Combine freezing and pruning steps in VACUUM
authorHeikki Linnakangas <[email protected]>
Wed, 3 Apr 2024 16:32:28 +0000 (19:32 +0300)
committerHeikki Linnakangas <[email protected]>
Wed, 3 Apr 2024 16:32:28 +0000 (19:32 +0300)
Execute both freezing and pruning of tuples in the same
heap_page_prune() function, now called heap_page_prune_and_freeze(),
and emit a single WAL record containing all changes. That reduces the
overall amount of WAL generated.

This moves the freezing logic from vacuumlazy.c to the
heap_page_prune_and_freeze() function. The main difference in the
coding is that in vacuumlazy.c, we looked at the tuples after the
pruning had already happened, but in heap_page_prune_and_freeze() we
operate on the tuples before pruning. The heap_prepare_freeze_tuple()
function is now invoked after we have determined that a tuple is not
going to be pruned away.

VACUUM no longer needs to loop through the items on the page after
pruning. heap_page_prune_and_freeze() does all the work. It now
returns the list of dead offsets, including existing LP_DEAD items, to
the caller. Similarly it's now responsible for tracking 'all_visible',
'all_frozen', and 'hastup' on the caller's behalf.

Author: Melanie Plageman <[email protected]>
Discussion: https://www.postgresql.org/message-id/20240330055710.kqg6ii2cdojsxgje@liskov

src/backend/access/heap/heapam.c
src/backend/access/heap/heapam_handler.c
src/backend/access/heap/pruneheap.c
src/backend/access/heap/vacuumlazy.c
src/backend/storage/ipc/procarray.c
src/include/access/heapam.h
src/tools/pgindent/typedefs.list

index b661d9811eb6fbe4e19acd300585285ad858aea7..a9d5b109a5ecc71b83b06467855e13cf7971e514 100644 (file)
@@ -6447,9 +6447,9 @@ FreezeMultiXactId(MultiXactId multi, uint16 t_infomask,
  * XIDs or MultiXactIds that will need to be processed by a future VACUUM.
  *
  * VACUUM caller must assemble HeapTupleFreeze freeze plan entries for every
- * tuple that we returned true for, and call heap_freeze_execute_prepared to
- * execute freezing.  Caller must initialize pagefrz fields for page as a
- * whole before first call here for each heap page.
+ * tuple that we returned true for, and then execute freezing.  Caller must
+ * initialize pagefrz fields for page as a whole before first call here for
+ * each heap page.
  *
  * VACUUM caller decides on whether or not to freeze the page as a whole.
  * We'll often prepare freeze plans for a page that caller just discards.
@@ -6765,35 +6765,19 @@ heap_execute_freeze_tuple(HeapTupleHeader tuple, HeapTupleFreeze *frz)
 }
 
 /*
- * heap_freeze_execute_prepared
- *
- * Executes freezing of one or more heap tuples on a page on behalf of caller.
- * Caller passes an array of tuple plans from heap_prepare_freeze_tuple.
- * Caller must set 'offset' in each plan for us.  Note that we destructively
- * sort caller's tuples array in-place, so caller had better be done with it.
- *
- * WAL-logs the changes so that VACUUM can advance the rel's relfrozenxid
- * later on without any risk of unsafe pg_xact lookups, even following a hard
- * crash (or when querying from a standby).  We represent freezing by setting
- * infomask bits in tuple headers, but this shouldn't be thought of as a hint.
- * See section on buffer access rules in src/backend/storage/buffer/README.
+ * Perform xmin/xmax XID status sanity checks before actually executing freeze
+ * plans.
+ *
+ * heap_prepare_freeze_tuple doesn't perform these checks directly because
+ * pg_xact lookups are relatively expensive.  They shouldn't be repeated by
+ * successive VACUUMs that each decide against freezing the same page.
  */
 void
-heap_freeze_execute_prepared(Relation rel, Buffer buffer,
-                            TransactionId snapshotConflictHorizon,
-                            HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples)
+heap_pre_freeze_checks(Buffer buffer,
+                      HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples)
 {
    Page        page = BufferGetPage(buffer);
 
-   Assert(ntuples > 0);
-
-   /*
-    * Perform xmin/xmax XID status sanity checks before critical section.
-    *
-    * heap_prepare_freeze_tuple doesn't perform these checks directly because
-    * pg_xact lookups are relatively expensive.  They shouldn't be repeated
-    * by successive VACUUMs that each decide against freezing the same page.
-    */
    for (int i = 0; i < ntuples; i++)
    {
        HeapTupleFreeze *frz = tuples + i;
@@ -6832,8 +6816,19 @@ heap_freeze_execute_prepared(Relation rel, Buffer buffer,
                                         xmax)));
        }
    }
+}
 
-   START_CRIT_SECTION();
+/*
+ * Helper which executes freezing of one or more heap tuples on a page on
+ * behalf of caller.  Caller passes an array of tuple plans from
+ * heap_prepare_freeze_tuple.  Caller must set 'offset' in each plan for us.
+ * Must be called in a critical section that also marks the buffer dirty and,
+ * if needed, emits WAL.
+ */
+void
+heap_freeze_prepared_tuples(Buffer buffer, HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples)
+{
+   Page        page = BufferGetPage(buffer);
 
    for (int i = 0; i < ntuples; i++)
    {
@@ -6844,22 +6839,6 @@ heap_freeze_execute_prepared(Relation rel, Buffer buffer,
        htup = (HeapTupleHeader) PageGetItem(page, itemid);
        heap_execute_freeze_tuple(htup, frz);
    }
-
-   MarkBufferDirty(buffer);
-
-   /* Now WAL-log freezing if necessary */
-   if (RelationNeedsWAL(rel))
-   {
-       log_heap_prune_and_freeze(rel, buffer, snapshotConflictHorizon,
-                                 false,    /* no cleanup lock required */
-                                 PRUNE_VACUUM_SCAN,
-                                 tuples, ntuples,
-                                 NULL, 0,  /* redirected */
-                                 NULL, 0,  /* dead */
-                                 NULL, 0); /* unused */
-   }
-
-   END_CRIT_SECTION();
 }
 
 /*
index c86000d245b67708aff965b42acae52d0b46da7d..0952d4a98eb6844bf9b50e1183dc1cc51637c7b3 100644 (file)
@@ -1122,7 +1122,7 @@ heapam_scan_analyze_next_tuple(TableScanDesc scan, TransactionId OldestXmin,
         * We ignore unused and redirect line pointers.  DEAD line pointers
         * should be counted as dead, because we need vacuum to run to get rid
         * of them.  Note that this rule agrees with the way that
-        * heap_page_prune() counts things.
+        * heap_page_prune_and_freeze() counts things.
         */
        if (!ItemIdIsNormal(itemid))
        {
index 1b5bf990d210375f63a85b6bd91f7465efb5884e..d2eecaf7ebcea3c3b566ffc08dfcc1dd764c6662 100644 (file)
 #include "access/heapam.h"
 #include "access/heapam_xlog.h"
 #include "access/htup_details.h"
+#include "access/multixact.h"
 #include "access/transam.h"
 #include "access/xlog.h"
 #include "access/xloginsert.h"
+#include "commands/vacuum.h"
+#include "executor/instrument.h"
 #include "miscadmin.h"
 #include "pgstat.h"
 #include "storage/bufmgr.h"
 #include "utils/rel.h"
 #include "utils/snapmgr.h"
 
-/* Working data for heap_page_prune and subroutines */
+/* Working data for heap_page_prune_and_freeze() and subroutines */
 typedef struct
 {
+   /*-------------------------------------------------------
+    * Arguments passed to heap_page_and_freeze()
+    *-------------------------------------------------------
+    */
+
    /* tuple visibility test, initialized for the relation */
    GlobalVisState *vistest;
    /* whether or not dead items can be set LP_UNUSED during pruning */
    bool        mark_unused_now;
+   /* whether to attempt freezing tuples */
+   bool        freeze;
+   struct VacuumCutoffs *cutoffs;
 
-   TransactionId new_prune_xid;    /* new prune hint value for page */
-   TransactionId snapshotConflictHorizon;  /* latest xid removed */
+   /*-------------------------------------------------------
+    * Fields describing what to do to the page
+    *-------------------------------------------------------
+    */
+   TransactionId new_prune_xid;    /* new prune hint value */
+   TransactionId latest_xid_removed;
    int         nredirected;    /* numbers of entries in arrays below */
    int         ndead;
    int         nunused;
+   int         nfrozen;
    /* arrays that accumulate indexes of items to be changed */
    OffsetNumber redirected[MaxHeapTuplesPerPage * 2];
    OffsetNumber nowdead[MaxHeapTuplesPerPage];
    OffsetNumber nowunused[MaxHeapTuplesPerPage];
+   HeapTupleFreeze frozen[MaxHeapTuplesPerPage];
+
+   /*-------------------------------------------------------
+    * Working state for HOT chain processing
+    *-------------------------------------------------------
+    */
 
    /*
     * 'root_items' contains offsets of all LP_REDIRECT line pointers and
@@ -63,24 +85,92 @@ typedef struct
     */
    bool        processed[MaxHeapTuplesPerPage + 1];
 
+   /*
+    * Tuple visibility is only computed once for each tuple, for correctness
+    * and efficiency reasons; see comment in heap_page_prune_and_freeze() for
+    * details.  This is of type int8[], instead of HTSV_Result[], so we can
+    * use -1 to indicate no visibility has been computed, e.g. for LP_DEAD
+    * items.
+    *
+    * This needs to be MaxHeapTuplesPerPage + 1 long as FirstOffsetNumber is
+    * 1. Otherwise every access would need to subtract 1.
+    */
+   int8        htsv[MaxHeapTuplesPerPage + 1];
+
+   /*
+    * Freezing-related state.
+    */
+   HeapPageFreeze pagefrz;
+
+   /*-------------------------------------------------------
+    * Information about what was done
+    *
+    * These fields are not used by pruning itself for the most part, but are
+    * used to collect information about what was pruned and what state the
+    * page is in after pruning, for the benefit of the caller.  They are
+    * copied to the caller's PruneFreezeResult at the end.
+    * -------------------------------------------------------
+    */
+
    int         ndeleted;       /* Number of tuples deleted from the page */
+
+   /* Number of live and recently dead tuples, after pruning */
+   int         live_tuples;
+   int         recently_dead_tuples;
+
+   /* Whether or not the page makes rel truncation unsafe */
+   bool        hastup;
+
+   /*
+    * LP_DEAD items on the page after pruning.  Includes existing LP_DEAD
+    * items
+    */
+   int         lpdead_items;   /* number of items in the array */
+   OffsetNumber *deadoffsets;  /* points directly to presult->deadoffsets */
+
+   /*
+    * all_visible and all_frozen indicate if the all-visible and all-frozen
+    * bits in the visibility map can be set for this page after pruning.
+    *
+    * visibility_cutoff_xid is the newest xmin of live tuples on the page.
+    * The caller can use it as the conflict horizon, when setting the VM
+    * bits.  It is only valid if we froze some tuples, and all_frozen is
+    * true.
+    *
+    * NOTE: all_visible and all_frozen don't include LP_DEAD items.  That's
+    * convenient for heap_page_prune_and_freeze(), to use them to decide
+    * whether to freeze the page or not.  The all_visible and all_frozen
+    * values returned to the caller are adjusted to include LP_DEAD items at
+    * the end.
+    *
+    * all_frozen should only be considered valid if all_visible is also set;
+    * we don't bother to clear the all_frozen flag every time we clear the
+    * all_visible flag.
+    */
+   bool        all_visible;
+   bool        all_frozen;
+   TransactionId visibility_cutoff_xid;
 } PruneState;
 
 /* Local functions */
 static HTSV_Result heap_prune_satisfies_vacuum(PruneState *prstate,
                                               HeapTuple tup,
                                               Buffer buffer);
+static inline HTSV_Result htsv_get_valid_status(int status);
 static void heap_prune_chain(Page page, BlockNumber blockno, OffsetNumber maxoff,
-                            OffsetNumber rootoffnum, int8 *htsv, PruneState *prstate);
+                            OffsetNumber rootoffnum, PruneState *prstate);
 static void heap_prune_record_prunable(PruneState *prstate, TransactionId xid);
 static void heap_prune_record_redirect(PruneState *prstate,
-                                      OffsetNumber offnum, OffsetNumber rdoffnum, bool was_normal);
-static void heap_prune_record_dead(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum, bool was_normal);
-static void heap_prune_record_dead_or_unused(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum, bool was_normal);
+                                      OffsetNumber offnum, OffsetNumber rdoffnum,
+                                      bool was_normal);
+static void heap_prune_record_dead(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum,
+                                  bool was_normal);
+static void heap_prune_record_dead_or_unused(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum,
+                                            bool was_normal);
 static void heap_prune_record_unused(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum, bool was_normal);
 
 static void heap_prune_record_unchanged_lp_unused(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum);
-static void heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, int8 *htsv, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum);
+static void heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum);
 static void heap_prune_record_unchanged_lp_dead(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum);
 static void heap_prune_record_unchanged_lp_redirect(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum);
 
@@ -163,15 +253,15 @@ heap_page_prune_opt(Relation relation, Buffer buffer)
        if (PageIsFull(page) || PageGetHeapFreeSpace(page) < minfree)
        {
            OffsetNumber dummy_off_loc;
-           PruneResult presult;
+           PruneFreezeResult presult;
 
            /*
             * For now, pass mark_unused_now as false regardless of whether or
             * not the relation has indexes, since we cannot safely determine
             * that during on-access pruning with the current implementation.
             */
-           heap_page_prune(relation, buffer, vistest, 0,
-                           &presult, PRUNE_ON_ACCESS, &dummy_off_loc);
+           heap_page_prune_and_freeze(relation, buffer, vistest, 0,
+                                      NULL, &presult, PRUNE_ON_ACCESS, &dummy_off_loc, NULL, NULL);
 
            /*
             * Report the number of tuples reclaimed to pgstats.  This is
@@ -205,13 +295,24 @@ heap_page_prune_opt(Relation relation, Buffer buffer)
 
 
 /*
- * Prune and repair fragmentation in the specified page.
+ * Prune and repair fragmentation and potentially freeze tuples on the
+ * specified page.
  *
  * Caller must have pin and buffer cleanup lock on the page.  Note that we
  * don't update the FSM information for page on caller's behalf.  Caller might
  * also need to account for a reduction in the length of the line pointer
  * array following array truncation by us.
  *
+ * If the HEAP_PRUNE_FREEZE option is set, we will also freeze tuples if it's
+ * required in order to advance relfrozenxid / relminmxid, or if it's
+ * considered advantageous for overall system performance to do so now.  The
+ * 'cutoffs', 'presult', 'new_refrozen_xid' and 'new_relmin_mxid' arguments
+ * are required when freezing.  When HEAP_PRUNE_FREEZE option is set, we also
+ * set presult->all_visible and presult->all_frozen on exit, to indicate if
+ * the VM bits can be set.  They are always set to false when the
+ * HEAP_PRUNE_FREEZE option is not set, because at the moment only callers
+ * that also freeze need that information.
+ *
  * vistest is used to distinguish whether tuples are DEAD or RECENTLY_DEAD
  * (see heap_prune_satisfies_vacuum).
  *
@@ -219,23 +320,40 @@ heap_page_prune_opt(Relation relation, Buffer buffer)
  *   MARK_UNUSED_NOW indicates that dead items can be set LP_UNUSED during
  *   pruning.
  *
- * presult contains output parameters needed by callers such as the number of
- * tuples removed and the number of line pointers newly marked LP_DEAD.
- * heap_page_prune() is responsible for initializing it.
+ *   FREEZE indicates that we will also freeze tuples, and will return
+ *   'all_visible', 'all_frozen' flags to the caller.
+ *
+ * cutoffs contains the freeze cutoffs, established by VACUUM at the beginning
+ * of vacuuming the relation.  Required if HEAP_PRUNE_FREEZE option is set.
+ *
+ * presult contains output parameters needed by callers, such as the number of
+ * tuples removed and the offsets of dead items on the page after pruning.
+ * heap_page_prune_and_freeze() is responsible for initializing it.  Required
+ * by all callers.
  *
  * reason indicates why the pruning is performed.  It is included in the WAL
  * record for debugging and analysis purposes, but otherwise has no effect.
  *
  * off_loc is the offset location required by the caller to use in error
  * callback.
+ *
+ * new_relfrozen_xid and new_relmin_xid must provided by the caller if the
+ * HEAP_PRUNE_FREEZE option is set.  On entry, they contain the oldest XID and
+ * multi-XID seen on the relation so far.  They will be updated with oldest
+ * values present on the page after pruning.  After processing the whole
+ * relation, VACUUM can use these values as the new relfrozenxid/relminmxid
+ * for the relation.
  */
 void
-heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
-               GlobalVisState *vistest,
-               int options,
-               PruneResult *presult,
-               PruneReason reason,
-               OffsetNumber *off_loc)
+heap_page_prune_and_freeze(Relation relation, Buffer buffer,
+                          GlobalVisState *vistest,
+                          int options,
+                          struct VacuumCutoffs *cutoffs,
+                          PruneFreezeResult *presult,
+                          PruneReason reason,
+                          OffsetNumber *off_loc,
+                          TransactionId *new_relfrozen_xid,
+                          MultiXactId *new_relmin_mxid)
 {
    Page        page = BufferGetPage(buffer);
    BlockNumber blockno = BufferGetBlockNumber(buffer);
@@ -243,6 +361,17 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
                maxoff;
    PruneState  prstate;
    HeapTupleData tup;
+   bool        do_freeze;
+   bool        do_prune;
+   bool        do_hint;
+   bool        hint_bit_fpi;
+   int64       fpi_before = pgWalUsage.wal_fpi;
+
+   /* Copy parameters to prstate */
+   prstate.vistest = vistest;
+   prstate.mark_unused_now = (options & HEAP_PAGE_PRUNE_MARK_UNUSED_NOW) != 0;
+   prstate.freeze = (options & HEAP_PAGE_PRUNE_FREEZE) != 0;
+   prstate.cutoffs = cutoffs;
 
    /*
     * Our strategy is to scan the page and make lists of items to change,
@@ -256,36 +385,98 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
     * initialize the rest of our working state.
     */
    prstate.new_prune_xid = InvalidTransactionId;
-   prstate.vistest = vistest;
-   prstate.mark_unused_now = (options & HEAP_PAGE_PRUNE_MARK_UNUSED_NOW) != 0;
-   prstate.snapshotConflictHorizon = InvalidTransactionId;
-   prstate.nredirected = prstate.ndead = prstate.nunused = 0;
-   prstate.ndeleted = 0;
+   prstate.latest_xid_removed = InvalidTransactionId;
+   prstate.nredirected = prstate.ndead = prstate.nunused = prstate.nfrozen = 0;
    prstate.nroot_items = 0;
    prstate.nheaponly_items = 0;
 
+   /* initialize page freezing working state */
+   prstate.pagefrz.freeze_required = false;
+   if (prstate.freeze)
+   {
+       Assert(new_relfrozen_xid && new_relmin_mxid);
+       prstate.pagefrz.FreezePageRelfrozenXid = *new_relfrozen_xid;
+       prstate.pagefrz.NoFreezePageRelfrozenXid = *new_relfrozen_xid;
+       prstate.pagefrz.FreezePageRelminMxid = *new_relmin_mxid;
+       prstate.pagefrz.NoFreezePageRelminMxid = *new_relmin_mxid;
+   }
+   else
+   {
+       Assert(new_relfrozen_xid == NULL && new_relmin_mxid == NULL);
+       prstate.pagefrz.FreezePageRelminMxid = InvalidMultiXactId;
+       prstate.pagefrz.NoFreezePageRelminMxid = InvalidMultiXactId;
+       prstate.pagefrz.FreezePageRelfrozenXid = InvalidTransactionId;
+       prstate.pagefrz.NoFreezePageRelfrozenXid = InvalidTransactionId;
+   }
+
+   prstate.ndeleted = 0;
+   prstate.live_tuples = 0;
+   prstate.recently_dead_tuples = 0;
+   prstate.hastup = false;
+   prstate.lpdead_items = 0;
+   prstate.deadoffsets = presult->deadoffsets;
+
    /*
-    * presult->htsv is not initialized here because all ntuple spots in the
-    * array will be set either to a valid HTSV_Result value or -1.
+    * Caller may update the VM after we're done.  We can keep track of
+    * whether the page will be all-visible and all-frozen after pruning and
+    * freezing to help the caller to do that.
+    *
+    * Currently, only VACUUM sets the VM bits.  To save the effort, only do
+    * the bookkeeping if the caller needs it.  Currently, that's tied to
+    * HEAP_PAGE_PRUNE_FREEZE, but it could be a separate flag if you wanted
+    * to update the VM bits without also freezing or freeze without also
+    * setting the VM bits.
+    *
+    * In addition to telling the caller whether it can set the VM bit, we
+    * also use 'all_visible' and 'all_frozen' for our own decision-making. If
+    * the whole page would become frozen, we consider opportunistically
+    * freezing tuples.  We will not be able to freeze the whole page if there
+    * are tuples present that are not visible to everyone or if there are
+    * dead tuples which are not yet removable.  However, dead tuples which
+    * will be removed by the end of vacuuming should not preclude us from
+    * opportunistically freezing.  Because of that, we do not clear
+    * all_visible when we see LP_DEAD items.  We fix that at the end of the
+    * function, when we return the value to the caller, so that the caller
+    * doesn't set the VM bit incorrectly.
     */
-   presult->ndeleted = 0;
-   presult->nnewlpdead = 0;
+   if (prstate.freeze)
+   {
+       prstate.all_visible = true;
+       prstate.all_frozen = true;
+   }
+   else
+   {
+       /*
+        * Initializing to false allows skipping the work to update them in
+        * heap_prune_record_unchanged_lp_normal().
+        */
+       prstate.all_visible = false;
+       prstate.all_frozen = false;
+   }
+
+   /*
+    * The visibility cutoff xid is the newest xmin of live tuples on the
+    * page.  In the common case, this will be set as the conflict horizon the
+    * caller can use for updating the VM.  If, at the end of freezing and
+    * pruning, the page is all-frozen, there is no possibility that any
+    * running transaction on the standby does not see tuples on the page as
+    * all-visible, so the conflict horizon remains InvalidTransactionId.
+    */
+   prstate.visibility_cutoff_xid = InvalidTransactionId;
 
    maxoff = PageGetMaxOffsetNumber(page);
    tup.t_tableOid = RelationGetRelid(relation);
 
    /*
     * Determine HTSV for all tuples, and queue them up for processing as HOT
-    * chain roots or as heap-only items.
+    * chain roots or as heap-only items.
     *
     * Determining HTSV only once for each tuple is required for correctness,
     * to deal with cases where running HTSV twice could result in different
     * results.  For example, RECENTLY_DEAD can turn to DEAD if another
     * checked item causes GlobalVisTestIsRemovableFullXid() to update the
     * horizon, or INSERT_IN_PROGRESS can change to DEAD if the inserting
-    * transaction aborts.  VACUUM assumes that there are no normal DEAD
-    * tuples left on the page after pruning, so it needs to have the same
-    * understanding of what is DEAD and what is not.
+    * transaction aborts.
     *
     * It's also good for performance. Most commonly tuples within a page are
     * stored at decreasing offsets (while the items are stored at increasing
@@ -310,7 +501,7 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
        *off_loc = offnum;
 
        prstate.processed[offnum] = false;
-       presult->htsv[offnum] = -1;
+       prstate.htsv[offnum] = -1;
 
        /* Nothing to do if slot doesn't contain a tuple */
        if (!ItemIdIsUsed(itemid))
@@ -349,8 +540,8 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
        tup.t_len = ItemIdGetLength(itemid);
        ItemPointerSet(&tup.t_self, blockno, offnum);
 
-       presult->htsv[offnum] = heap_prune_satisfies_vacuum(&prstate, &tup,
-                                                           buffer);
+       prstate.htsv[offnum] = heap_prune_satisfies_vacuum(&prstate, &tup,
+                                                          buffer);
 
        if (!HeapTupleHeaderIsHeapOnly(htup))
            prstate.root_items[prstate.nroot_items++] = offnum;
@@ -358,6 +549,12 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
            prstate.heaponly_items[prstate.nheaponly_items++] = offnum;
    }
 
+   /*
+    * If checksums are enabled, heap_prune_satisfies_vacuum() may have caused
+    * an FPI to be emitted.
+    */
+   hint_bit_fpi = fpi_before != pgWalUsage.wal_fpi;
+
    /*
     * Process HOT chains.
     *
@@ -381,8 +578,7 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
        *off_loc = offnum;
 
        /* Process this item or chain of items */
-       heap_prune_chain(page, blockno, maxoff,
-                        offnum, presult->htsv, &prstate);
+       heap_prune_chain(page, blockno, maxoff, offnum, &prstate);
    }
 
    /*
@@ -412,7 +608,7 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
         * return true for an XMIN_INVALID tuple, so this code will work even
         * when there were sequential updates within the aborted transaction.)
         */
-       if (presult->htsv[offnum] == HEAPTUPLE_DEAD)
+       if (prstate.htsv[offnum] == HEAPTUPLE_DEAD)
        {
            ItemId      itemid = PageGetItemId(page, offnum);
            HeapTupleHeader htup = (HeapTupleHeader) PageGetItem(page, itemid);
@@ -420,7 +616,7 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
            if (likely(!HeapTupleHeaderIsHotUpdated(htup)))
            {
                HeapTupleHeaderAdvanceConflictHorizon(htup,
-                                                     &prstate.snapshotConflictHorizon);
+                                                     &prstate.latest_xid_removed);
                heap_prune_record_unused(&prstate, offnum, true);
            }
            else
@@ -438,7 +634,7 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
            }
        }
        else
-           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, presult->htsv, &prstate, offnum);
+           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, &prstate, offnum);
    }
 
    /* We should now have processed every tuple exactly once  */
@@ -456,21 +652,107 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
    /* Clear the offset information once we have processed the given page. */
    *off_loc = InvalidOffsetNumber;
 
-   /* Any error while applying the changes is critical */
-   START_CRIT_SECTION();
+   do_prune = prstate.nredirected > 0 ||
+       prstate.ndead > 0 ||
+       prstate.nunused > 0;
 
-   /* Have we found any prunable items? */
-   if (prstate.nredirected > 0 || prstate.ndead > 0 || prstate.nunused > 0)
+   /*
+    * Even if we don't prune anything, if we found a new value for the
+    * pd_prune_xid field or the page was marked full, we will update the hint
+    * bit.
+    */
+   do_hint = ((PageHeader) page)->pd_prune_xid != prstate.new_prune_xid ||
+       PageIsFull(page);
+
+   /*
+    * Decide if we want to go ahead with freezing according to the freeze
+    * plans we prepared, or not.
+    */
+   do_freeze = false;
+   if (prstate.freeze)
+   {
+       if (prstate.pagefrz.freeze_required)
+       {
+           /*
+            * heap_prepare_freeze_tuple indicated that at least one XID/MXID
+            * from before FreezeLimit/MultiXactCutoff is present.  Must
+            * freeze to advance relfrozenxid/relminmxid.
+            */
+           do_freeze = true;
+       }
+       else
+       {
+           /*
+            * Opportunistically freeze the page if we are generating an FPI
+            * anyway and if doing so means that we can set the page
+            * all-frozen afterwards (might not happen until VACUUM's final
+            * heap pass).
+            *
+            * XXX: Previously, we knew if pruning emitted an FPI by checking
+            * pgWalUsage.wal_fpi before and after pruning.  Once the freeze
+            * and prune records were combined, this heuristic couldn't be
+            * used anymore.  The opportunistic freeze heuristic must be
+            * improved; however, for now, try to approximate the old logic.
+            */
+           if (prstate.all_visible && prstate.all_frozen && prstate.nfrozen > 0)
+           {
+               /*
+                * Freezing would make the page all-frozen.  Have already
+                * emitted an FPI or will do so anyway?
+                */
+               if (RelationNeedsWAL(relation))
+               {
+                   if (hint_bit_fpi)
+                       do_freeze = true;
+                   else if (do_prune)
+                   {
+                       if (XLogCheckBufferNeedsBackup(buffer))
+                           do_freeze = true;
+                   }
+                   else if (do_hint)
+                   {
+                       if (XLogHintBitIsNeeded() && XLogCheckBufferNeedsBackup(buffer))
+                           do_freeze = true;
+                   }
+               }
+           }
+       }
+   }
+
+   if (do_freeze)
    {
        /*
-        * Apply the planned item changes, then repair page fragmentation, and
-        * update the page's hint bit about whether it has free line pointers.
+        * Validate the tuples we will be freezing before entering the
+        * critical section.
         */
-       heap_page_prune_execute(buffer, false,
-                               prstate.redirected, prstate.nredirected,
-                               prstate.nowdead, prstate.ndead,
-                               prstate.nowunused, prstate.nunused);
+       heap_pre_freeze_checks(buffer, prstate.frozen, prstate.nfrozen);
+   }
+   else if (prstate.nfrozen > 0)
+   {
+       /*
+        * The page contained some tuples that were not already frozen, and we
+        * chose not to freeze them now.  The page won't be all-frozen then.
+        */
+       Assert(!prstate.pagefrz.freeze_required);
 
+       prstate.all_frozen = false;
+       prstate.nfrozen = 0;    /* avoid miscounts in instrumentation */
+   }
+   else
+   {
+       /*
+        * We have no freeze plans to execute.  The page might already be
+        * all-frozen (perhaps only following pruning), though.  Such pages
+        * can be marked all-frozen in the VM by our caller, even though none
+        * of its tuples were newly frozen here.
+        */
+   }
+
+   /* Any error while applying the changes is critical */
+   START_CRIT_SECTION();
+
+   if (do_hint)
+   {
        /*
         * Update the page's pd_prune_xid field to either zero, or the lowest
         * XID of any soon-prunable tuple.
@@ -484,6 +766,29 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
         */
        PageClearFull(page);
 
+       /*
+        * If that's all we had to do to the page, this is a non-WAL-logged
+        * hint.  If we are going to freeze or prune the page, we will mark
+        * the buffer dirty below.
+        */
+       if (!do_freeze && !do_prune)
+           MarkBufferDirtyHint(buffer, true);
+   }
+
+   if (do_prune || do_freeze)
+   {
+       /* Apply the planned item changes and repair page fragmentation. */
+       if (do_prune)
+       {
+           heap_page_prune_execute(buffer, false,
+                                   prstate.redirected, prstate.nredirected,
+                                   prstate.nowdead, prstate.ndead,
+                                   prstate.nowunused, prstate.nunused);
+       }
+
+       if (do_freeze)
+           heap_freeze_prepared_tuples(buffer, prstate.frozen, prstate.nfrozen);
+
        MarkBufferDirty(buffer);
 
        /*
@@ -491,40 +796,115 @@ heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
         */
        if (RelationNeedsWAL(relation))
        {
+           /*
+            * The snapshotConflictHorizon for the whole record should be the
+            * most conservative of all the horizons calculated for any of the
+            * possible modifications.  If this record will prune tuples, any
+            * transactions on the standby older than the youngest xmax of the
+            * most recently removed tuple this record will prune will
+            * conflict.  If this record will freeze tuples, any transactions
+            * on the standby with xids older than the youngest tuple this
+            * record will freeze will conflict.
+            */
+           TransactionId frz_conflict_horizon = InvalidTransactionId;
+           TransactionId conflict_xid;
+
+           /*
+            * We can use the visibility_cutoff_xid as our cutoff for
+            * conflicts when the whole page is eligible to become all-frozen
+            * in the VM once we're done with it.  Otherwise we generate a
+            * conservative cutoff by stepping back from OldestXmin.
+            */
+           if (do_freeze)
+           {
+               if (prstate.all_visible && prstate.all_frozen)
+                   frz_conflict_horizon = prstate.visibility_cutoff_xid;
+               else
+               {
+                   /* Avoids false conflicts when hot_standby_feedback in use */
+                   frz_conflict_horizon = prstate.cutoffs->OldestXmin;
+                   TransactionIdRetreat(frz_conflict_horizon);
+               }
+           }
+
+           if (TransactionIdFollows(frz_conflict_horizon, prstate.latest_xid_removed))
+               conflict_xid = frz_conflict_horizon;
+           else
+               conflict_xid = prstate.latest_xid_removed;
+
            log_heap_prune_and_freeze(relation, buffer,
-                                     prstate.snapshotConflictHorizon,
+                                     conflict_xid,
                                      true, reason,
-                                     NULL, 0,
+                                     prstate.frozen, prstate.nfrozen,
                                      prstate.redirected, prstate.nredirected,
                                      prstate.nowdead, prstate.ndead,
                                      prstate.nowunused, prstate.nunused);
        }
    }
-   else
-   {
-       /*
-        * If we didn't prune anything, but have found a new value for the
-        * pd_prune_xid field, update it and mark the buffer dirty. This is
-        * treated as a non-WAL-logged hint.
-        *
-        * Also clear the "page is full" flag if it is set, since there's no
-        * point in repeating the prune/defrag process until something else
-        * happens to the page.
-        */
-       if (((PageHeader) page)->pd_prune_xid != prstate.new_prune_xid ||
-           PageIsFull(page))
-       {
-           ((PageHeader) page)->pd_prune_xid = prstate.new_prune_xid;
-           PageClearFull(page);
-           MarkBufferDirtyHint(buffer, true);
-       }
-   }
 
    END_CRIT_SECTION();
 
    /* Copy information back for caller */
-   presult->nnewlpdead = prstate.ndead;
    presult->ndeleted = prstate.ndeleted;
+   presult->nnewlpdead = prstate.ndead;
+   presult->nfrozen = prstate.nfrozen;
+   presult->live_tuples = prstate.live_tuples;
+   presult->recently_dead_tuples = prstate.recently_dead_tuples;
+
+   /*
+    * It was convenient to ignore LP_DEAD items in all_visible earlier on to
+    * make the choice of whether or not to freeze the page unaffected by the
+    * short-term presence of LP_DEAD items.  These LP_DEAD items were
+    * effectively assumed to be LP_UNUSED items in the making.  It doesn't
+    * matter which vacuum heap pass (initial pass or final pass) ends up
+    * setting the page all-frozen, as long as the ongoing VACUUM does it.
+    *
+    * Now that freezing has been finalized, unset all_visible if there are
+    * any LP_DEAD items on the page.  It needs to reflect the present state
+    * of the page, as expected by our caller.
+    */
+   if (prstate.all_visible && prstate.lpdead_items == 0)
+   {
+       presult->all_visible = prstate.all_visible;
+       presult->all_frozen = prstate.all_frozen;
+   }
+   else
+   {
+       presult->all_visible = false;
+       presult->all_frozen = false;
+   }
+
+   presult->hastup = prstate.hastup;
+
+   /*
+    * For callers planning to update the visibility map, the conflict horizon
+    * for that record must be the newest xmin on the page.  However, if the
+    * page is completely frozen, there can be no conflict and the
+    * vm_conflict_horizon should remain InvalidTransactionId.  This includes
+    * the case that we just froze all the tuples; the prune-freeze record
+    * included the conflict XID already so the caller doesn't need it.
+    */
+   if (presult->all_frozen)
+       presult->vm_conflict_horizon = InvalidTransactionId;
+   else
+       presult->vm_conflict_horizon = prstate.visibility_cutoff_xid;
+
+   presult->lpdead_items = prstate.lpdead_items;
+   /* the presult->deadoffsets array was already filled in */
+
+   if (prstate.freeze)
+   {
+       if (presult->nfrozen > 0)
+       {
+           *new_relfrozen_xid = prstate.pagefrz.FreezePageRelfrozenXid;
+           *new_relmin_mxid = prstate.pagefrz.FreezePageRelminMxid;
+       }
+       else
+       {
+           *new_relfrozen_xid = prstate.pagefrz.NoFreezePageRelfrozenXid;
+           *new_relmin_mxid = prstate.pagefrz.NoFreezePageRelminMxid;
+       }
+   }
 }
 
 
@@ -549,10 +929,24 @@ heap_prune_satisfies_vacuum(PruneState *prstate, HeapTuple tup, Buffer buffer)
 }
 
 
+/*
+ * Pruning calculates tuple visibility once and saves the results in an array
+ * of int8.  See PruneState.htsv for details.  This helper function is meant
+ * to guard against examining visibility status array members which have not
+ * yet been computed.
+ */
+static inline HTSV_Result
+htsv_get_valid_status(int status)
+{
+   Assert(status >= HEAPTUPLE_DEAD &&
+          status <= HEAPTUPLE_DELETE_IN_PROGRESS);
+   return (HTSV_Result) status;
+}
+
 /*
  * Prune specified line pointer or a HOT chain originating at line pointer.
  *
- * Tuple visibility information is provided in htsv.
+ * Tuple visibility information is provided in prstate->htsv.
  *
  * If the item is an index-referenced tuple (i.e. not a heap-only tuple),
  * the HOT chain is pruned by removing all DEAD tuples at the start of the HOT
@@ -572,11 +966,17 @@ heap_prune_satisfies_vacuum(PruneState *prstate, HeapTuple tup, Buffer buffer)
  * prstate showing the changes to be made.  Items to be redirected are added
  * to the redirected[] array (two entries per redirection); items to be set to
  * LP_DEAD state are added to nowdead[]; and items to be set to LP_UNUSED
- * state are added to nowunused[].
+ * state are added to nowunused[].  We perform bookkeeping of live tuples,
+ * visibility etc. based on what the page will look like after the changes
+ * applied.  All that bookkeeping is performed in the heap_prune_record_*()
+ * subroutines.  The division of labor is that heap_prune_chain() decides the
+ * fate of each tuple, ie. whether it's going to be removed, redirected or
+ * left unchanged, and the heap_prune_record_*() subroutines update PruneState
+ * based on that outcome.
  */
 static void
 heap_prune_chain(Page page, BlockNumber blockno, OffsetNumber maxoff,
-                OffsetNumber rootoffnum, int8 *htsv, PruneState *prstate)
+                OffsetNumber rootoffnum, PruneState *prstate)
 {
    TransactionId priorXmax = InvalidTransactionId;
    ItemId      rootlp;
@@ -656,15 +1056,14 @@ heap_prune_chain(Page page, BlockNumber blockno, OffsetNumber maxoff,
         */
        chainitems[nchain++] = offnum;
 
-       switch (htsv_get_valid_status(htsv[offnum]))
+       switch (htsv_get_valid_status(prstate->htsv[offnum]))
        {
            case HEAPTUPLE_DEAD:
 
                /* Remember the last DEAD tuple seen */
                ndeadchain = nchain;
                HeapTupleHeaderAdvanceConflictHorizon(htup,
-                                                     &prstate->snapshotConflictHorizon);
-
+                                                     &prstate->latest_xid_removed);
                /* Advance to next chain member */
                break;
 
@@ -720,10 +1119,11 @@ heap_prune_chain(Page page, BlockNumber blockno, OffsetNumber maxoff,
    {
        /*
         * We found a redirect item that doesn't point to a valid follow-on
-        * item.  This can happen if the loop in heap_page_prune caused us to
-        * visit the dead successor of a redirect item before visiting the
-        * redirect item.  We can clean up by setting the redirect item to
-        * LP_DEAD state or LP_UNUSED if the caller indicated.
+        * item.  This can happen if the loop in heap_page_prune_and_freeze()
+        * caused us to visit the dead successor of a redirect item before
+        * visiting the redirect item.  We can clean up by setting the
+        * redirect item to LP_DEAD state or LP_UNUSED if the caller
+        * indicated.
         */
        heap_prune_record_dead_or_unused(prstate, rootoffnum, false);
        return;
@@ -745,7 +1145,7 @@ process_chain:
            i++;
        }
        for (; i < nchain; i++)
-           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, htsv, prstate, chainitems[i]);
+           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, prstate, chainitems[i]);
    }
    else if (ndeadchain == nchain)
    {
@@ -771,7 +1171,7 @@ process_chain:
 
        /* the rest of tuples in the chain are normal, unchanged tuples */
        for (int i = ndeadchain; i < nchain; i++)
-           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, htsv, prstate, chainitems[i]);
+           heap_prune_record_unchanged_lp_normal(page, prstate, chainitems[i]);
    }
 }
 
@@ -816,6 +1216,8 @@ heap_prune_record_redirect(PruneState *prstate,
     */
    if (was_normal)
        prstate->ndeleted++;
+
+   prstate->hastup = true;
 }
 
 /* Record line pointer to be marked dead */
@@ -830,6 +1232,14 @@ heap_prune_record_dead(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum,
    prstate->nowdead[prstate->ndead] = offnum;
    prstate->ndead++;
 
+   /*
+    * Deliberately delay unsetting all_visible until later during pruning.
+    * Removable dead tuples shouldn't preclude freezing the page.
+    */
+
+   /* Record the dead offset for vacuum */
+   prstate->deadoffsets[prstate->lpdead_items++] = offnum;
+
    /*
     * If the root entry had been a normal tuple, we are deleting it, so count
     * it in the result.  But changing a redirect (even to DEAD state) doesn't
@@ -892,21 +1302,121 @@ heap_prune_record_unchanged_lp_unused(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumb
 }
 
 /*
- * Record LP_NORMAL line pointer that is left unchanged.
+ * Record line pointer that is left unchanged.  We consider freezing it, and
+ * update bookkeeping of tuple counts and page visibility.
  */
 static void
-heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, int8 *htsv, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum)
+heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber offnum)
 {
    HeapTupleHeader htup;
 
    Assert(!prstate->processed[offnum]);
    prstate->processed[offnum] = true;
 
-   switch (htsv[offnum])
+   prstate->hastup = true;     /* the page is not empty */
+
+   /*
+    * The criteria for counting a tuple as live in this block need to match
+    * what analyze.c's acquire_sample_rows() does, otherwise VACUUM and
+    * ANALYZE may produce wildly different reltuples values, e.g. when there
+    * are many recently-dead tuples.
+    *
+    * The logic here is a bit simpler than acquire_sample_rows(), as VACUUM
+    * can't run inside a transaction block, which makes some cases impossible
+    * (e.g. in-progress insert from the same transaction).
+    *
+    * HEAPTUPLE_DEAD are handled by the other heap_prune_record_*()
+    * subroutines.  They don't count dead items like acquire_sample_rows()
+    * does, because we assume that all dead items will become LP_UNUSED
+    * before VACUUM finishes.  This difference is only superficial.  VACUUM
+    * effectively agrees with ANALYZE about DEAD items, in the end.  VACUUM
+    * won't remember LP_DEAD items, but only because they're not supposed to
+    * be left behind when it is done. (Cases where we bypass index vacuuming
+    * will violate this optimistic assumption, but the overall impact of that
+    * should be negligible.)
+    */
+   htup = (HeapTupleHeader) PageGetItem(page, PageGetItemId(page, offnum));
+
+   switch (prstate->htsv[offnum])
    {
        case HEAPTUPLE_LIVE:
+
+           /*
+            * Count it as live.  Not only is this natural, but it's also what
+            * acquire_sample_rows() does.
+            */
+           prstate->live_tuples++;
+
+           /*
+            * Is the tuple definitely visible to all transactions?
+            *
+            * NB: Like with per-tuple hint bits, we can't set the
+            * PD_ALL_VISIBLE flag if the inserter committed asynchronously.
+            * See SetHintBits for more info.  Check that the tuple is hinted
+            * xmin-committed because of that.
+            */
+           if (prstate->all_visible)
+           {
+               TransactionId xmin;
+
+               if (!HeapTupleHeaderXminCommitted(htup))
+               {
+                   prstate->all_visible = false;
+                   break;
+               }
+
+               /*
+                * The inserter definitely committed.  But is it old enough
+                * that everyone sees it as committed?  A FrozenTransactionId
+                * is seen as committed to everyone.  Otherwise, we check if
+                * there is a snapshot that considers this xid to still be
+                * running, and if so, we don't consider the page all-visible.
+                */
+               xmin = HeapTupleHeaderGetXmin(htup);
+
+               /*
+                * For now always use prstate->cutoffs for this test, because
+                * we only update 'all_visible' when freezing is requested. We
+                * could use GlobalVisTestIsRemovableXid instead, if a
+                * non-freezing caller wanted to set the VM bit.
+                */
+               Assert(prstate->cutoffs);
+               if (!TransactionIdPrecedes(xmin, prstate->cutoffs->OldestXmin))
+               {
+                   prstate->all_visible = false;
+                   break;
+               }
+
+               /* Track newest xmin on page. */
+               if (TransactionIdFollows(xmin, prstate->visibility_cutoff_xid) &&
+                   TransactionIdIsNormal(xmin))
+                   prstate->visibility_cutoff_xid = xmin;
+           }
+           break;
+
+       case HEAPTUPLE_RECENTLY_DEAD:
+           prstate->recently_dead_tuples++;
+           prstate->all_visible = false;
+
+           /*
+            * This tuple will soon become DEAD.  Update the hint field so
+            * that the page is reconsidered for pruning in future.
+            */
+           heap_prune_record_prunable(prstate,
+                                      HeapTupleHeaderGetUpdateXid(htup));
+           break;
+
        case HEAPTUPLE_INSERT_IN_PROGRESS:
 
+           /*
+            * We do not count these rows as live, because we expect the
+            * inserting transaction to update the counters at commit, and we
+            * assume that will happen only after we report our results.  This
+            * assumption is a bit shaky, but it is what acquire_sample_rows()
+            * does, so be consistent.
+            */
+           prstate->all_visible = false;
+
            /*
             * If we wanted to optimize for aborts, we might consider marking
             * the page prunable when we see INSERT_IN_PROGRESS.  But we
@@ -915,10 +1425,15 @@ heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, int8 *htsv, PruneState *prstate
             */
            break;
 
-       case HEAPTUPLE_RECENTLY_DEAD:
        case HEAPTUPLE_DELETE_IN_PROGRESS:
 
-           htup = (HeapTupleHeader) PageGetItem(page, PageGetItemId(page, offnum));
+           /*
+            * This an expected case during concurrent vacuum.  Count such
+            * rows as live.  As above, we assume the deleting transaction
+            * will commit and update the counters after we report.
+            */
+           prstate->live_tuples++;
+           prstate->all_visible = false;
 
            /*
             * This tuple may soon become DEAD.  Update the hint field so that
@@ -928,16 +1443,40 @@ heap_prune_record_unchanged_lp_normal(Page page, int8 *htsv, PruneState *prstate
                                       HeapTupleHeaderGetUpdateXid(htup));
            break;
 
-
        default:
 
            /*
             * DEAD tuples should've been passed to heap_prune_record_dead()
             * or heap_prune_record_unused() instead.
             */
-           elog(ERROR, "unexpected HeapTupleSatisfiesVacuum result %d", htsv[offnum]);
+           elog(ERROR, "unexpected HeapTupleSatisfiesVacuum result %d",
+                prstate->htsv[offnum]);
            break;
    }
+
+   /* Consider freezing any normal tuples which will not be removed */
+   if (prstate->freeze)
+   {
+       bool        totally_frozen;
+
+       if ((heap_prepare_freeze_tuple(htup,
+                                      prstate->cutoffs,
+                                      &prstate->pagefrz,
+                                      &prstate->frozen[prstate->nfrozen],
+                                      &totally_frozen)))
+       {
+           /* Save prepared freeze plan for later */
+           prstate->frozen[prstate->nfrozen++].offset = offnum;
+       }
+
+       /*
+        * If any tuple isn't either totally frozen already or eligible to
+        * become totally frozen (according to its freeze plan), then the page
+        * definitely cannot be set all-frozen in the visibility map later on.
+        */
+       if (!totally_frozen)
+           prstate->all_frozen = false;
+   }
 }
 
 
@@ -949,6 +1488,24 @@ heap_prune_record_unchanged_lp_dead(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber
 {
    Assert(!prstate->processed[offnum]);
    prstate->processed[offnum] = true;
+
+   /*
+    * Deliberately don't set hastup for LP_DEAD items.  We make the soft
+    * assumption that any LP_DEAD items encountered here will become
+    * LP_UNUSED later on, before count_nondeletable_pages is reached.  If we
+    * don't make this assumption then rel truncation will only happen every
+    * other VACUUM, at most.  Besides, VACUUM must treat
+    * hastup/nonempty_pages as provisional no matter how LP_DEAD items are
+    * handled (handled here, or handled later on).
+    *
+    * Similarly, don't unset all_visible until later, at the end of
+    * heap_page_prune_and_freeze().  This will allow us to attempt to freeze
+    * the page after pruning.  As long as we unset it before updating the
+    * visibility map, this will be correct.
+    */
+
+   /* Record the dead offset for vacuum */
+   prstate->deadoffsets[prstate->lpdead_items++] = offnum;
 }
 
 /*
@@ -957,12 +1514,20 @@ heap_prune_record_unchanged_lp_dead(Page page, PruneState *prstate, OffsetNumber
 static void
 heap_prune_record_unchanged_lp_redirect(PruneState *prstate, OffsetNumber offnum)
 {
+   /*
+    * A redirect line pointer doesn't count as a live tuple.
+    *
+    * If we leave a redirect line pointer in place, there will be another
+    * tuple on the page that it points to.  We will do the bookkeeping for
+    * that separately.  So we have nothing to do here, except remember that
+    * we processed this item.
+    */
    Assert(!prstate->processed[offnum]);
    prstate->processed[offnum] = true;
 }
 
 /*
- * Perform the actual page changes needed by heap_page_prune.
+ * Perform the actual page changes needed by heap_page_prune_and_freeze().
  *
  * If 'lp_truncate_only' is set, we are merely marking LP_DEAD line pointers
  * as unused, not redirecting or removing anything else.  The
@@ -1093,10 +1658,10 @@ heap_page_prune_execute(Buffer buffer, bool lp_truncate_only,
        else
        {
            /*
-            * When heap_page_prune() was called, mark_unused_now may have
-            * been passed as true, which allows would-be LP_DEAD items to be
-            * made LP_UNUSED instead.  This is only possible if the relation
-            * has no indexes.  If there are any dead items, then
+            * When heap_page_prune_and_freeze() was called, mark_unused_now
+            * may have been passed as true, which allows would-be LP_DEAD
+            * items to be made LP_UNUSED instead.  This is only possible if
+            * the relation has no indexes.  If there are any dead items, then
             * mark_unused_now was not true and every item being marked
             * LP_UNUSED must refer to a heap-only tuple.
             */
index 5fb8f7727b3e7429d9de2a29155f09391f3adc00..c3a9dc1ad6d855d036f0e66cf7e563457d796c2f 100644 (file)
@@ -46,6 +46,7 @@
 #include "commands/dbcommands.h"
 #include "commands/progress.h"
 #include "commands/vacuum.h"
+#include "common/int.h"
 #include "executor/instrument.h"
 #include "miscadmin.h"
 #include "pgstat.h"
@@ -439,12 +440,13 @@ heap_vacuum_rel(Relation rel, VacuumParams *params,
     * as an upper bound on the XIDs stored in the pages we'll actually scan
     * (NewRelfrozenXid tracking must never be allowed to miss unfrozen XIDs).
     *
-    * Next acquire vistest, a related cutoff that's used in heap_page_prune.
-    * We expect vistest will always make heap_page_prune remove any deleted
-    * tuple whose xmax is < OldestXmin.  lazy_scan_prune must never become
-    * confused about whether a tuple should be frozen or removed.  (In the
-    * future we might want to teach lazy_scan_prune to recompute vistest from
-    * time to time, to increase the number of dead tuples it can prune away.)
+    * Next acquire vistest, a related cutoff that's used in pruning.  We
+    * expect vistest will always make heap_page_prune_and_freeze() remove any
+    * deleted tuple whose xmax is < OldestXmin.  lazy_scan_prune must never
+    * become confused about whether a tuple should be frozen or removed.  (In
+    * the future we might want to teach lazy_scan_prune to recompute vistest
+    * from time to time, to increase the number of dead tuples it can prune
+    * away.)
     */
    vacrel->aggressive = vacuum_get_cutoffs(rel, params, &vacrel->cutoffs);
    vacrel->rel_pages = orig_rel_pages = RelationGetNumberOfBlocks(rel);
@@ -1382,27 +1384,18 @@ lazy_scan_new_or_empty(LVRelState *vacrel, Buffer buf, BlockNumber blkno,
    return false;
 }
 
+/* qsort comparator for sorting OffsetNumbers */
+static int
+cmpOffsetNumbers(const void *a, const void *b)
+{
+   return pg_cmp_u16(*(const OffsetNumber *) a, *(const OffsetNumber *) b);
+}
+
 /*
  * lazy_scan_prune() -- lazy_scan_heap() pruning and freezing.
  *
  * Caller must hold pin and buffer cleanup lock on the buffer.
  *
- * Prior to PostgreSQL 14 there were very rare cases where heap_page_prune()
- * was allowed to disagree with our HeapTupleSatisfiesVacuum() call about
- * whether or not a tuple should be considered DEAD.  This happened when an
- * inserting transaction concurrently aborted (after our heap_page_prune()
- * call, before our HeapTupleSatisfiesVacuum() call).  There was rather a lot
- * of complexity just so we could deal with tuples that were DEAD to VACUUM,
- * but nevertheless were left with storage after pruning.
- *
- * As of Postgres 17, we circumvent this problem altogether by reusing the
- * result of heap_page_prune()'s visibility check. Without the second call to
- * HeapTupleSatisfiesVacuum(), there is no new HTSV_Result and there can be no
- * disagreement. We'll just handle such tuples as if they had become fully dead
- * right after this operation completes instead of in the middle of it. Note that
- * any tuple that becomes dead after the call to heap_page_prune() can't need to
- * be frozen, because it was visible to another session when vacuum started.
- *
  * vmbuffer is the buffer containing the VM block with visibility information
  * for the heap block, blkno. all_visible_according_to_vm is the saved
  * visibility status of the heap block looked up earlier by the caller. We
@@ -1421,330 +1414,46 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
                bool *has_lpdead_items)
 {
    Relation    rel = vacrel->rel;
-   OffsetNumber offnum,
-               maxoff;
-   ItemId      itemid;
-   PruneResult presult;
-   int         tuples_frozen,
-               lpdead_items,
-               live_tuples,
-               recently_dead_tuples;
-   HeapPageFreeze pagefrz;
-   bool        hastup = false;
-   bool        all_visible,
-               all_frozen;
-   TransactionId visibility_cutoff_xid;
+   PruneFreezeResult presult;
    int         prune_options = 0;
-   int64       fpi_before = pgWalUsage.wal_fpi;
-   OffsetNumber deadoffsets[MaxHeapTuplesPerPage];
-   HeapTupleFreeze frozen[MaxHeapTuplesPerPage];
 
    Assert(BufferGetBlockNumber(buf) == blkno);
 
    /*
-    * maxoff might be reduced following line pointer array truncation in
-    * heap_page_prune.  That's safe for us to ignore, since the reclaimed
-    * space will continue to look like LP_UNUSED items below.
-    */
-   maxoff = PageGetMaxOffsetNumber(page);
-
-   /* Initialize (or reset) page-level state */
-   pagefrz.freeze_required = false;
-   pagefrz.FreezePageRelfrozenXid = vacrel->NewRelfrozenXid;
-   pagefrz.FreezePageRelminMxid = vacrel->NewRelminMxid;
-   pagefrz.NoFreezePageRelfrozenXid = vacrel->NewRelfrozenXid;
-   pagefrz.NoFreezePageRelminMxid = vacrel->NewRelminMxid;
-   tuples_frozen = 0;
-   lpdead_items = 0;
-   live_tuples = 0;
-   recently_dead_tuples = 0;
-
-   /*
-    * Prune all HOT-update chains in this page.
-    *
-    * We count the number of tuples removed from the page by the pruning step
-    * in presult.ndeleted. It should not be confused with lpdead_items;
-    * lpdead_items's final value can be thought of as the number of tuples
-    * that were deleted from indexes.
+    * Prune all HOT-update chains and potentially freeze tuples on this page.
     *
     * If the relation has no indexes, we can immediately mark would-be dead
     * items LP_UNUSED.
-    */
-   prune_options = 0;
-   if (vacrel->nindexes == 0)
-       prune_options = HEAP_PAGE_PRUNE_MARK_UNUSED_NOW;
-   heap_page_prune(rel, buf, vacrel->vistest, prune_options,
-                   &presult, PRUNE_VACUUM_SCAN, &vacrel->offnum);
-
-   /*
-    * We will update the VM after collecting LP_DEAD items and freezing
-    * tuples. Keep track of whether or not the page is all_visible and
-    * all_frozen and use this information to update the VM. all_visible
-    * implies 0 lpdead_items, but don't trust all_frozen result unless
-    * all_visible is also set to true.
     *
-    * Also keep track of the visibility cutoff xid for recovery conflicts.
-    */
-   all_visible = true;
-   all_frozen = true;
-   visibility_cutoff_xid = InvalidTransactionId;
-
-   /*
-    * Now scan the page to collect LP_DEAD items and update the variables set
-    * just above.
-    */
-   for (offnum = FirstOffsetNumber;
-        offnum <= maxoff;
-        offnum = OffsetNumberNext(offnum))
-   {
-       HeapTupleHeader htup;
-       bool        totally_frozen;
-
-       /*
-        * Set the offset number so that we can display it along with any
-        * error that occurred while processing this tuple.
-        */
-       vacrel->offnum = offnum;
-       itemid = PageGetItemId(page, offnum);
-
-       if (!ItemIdIsUsed(itemid))
-           continue;
-
-       /* Redirect items mustn't be touched */
-       if (ItemIdIsRedirected(itemid))
-       {
-           /* page makes rel truncation unsafe */
-           hastup = true;
-           continue;
-       }
-
-       if (ItemIdIsDead(itemid))
-       {
-           /*
-            * Deliberately don't set hastup for LP_DEAD items.  We make the
-            * soft assumption that any LP_DEAD items encountered here will
-            * become LP_UNUSED later on, before count_nondeletable_pages is
-            * reached.  If we don't make this assumption then rel truncation
-            * will only happen every other VACUUM, at most.  Besides, VACUUM
-            * must treat hastup/nonempty_pages as provisional no matter how
-            * LP_DEAD items are handled (handled here, or handled later on).
-            *
-            * Also deliberately delay unsetting all_visible until just before
-            * we return to lazy_scan_heap caller, as explained in full below.
-            * (This is another case where it's useful to anticipate that any
-            * LP_DEAD items will become LP_UNUSED during the ongoing VACUUM.)
-            */
-           deadoffsets[lpdead_items++] = offnum;
-           continue;
-       }
-
-       Assert(ItemIdIsNormal(itemid));
-
-       htup = (HeapTupleHeader) PageGetItem(page, itemid);
-
-       /*
-        * The criteria for counting a tuple as live in this block need to
-        * match what analyze.c's acquire_sample_rows() does, otherwise VACUUM
-        * and ANALYZE may produce wildly different reltuples values, e.g.
-        * when there are many recently-dead tuples.
-        *
-        * The logic here is a bit simpler than acquire_sample_rows(), as
-        * VACUUM can't run inside a transaction block, which makes some cases
-        * impossible (e.g. in-progress insert from the same transaction).
-        *
-        * We treat LP_DEAD items (which are the closest thing to DEAD tuples
-        * that might be seen here) differently, too: we assume that they'll
-        * become LP_UNUSED before VACUUM finishes.  This difference is only
-        * superficial.  VACUUM effectively agrees with ANALYZE about DEAD
-        * items, in the end.  VACUUM won't remember LP_DEAD items, but only
-        * because they're not supposed to be left behind when it is done.
-        * (Cases where we bypass index vacuuming will violate this optimistic
-        * assumption, but the overall impact of that should be negligible.)
-        */
-       switch (htsv_get_valid_status(presult.htsv[offnum]))
-       {
-           case HEAPTUPLE_LIVE:
-
-               /*
-                * Count it as live.  Not only is this natural, but it's also
-                * what acquire_sample_rows() does.
-                */
-               live_tuples++;
-
-               /*
-                * Is the tuple definitely visible to all transactions?
-                *
-                * NB: Like with per-tuple hint bits, we can't set the
-                * PD_ALL_VISIBLE flag if the inserter committed
-                * asynchronously. See SetHintBits for more info. Check that
-                * the tuple is hinted xmin-committed because of that.
-                */
-               if (all_visible)
-               {
-                   TransactionId xmin;
-
-                   if (!HeapTupleHeaderXminCommitted(htup))
-                   {
-                       all_visible = false;
-                       break;
-                   }
-
-                   /*
-                    * The inserter definitely committed. But is it old enough
-                    * that everyone sees it as committed?
-                    */
-                   xmin = HeapTupleHeaderGetXmin(htup);
-                   if (!TransactionIdPrecedes(xmin,
-                                              vacrel->cutoffs.OldestXmin))
-                   {
-                       all_visible = false;
-                       break;
-                   }
-
-                   /* Track newest xmin on page. */
-                   if (TransactionIdFollows(xmin, visibility_cutoff_xid) &&
-                       TransactionIdIsNormal(xmin))
-                       visibility_cutoff_xid = xmin;
-               }
-               break;
-           case HEAPTUPLE_RECENTLY_DEAD:
-
-               /*
-                * If tuple is recently dead then we must not remove it from
-                * the relation.  (We only remove items that are LP_DEAD from
-                * pruning.)
-                */
-               recently_dead_tuples++;
-               all_visible = false;
-               break;
-           case HEAPTUPLE_INSERT_IN_PROGRESS:
-
-               /*
-                * We do not count these rows as live, because we expect the
-                * inserting transaction to update the counters at commit, and
-                * we assume that will happen only after we report our
-                * results.  This assumption is a bit shaky, but it is what
-                * acquire_sample_rows() does, so be consistent.
-                */
-               all_visible = false;
-               break;
-           case HEAPTUPLE_DELETE_IN_PROGRESS:
-               /* This is an expected case during concurrent vacuum */
-               all_visible = false;
-
-               /*
-                * Count such rows as live.  As above, we assume the deleting
-                * transaction will commit and update the counters after we
-                * report.
-                */
-               live_tuples++;
-               break;
-           default:
-               elog(ERROR, "unexpected HeapTupleSatisfiesVacuum result");
-               break;
-       }
-
-       hastup = true;          /* page makes rel truncation unsafe */
-
-       /* Tuple with storage -- consider need to freeze */
-       if (heap_prepare_freeze_tuple(htup, &vacrel->cutoffs, &pagefrz,
-                                     &frozen[tuples_frozen], &totally_frozen))
-       {
-           /* Save prepared freeze plan for later */
-           frozen[tuples_frozen++].offset = offnum;
-       }
-
-       /*
-        * If any tuple isn't either totally frozen already or eligible to
-        * become totally frozen (according to its freeze plan), then the page
-        * definitely cannot be set all-frozen in the visibility map later on
-        */
-       if (!totally_frozen)
-           all_frozen = false;
-   }
-
-   /*
-    * We have now divided every item on the page into either an LP_DEAD item
-    * that will need to be vacuumed in indexes later, or a LP_NORMAL tuple
-    * that remains and needs to be considered for freezing now (LP_UNUSED and
-    * LP_REDIRECT items also remain, but are of no further interest to us).
-    */
-   vacrel->offnum = InvalidOffsetNumber;
-
-   /*
-    * Freeze the page when heap_prepare_freeze_tuple indicates that at least
-    * one XID/MXID from before FreezeLimit/MultiXactCutoff is present.  Also
-    * freeze when pruning generated an FPI, if doing so means that we set the
-    * page all-frozen afterwards (might not happen until final heap pass).
+    * The number of tuples removed from the page is returned in
+    * presult.ndeleted.  It should not be confused with presult.lpdead_items;
+    * presult.lpdead_items's final value can be thought of as the number of
+    * tuples that were deleted from indexes.
+    *
+    * We will update the VM after collecting LP_DEAD items and freezing
+    * tuples. Pruning will have determined whether or not the page is
+    * all-visible.
     */
-   if (pagefrz.freeze_required || tuples_frozen == 0 ||
-       (all_visible && all_frozen &&
-        fpi_before != pgWalUsage.wal_fpi))
-   {
-       /*
-        * We're freezing the page.  Our final NewRelfrozenXid doesn't need to
-        * be affected by the XIDs that are just about to be frozen anyway.
-        */
-       vacrel->NewRelfrozenXid = pagefrz.FreezePageRelfrozenXid;
-       vacrel->NewRelminMxid = pagefrz.FreezePageRelminMxid;
-
-       if (tuples_frozen == 0)
-       {
-           /*
-            * We have no freeze plans to execute, so there's no added cost
-            * from following the freeze path.  That's why it was chosen. This
-            * is important in the case where the page only contains totally
-            * frozen tuples at this point (perhaps only following pruning).
-            * Such pages can be marked all-frozen in the VM by our caller,
-            * even though none of its tuples were newly frozen here (note
-            * that the "no freeze" path never sets pages all-frozen).
-            *
-            * We never increment the frozen_pages instrumentation counter
-            * here, since it only counts pages with newly frozen tuples
-            * (don't confuse that with pages newly set all-frozen in VM).
-            */
-       }
-       else
-       {
-           TransactionId snapshotConflictHorizon;
+   prune_options = HEAP_PAGE_PRUNE_FREEZE;
+   if (vacrel->nindexes == 0)
+       prune_options |= HEAP_PAGE_PRUNE_MARK_UNUSED_NOW;
 
-           vacrel->frozen_pages++;
+   heap_page_prune_and_freeze(rel, buf, vacrel->vistest, prune_options,
+                              &vacrel->cutoffs, &presult, PRUNE_VACUUM_SCAN,
+                              &vacrel->offnum,
+                              &vacrel->NewRelfrozenXid, &vacrel->NewRelminMxid);
 
-           /*
-            * We can use visibility_cutoff_xid as our cutoff for conflicts
-            * when the whole page is eligible to become all-frozen in the VM
-            * once we're done with it.  Otherwise we generate a conservative
-            * cutoff by stepping back from OldestXmin.
-            */
-           if (all_visible && all_frozen)
-           {
-               /* Using same cutoff when setting VM is now unnecessary */
-               snapshotConflictHorizon = visibility_cutoff_xid;
-               visibility_cutoff_xid = InvalidTransactionId;
-           }
-           else
-           {
-               /* Avoids false conflicts when hot_standby_feedback in use */
-               snapshotConflictHorizon = vacrel->cutoffs.OldestXmin;
-               TransactionIdRetreat(snapshotConflictHorizon);
-           }
+   Assert(MultiXactIdIsValid(vacrel->NewRelminMxid));
+   Assert(TransactionIdIsValid(vacrel->NewRelfrozenXid));
 
-           /* Execute all freeze plans for page as a single atomic action */
-           heap_freeze_execute_prepared(vacrel->rel, buf,
-                                        snapshotConflictHorizon,
-                                        frozen, tuples_frozen);
-       }
-   }
-   else
+   if (presult.nfrozen > 0)
    {
        /*
-        * Page requires "no freeze" processing.  It might be set all-visible
-        * in the visibility map, but it can never be set all-frozen.
+        * We don't increment the frozen_pages instrumentation counter when
+        * nfrozen == 0, since it only counts pages with newly frozen tuples
+        * (don't confuse that with pages newly set all-frozen in VM).
         */
-       vacrel->NewRelfrozenXid = pagefrz.NoFreezePageRelfrozenXid;
-       vacrel->NewRelminMxid = pagefrz.NoFreezePageRelminMxid;
-       all_frozen = false;
-       tuples_frozen = 0;      /* avoid miscounts in instrumentation */
+       vacrel->frozen_pages++;
    }
 
    /*
@@ -1756,71 +1465,71 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
     */
 #ifdef USE_ASSERT_CHECKING
    /* Note that all_frozen value does not matter when !all_visible */
-   if (all_visible && lpdead_items == 0)
+   if (presult.all_visible)
    {
        TransactionId debug_cutoff;
        bool        debug_all_frozen;
 
+       Assert(presult.lpdead_items == 0);
+
        if (!heap_page_is_all_visible(vacrel, buf,
                                      &debug_cutoff, &debug_all_frozen))
            Assert(false);
 
+       Assert(presult.all_frozen == debug_all_frozen);
+
        Assert(!TransactionIdIsValid(debug_cutoff) ||
-              debug_cutoff == visibility_cutoff_xid);
+              debug_cutoff == presult.vm_conflict_horizon);
    }
 #endif
 
    /*
     * Now save details of the LP_DEAD items from the page in vacrel
     */
-   if (lpdead_items > 0)
+   if (presult.lpdead_items > 0)
    {
        vacrel->lpdead_item_pages++;
 
-       dead_items_add(vacrel, blkno, deadoffsets, lpdead_items);
-
        /*
-        * It was convenient to ignore LP_DEAD items in all_visible earlier on
-        * to make the choice of whether or not to freeze the page unaffected
-        * by the short-term presence of LP_DEAD items.  These LP_DEAD items
-        * were effectively assumed to be LP_UNUSED items in the making.  It
-        * doesn't matter which heap pass (initial pass or final pass) ends up
-        * setting the page all-frozen, as long as the ongoing VACUUM does it.
-        *
-        * Now that freezing has been finalized, unset all_visible.  It needs
-        * to reflect the present state of things, as expected by our caller.
+        * deadoffsets are collected incrementally in
+        * heap_page_prune_and_freeze() as each dead line pointer is recorded,
+        * with an indeterminate order, but dead_items_add requires them to be
+        * sorted.
         */
-       all_visible = false;
+       qsort(presult.deadoffsets, presult.lpdead_items, sizeof(OffsetNumber),
+             cmpOffsetNumbers);
+
+       dead_items_add(vacrel, blkno, presult.deadoffsets, presult.lpdead_items);
    }
 
    /* Finally, add page-local counts to whole-VACUUM counts */
    vacrel->tuples_deleted += presult.ndeleted;
-   vacrel->tuples_frozen += tuples_frozen;
-   vacrel->lpdead_items += lpdead_items;
-   vacrel->live_tuples += live_tuples;
-   vacrel->recently_dead_tuples += recently_dead_tuples;
+   vacrel->tuples_frozen += presult.nfrozen;
+   vacrel->lpdead_items += presult.lpdead_items;
+   vacrel->live_tuples += presult.live_tuples;
+   vacrel->recently_dead_tuples += presult.recently_dead_tuples;
 
    /* Can't truncate this page */
-   if (hastup)
+   if (presult.hastup)
        vacrel->nonempty_pages = blkno + 1;
 
    /* Did we find LP_DEAD items? */
-   *has_lpdead_items = (lpdead_items > 0);
+   *has_lpdead_items = (presult.lpdead_items > 0);
 
-   Assert(!all_visible || !(*has_lpdead_items));
+   Assert(!presult.all_visible || !(*has_lpdead_items));
 
    /*
     * Handle setting visibility map bit based on information from the VM (as
     * of last heap_vac_scan_next_block() call), and from all_visible and
     * all_frozen variables
     */
-   if (!all_visible_according_to_vm && all_visible)
+   if (!all_visible_according_to_vm && presult.all_visible)
    {
        uint8       flags = VISIBILITYMAP_ALL_VISIBLE;
 
-       if (all_frozen)
+       if (presult.all_frozen)
        {
-           Assert(!TransactionIdIsValid(visibility_cutoff_xid));
+           Assert(!TransactionIdIsValid(presult.vm_conflict_horizon));
            flags |= VISIBILITYMAP_ALL_FROZEN;
        }
 
@@ -1840,7 +1549,7 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
        PageSetAllVisible(page);
        MarkBufferDirty(buf);
        visibilitymap_set(vacrel->rel, blkno, buf, InvalidXLogRecPtr,
-                         vmbuffer, visibility_cutoff_xid,
+                         vmbuffer, presult.vm_conflict_horizon,
                          flags);
    }
 
@@ -1873,7 +1582,7 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
     * There should never be LP_DEAD items on a page with PD_ALL_VISIBLE set,
     * however.
     */
-   else if (lpdead_items > 0 && PageIsAllVisible(page))
+   else if (presult.lpdead_items > 0 && PageIsAllVisible(page))
    {
        elog(WARNING, "page containing LP_DEAD items is marked as all-visible in relation \"%s\" page %u",
             vacrel->relname, blkno);
@@ -1888,8 +1597,8 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
     * it as all-frozen.  Note that all_frozen is only valid if all_visible is
     * true, so we must check both all_visible and all_frozen.
     */
-   else if (all_visible_according_to_vm && all_visible &&
-            all_frozen && !VM_ALL_FROZEN(vacrel->rel, blkno, &vmbuffer))
+   else if (all_visible_according_to_vm && presult.all_visible &&
+            presult.all_frozen && !VM_ALL_FROZEN(vacrel->rel, blkno, &vmbuffer))
    {
        /*
         * Avoid relying on all_visible_according_to_vm as a proxy for the
@@ -1905,11 +1614,11 @@ lazy_scan_prune(LVRelState *vacrel,
        /*
         * Set the page all-frozen (and all-visible) in the VM.
         *
-        * We can pass InvalidTransactionId as our visibility_cutoff_xid,
-        * since a snapshotConflictHorizon sufficient to make everything safe
-        * for REDO was logged when the page's tuples were frozen.
+        * We can pass InvalidTransactionId as our cutoff_xid, since a
+        * snapshotConflictHorizon sufficient to make everything safe for REDO
+        * was logged when the page's tuples were frozen.
         */
-       Assert(!TransactionIdIsValid(visibility_cutoff_xid));
+       Assert(!TransactionIdIsValid(presult.vm_conflict_horizon));
        visibilitymap_set(vacrel->rel, blkno, buf, InvalidXLogRecPtr,
                          vmbuffer, InvalidTransactionId,
                          VISIBILITYMAP_ALL_VISIBLE |
index b3cd248fb64111f4a418e00d32faa286e89664a3..88a6d504dffd11aa0db4e6e1ea014516e6ba29af 100644 (file)
@@ -1715,9 +1715,9 @@ TransactionIdIsActive(TransactionId xid)
  * Note: the approximate horizons (see definition of GlobalVisState) are
  * updated by the computations done here. That's currently required for
  * correctness and a small optimization. Without doing so it's possible that
- * heap vacuum's call to heap_page_prune() uses a more conservative horizon
- * than later when deciding which tuples can be removed - which the code
- * doesn't expect (breaking HOT).
+ * heap vacuum's call to heap_page_prune_and_freeze() uses a more conservative
+ * horizon than later when deciding which tuples can be removed - which the
+ * code doesn't expect (breaking HOT).
  */
 static void
 ComputeXidHorizons(ComputeXidHorizonsResult *h)
index b632fe953c4ca9f774af558edb9148876e14d153..a307fb5f2452fadf7307a6b5faf513058be19fe4 100644 (file)
@@ -36,8 +36,9 @@
 #define HEAP_INSERT_NO_LOGICAL TABLE_INSERT_NO_LOGICAL
 #define HEAP_INSERT_SPECULATIVE 0x0010
 
-/* "options" flag bits for heap_page_prune */
+/* "options" flag bits for heap_page_prune_and_freeze */
 #define HEAP_PAGE_PRUNE_MARK_UNUSED_NOW        (1 << 0)
+#define HEAP_PAGE_PRUNE_FREEZE             (1 << 1)
 
 typedef struct BulkInsertStateData *BulkInsertState;
 struct TupleTableSlot;
@@ -195,26 +196,49 @@ typedef struct HeapPageFreeze
 } HeapPageFreeze;
 
 /*
- * Per-page state returned from pruning
+ * Per-page state returned by heap_page_prune_and_freeze()
  */
-typedef struct PruneResult
+typedef struct PruneFreezeResult
 {
    int         ndeleted;       /* Number of tuples deleted from the page */
    int         nnewlpdead;     /* Number of newly LP_DEAD items */
+   int         nfrozen;        /* Number of tuples we froze */
+
+   /* Number of live and recently dead tuples on the page, after pruning */
+   int         live_tuples;
+   int         recently_dead_tuples;
 
    /*
-    * Tuple visibility is only computed once for each tuple, for correctness
-    * and efficiency reasons; see comment in heap_page_prune() for details.
-    * This is of type int8[], instead of HTSV_Result[], so we can use -1 to
-    * indicate no visibility has been computed, e.g. for LP_DEAD items.
+    * all_visible and all_frozen indicate if the all-visible and all-frozen
+    * bits in the visibility map can be set for this page, after pruning.
+    *
+    * vm_conflict_horizon is the newest xmin of live tuples on the page.  The
+    * caller can use it as the conflict horizon when setting the VM bits.  It
+    * is only valid if we froze some tuples (nfrozen > 0), and all_frozen is
+    * true.
     *
-    * This needs to be MaxHeapTuplesPerPage + 1 long as FirstOffsetNumber is
-    * 1. Otherwise every access would need to subtract 1.
+    * These are only set if the HEAP_PRUNE_FREEZE option is set.
     */
-   int8        htsv[MaxHeapTuplesPerPage + 1];
-} PruneResult;
+   bool        all_visible;
+   bool        all_frozen;
+   TransactionId vm_conflict_horizon;
 
-/* 'reason' codes for heap_page_prune() */
+   /*
+    * Whether or not the page makes rel truncation unsafe.  This is set to
+    * 'true', even if the page contains LP_DEAD items.  VACUUM will remove
+    * them before attempting to truncate.
+    */
+   bool        hastup;
+
+   /*
+    * LP_DEAD items on the page after pruning.  Includes existing LP_DEAD
+    * items.
+    */
+   int         lpdead_items;
+   OffsetNumber deadoffsets[MaxHeapTuplesPerPage];
+} PruneFreezeResult;
+
+/* 'reason' codes for heap_page_prune_and_freeze() */
 typedef enum
 {
    PRUNE_ON_ACCESS,            /* on-access pruning */
@@ -222,20 +246,6 @@ typedef enum
    PRUNE_VACUUM_CLEANUP,       /* VACUUM 2nd heap pass */
 } PruneReason;
 
-/*
- * Pruning calculates tuple visibility once and saves the results in an array
- * of int8. See PruneResult.htsv for details. This helper function is meant to
- * guard against examining visibility status array members which have not yet
- * been computed.
- */
-static inline HTSV_Result
-htsv_get_valid_status(int status)
-{
-   Assert(status >= HEAPTUPLE_DEAD &&
-          status <= HEAPTUPLE_DELETE_IN_PROGRESS);
-   return (HTSV_Result) status;
-}
-
 /* ----------------
  *     function prototypes for heap access method
  *
@@ -309,9 +319,11 @@ extern bool heap_prepare_freeze_tuple(HeapTupleHeader tuple,
                                      const struct VacuumCutoffs *cutoffs,
                                      HeapPageFreeze *pagefrz,
                                      HeapTupleFreeze *frz, bool *totally_frozen);
-extern void heap_freeze_execute_prepared(Relation rel, Buffer buffer,
-                                        TransactionId snapshotConflictHorizon,
-                                        HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples);
+
+extern void heap_pre_freeze_checks(Buffer buffer,
+                                  HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples);
+extern void heap_freeze_prepared_tuples(Buffer buffer,
+                                       HeapTupleFreeze *tuples, int ntuples);
 extern bool heap_freeze_tuple(HeapTupleHeader tuple,
                              TransactionId relfrozenxid, TransactionId relminmxid,
                              TransactionId FreezeLimit, TransactionId MultiXactCutoff);
@@ -332,12 +344,15 @@ extern TransactionId heap_index_delete_tuples(Relation rel,
 /* in heap/pruneheap.c */
 struct GlobalVisState;
 extern void heap_page_prune_opt(Relation relation, Buffer buffer);
-extern void heap_page_prune(Relation relation, Buffer buffer,
-                           struct GlobalVisState *vistest,
-                           int options,
-                           PruneResult *presult,
-                           PruneReason reason,
-                           OffsetNumber *off_loc);
+extern void heap_page_prune_and_freeze(Relation relation, Buffer buffer,
+                                      struct GlobalVisState *vistest,
+                                      int options,
+                                      struct VacuumCutoffs *cutoffs,
+                                      PruneFreezeResult *presult,
+                                      PruneReason reason,
+                                      OffsetNumber *off_loc,
+                                      TransactionId *new_relfrozen_xid,
+                                      MultiXactId *new_relmin_mxid);
 extern void heap_page_prune_execute(Buffer buffer, bool lp_truncate_only,
                                    OffsetNumber *redirected, int nredirected,
                                    OffsetNumber *nowdead, int ndead,
index 2b01a3081e3f0f8ff0da417e20211acd54df7241..fa1ede5fe7a7ac73c1bf0c457a2eac84d0817386 100644 (file)
@@ -2195,7 +2195,7 @@ PromptInterruptContext
 ProtocolVersion
 PrsStorage
 PruneReason
-PruneResult
+PruneFreezeResult
 PruneState
 PruneStepResult
 PsqlScanCallbacks