subr_kmem.c revision 1.11.4.4 1 1.11.4.4 yamt /* $NetBSD: subr_kmem.c,v 1.11.4.4 2007/09/03 14:41:03 yamt Exp $ */
2 1.11.4.2 yamt
3 1.11.4.2 yamt /*-
4 1.11.4.2 yamt * Copyright (c)2006 YAMAMOTO Takashi,
5 1.11.4.2 yamt * All rights reserved.
6 1.11.4.2 yamt *
7 1.11.4.2 yamt * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8 1.11.4.2 yamt * modification, are permitted provided that the following conditions
9 1.11.4.2 yamt * are met:
10 1.11.4.2 yamt * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11 1.11.4.2 yamt * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12 1.11.4.2 yamt * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13 1.11.4.2 yamt * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14 1.11.4.2 yamt * documentation and/or other materials provided with the distribution.
15 1.11.4.2 yamt *
16 1.11.4.2 yamt * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
17 1.11.4.2 yamt * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
18 1.11.4.2 yamt * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
19 1.11.4.2 yamt * ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
20 1.11.4.2 yamt * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
21 1.11.4.2 yamt * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
22 1.11.4.2 yamt * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
23 1.11.4.2 yamt * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
24 1.11.4.2 yamt * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
25 1.11.4.2 yamt * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
26 1.11.4.2 yamt * SUCH DAMAGE.
27 1.11.4.2 yamt */
28 1.11.4.2 yamt
29 1.11.4.2 yamt /*
30 1.11.4.2 yamt * allocator of kernel wired memory.
31 1.11.4.2 yamt *
32 1.11.4.2 yamt * TODO:
33 1.11.4.2 yamt * - worth to have "intrsafe" version? maybe..
34 1.11.4.2 yamt */
35 1.11.4.2 yamt
36 1.11.4.2 yamt #include <sys/cdefs.h>
37 1.11.4.4 yamt __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_kmem.c,v 1.11.4.4 2007/09/03 14:41:03 yamt Exp $");
38 1.11.4.2 yamt
39 1.11.4.2 yamt #include <sys/param.h>
40 1.11.4.2 yamt #include <sys/callback.h>
41 1.11.4.2 yamt #include <sys/kmem.h>
42 1.11.4.2 yamt #include <sys/vmem.h>
43 1.11.4.3 yamt #include <sys/debug.h>
44 1.11.4.2 yamt
45 1.11.4.2 yamt #include <uvm/uvm_extern.h>
46 1.11.4.2 yamt #include <uvm/uvm_map.h>
47 1.11.4.2 yamt
48 1.11.4.2 yamt #include <lib/libkern/libkern.h>
49 1.11.4.2 yamt
50 1.11.4.2 yamt #define KMEM_QUANTUM_SIZE (ALIGNBYTES + 1)
51 1.11.4.2 yamt
52 1.11.4.2 yamt static vmem_t *kmem_arena;
53 1.11.4.2 yamt static struct callback_entry kmem_kva_reclaim_entry;
54 1.11.4.2 yamt
55 1.11.4.2 yamt #if defined(DEBUG)
56 1.11.4.3 yamt static void *kmem_freecheck;
57 1.11.4.2 yamt static void kmem_poison_fill(void *, size_t);
58 1.11.4.2 yamt static void kmem_poison_check(void *, size_t);
59 1.11.4.2 yamt #else /* defined(DEBUG) */
60 1.11.4.2 yamt #define kmem_poison_fill(p, sz) /* nothing */
61 1.11.4.2 yamt #define kmem_poison_check(p, sz) /* nothing */
62 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(DEBUG) */
63 1.11.4.2 yamt
64 1.11.4.2 yamt static vmem_addr_t kmem_backend_alloc(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
65 1.11.4.2 yamt vm_flag_t);
66 1.11.4.2 yamt static void kmem_backend_free(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
67 1.11.4.2 yamt static int kmem_kva_reclaim_callback(struct callback_entry *, void *, void *);
68 1.11.4.2 yamt
69 1.11.4.2 yamt static inline vm_flag_t
70 1.11.4.2 yamt kmf_to_vmf(km_flag_t kmflags)
71 1.11.4.2 yamt {
72 1.11.4.2 yamt vm_flag_t vmflags;
73 1.11.4.2 yamt
74 1.11.4.2 yamt KASSERT((kmflags & (KM_SLEEP|KM_NOSLEEP)) != 0);
75 1.11.4.2 yamt KASSERT((~kmflags & (KM_SLEEP|KM_NOSLEEP)) != 0);
76 1.11.4.2 yamt
77 1.11.4.2 yamt vmflags = 0;
78 1.11.4.2 yamt if ((kmflags & KM_SLEEP) != 0) {
79 1.11.4.2 yamt vmflags |= VM_SLEEP;
80 1.11.4.2 yamt }
81 1.11.4.2 yamt if ((kmflags & KM_NOSLEEP) != 0) {
82 1.11.4.2 yamt vmflags |= VM_NOSLEEP;
83 1.11.4.2 yamt }
84 1.11.4.2 yamt
85 1.11.4.2 yamt return vmflags;
86 1.11.4.2 yamt }
87 1.11.4.2 yamt
88 1.11.4.2 yamt /* ---- kmem API */
89 1.11.4.2 yamt
90 1.11.4.2 yamt /*
91 1.11.4.2 yamt * kmem_alloc: allocate wired memory.
92 1.11.4.2 yamt *
93 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
94 1.11.4.2 yamt */
95 1.11.4.2 yamt
96 1.11.4.2 yamt void *
97 1.11.4.2 yamt kmem_alloc(size_t size, km_flag_t kmflags)
98 1.11.4.2 yamt {
99 1.11.4.2 yamt void *p;
100 1.11.4.2 yamt
101 1.11.4.2 yamt p = (void *)vmem_alloc(kmem_arena, size,
102 1.11.4.2 yamt kmf_to_vmf(kmflags) | VM_INSTANTFIT);
103 1.11.4.3 yamt if (p != NULL) {
104 1.11.4.3 yamt kmem_poison_check(p, size);
105 1.11.4.3 yamt FREECHECK_OUT(&kmem_freecheck, p);
106 1.11.4.3 yamt }
107 1.11.4.2 yamt return p;
108 1.11.4.2 yamt }
109 1.11.4.2 yamt
110 1.11.4.2 yamt /*
111 1.11.4.2 yamt * kmem_zalloc: allocate wired memory.
112 1.11.4.2 yamt *
113 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
114 1.11.4.2 yamt */
115 1.11.4.2 yamt
116 1.11.4.2 yamt void *
117 1.11.4.2 yamt kmem_zalloc(size_t size, km_flag_t kmflags)
118 1.11.4.2 yamt {
119 1.11.4.2 yamt void *p;
120 1.11.4.2 yamt
121 1.11.4.2 yamt p = kmem_alloc(size, kmflags);
122 1.11.4.2 yamt if (p != NULL) {
123 1.11.4.2 yamt memset(p, 0, size);
124 1.11.4.2 yamt }
125 1.11.4.2 yamt return p;
126 1.11.4.2 yamt }
127 1.11.4.2 yamt
128 1.11.4.2 yamt /*
129 1.11.4.2 yamt * kmem_free: free wired memory allocated by kmem_alloc.
130 1.11.4.2 yamt *
131 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
132 1.11.4.2 yamt */
133 1.11.4.2 yamt
134 1.11.4.2 yamt void
135 1.11.4.2 yamt kmem_free(void *p, size_t size)
136 1.11.4.2 yamt {
137 1.11.4.2 yamt
138 1.11.4.3 yamt FREECHECK_IN(&kmem_freecheck, p);
139 1.11.4.2 yamt kmem_poison_fill(p, size);
140 1.11.4.2 yamt vmem_free(kmem_arena, (vmem_addr_t)p, size);
141 1.11.4.2 yamt }
142 1.11.4.2 yamt
143 1.11.4.2 yamt void
144 1.11.4.2 yamt kmem_init(void)
145 1.11.4.2 yamt {
146 1.11.4.2 yamt
147 1.11.4.2 yamt kmem_arena = vmem_create("kmem", 0, 0, KMEM_QUANTUM_SIZE,
148 1.11.4.2 yamt kmem_backend_alloc, kmem_backend_free, NULL,
149 1.11.4.4 yamt KMEM_QUANTUM_SIZE * 32, VM_SLEEP, IPL_NONE);
150 1.11.4.2 yamt callback_register(&vm_map_to_kernel(kernel_map)->vmk_reclaim_callback,
151 1.11.4.2 yamt &kmem_kva_reclaim_entry, kmem_arena, kmem_kva_reclaim_callback);
152 1.11.4.2 yamt }
153 1.11.4.2 yamt
154 1.11.4.2 yamt size_t
155 1.11.4.2 yamt kmem_roundup_size(size_t size)
156 1.11.4.2 yamt {
157 1.11.4.2 yamt
158 1.11.4.2 yamt return vmem_roundup_size(kmem_arena, size);
159 1.11.4.2 yamt }
160 1.11.4.2 yamt
161 1.11.4.2 yamt /* ---- uvm glue */
162 1.11.4.2 yamt
163 1.11.4.2 yamt static vmem_addr_t
164 1.11.4.2 yamt kmem_backend_alloc(vmem_t *dummy, vmem_size_t size, vmem_size_t *resultsize,
165 1.11.4.2 yamt vm_flag_t vmflags)
166 1.11.4.2 yamt {
167 1.11.4.2 yamt uvm_flag_t uflags;
168 1.11.4.2 yamt vaddr_t va;
169 1.11.4.2 yamt
170 1.11.4.2 yamt KASSERT(dummy == NULL);
171 1.11.4.2 yamt KASSERT(size != 0);
172 1.11.4.2 yamt KASSERT((vmflags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
173 1.11.4.2 yamt KASSERT((~vmflags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
174 1.11.4.2 yamt
175 1.11.4.2 yamt if ((vmflags & VM_NOSLEEP) != 0) {
176 1.11.4.2 yamt uflags = UVM_KMF_TRYLOCK | UVM_KMF_NOWAIT;
177 1.11.4.2 yamt } else {
178 1.11.4.2 yamt uflags = UVM_KMF_WAITVA;
179 1.11.4.2 yamt }
180 1.11.4.2 yamt *resultsize = size = round_page(size);
181 1.11.4.2 yamt va = uvm_km_alloc(kernel_map, size, 0,
182 1.11.4.2 yamt uflags | UVM_KMF_WIRED | UVM_KMF_CANFAIL);
183 1.11.4.4 yamt if (va != 0) {
184 1.11.4.4 yamt kmem_poison_fill((void *)va, size);
185 1.11.4.4 yamt }
186 1.11.4.2 yamt return (vmem_addr_t)va;
187 1.11.4.2 yamt }
188 1.11.4.2 yamt
189 1.11.4.2 yamt static void
190 1.11.4.2 yamt kmem_backend_free(vmem_t *dummy, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
191 1.11.4.2 yamt {
192 1.11.4.2 yamt
193 1.11.4.2 yamt KASSERT(dummy == NULL);
194 1.11.4.2 yamt KASSERT(addr != 0);
195 1.11.4.2 yamt KASSERT(size != 0);
196 1.11.4.2 yamt KASSERT(size == round_page(size));
197 1.11.4.2 yamt
198 1.11.4.2 yamt kmem_poison_check((void *)addr, size);
199 1.11.4.2 yamt uvm_km_free(kernel_map, (vaddr_t)addr, size, UVM_KMF_WIRED);
200 1.11.4.2 yamt }
201 1.11.4.2 yamt
202 1.11.4.2 yamt static int
203 1.11.4.2 yamt kmem_kva_reclaim_callback(struct callback_entry *ce, void *obj, void *arg)
204 1.11.4.2 yamt {
205 1.11.4.2 yamt vmem_t *vm = obj;
206 1.11.4.2 yamt
207 1.11.4.2 yamt vmem_reap(vm);
208 1.11.4.2 yamt return CALLBACK_CHAIN_CONTINUE;
209 1.11.4.2 yamt }
210 1.11.4.2 yamt
211 1.11.4.2 yamt /* ---- debug */
212 1.11.4.2 yamt
213 1.11.4.2 yamt #if defined(DEBUG)
214 1.11.4.2 yamt
215 1.11.4.2 yamt #if defined(_LP64)
216 1.11.4.2 yamt #define PRIME 0x9e37fffffffc0001UL
217 1.11.4.2 yamt #else /* defined(_LP64) */
218 1.11.4.2 yamt #define PRIME 0x9e3779b1
219 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(_LP64) */
220 1.11.4.2 yamt
221 1.11.4.2 yamt static inline uint8_t
222 1.11.4.2 yamt kmem_poison_pattern(const void *p)
223 1.11.4.2 yamt {
224 1.11.4.2 yamt
225 1.11.4.2 yamt return (uint8_t)((((uintptr_t)p) * PRIME)
226 1.11.4.2 yamt >> ((sizeof(uintptr_t) - sizeof(uint8_t))) * CHAR_BIT);
227 1.11.4.2 yamt }
228 1.11.4.2 yamt
229 1.11.4.2 yamt static void
230 1.11.4.2 yamt kmem_poison_fill(void *p, size_t sz)
231 1.11.4.2 yamt {
232 1.11.4.2 yamt uint8_t *cp;
233 1.11.4.2 yamt const uint8_t *ep;
234 1.11.4.2 yamt
235 1.11.4.2 yamt cp = p;
236 1.11.4.2 yamt ep = cp + sz;
237 1.11.4.2 yamt while (cp < ep) {
238 1.11.4.2 yamt *cp = kmem_poison_pattern(cp);
239 1.11.4.2 yamt cp++;
240 1.11.4.2 yamt }
241 1.11.4.2 yamt }
242 1.11.4.2 yamt
243 1.11.4.2 yamt static void
244 1.11.4.2 yamt kmem_poison_check(void *p, size_t sz)
245 1.11.4.2 yamt {
246 1.11.4.2 yamt uint8_t *cp;
247 1.11.4.2 yamt const uint8_t *ep;
248 1.11.4.2 yamt
249 1.11.4.2 yamt cp = p;
250 1.11.4.2 yamt ep = cp + sz;
251 1.11.4.2 yamt while (cp < ep) {
252 1.11.4.2 yamt const uint8_t expected = kmem_poison_pattern(cp);
253 1.11.4.2 yamt
254 1.11.4.2 yamt if (*cp != expected) {
255 1.11.4.2 yamt panic("%s: %p: 0x%02x != 0x%02x\n",
256 1.11.4.2 yamt __func__, cp, *cp, expected);
257 1.11.4.2 yamt }
258 1.11.4.2 yamt cp++;
259 1.11.4.2 yamt }
260 1.11.4.2 yamt }
261 1.11.4.2 yamt
262 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(DEBUG) */
263