAD_IN_PROC(p);
 154         thread_lock(td);
 155
 156         /* We're an idle task, don't count us in the load. */
 157         td->td_flags |= TDF_NOLOAD;
 158         sched_class(td, PRI_IDLE);
 159         sched_prio(td, PRI_MAX_IDLE);
 160         sched_add(td, SRQ_BORING);
 161         thread_unlock(td);
 162 }
 163 SYSINIT(pagezero, SI_SUB_KTHREAD_VM, SI_ORDER_ANY, pagezero_start, NULL);