subr_kmem.c revision 1.11.4.5 1 1.11.4.5 yamt /* $NetBSD: subr_kmem.c,v 1.11.4.5 2007/11/15 11:44:48 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,
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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 1.11.4.5 yamt __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_kmem.c,v 1.11.4.5 2007/11/15 11:44:48 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 1.11.4.5 yamt #include <sys/lockdebug.h>
45 1.11.4.2 yamt
46 1.11.4.2 yamt #include <uvm/uvm_extern.h>
47 1.11.4.2 yamt #include <uvm/uvm_map.h>
48 1.11.4.2 yamt
49 1.11.4.2 yamt #include <lib/libkern/libkern.h>
50 1.11.4.2 yamt
51 1.11.4.2 yamt #define KMEM_QUANTUM_SIZE (ALIGNBYTES + 1)
52 1.11.4.2 yamt
53 1.11.4.2 yamt static vmem_t *kmem_arena;
54 1.11.4.2 yamt static struct callback_entry kmem_kva_reclaim_entry;
55 1.11.4.2 yamt
56 1.11.4.2 yamt #if defined(DEBUG)
57 1.11.4.3 yamt static void *kmem_freecheck;
58 1.11.4.2 yamt static void kmem_poison_fill(void *, size_t);
59 1.11.4.2 yamt static void kmem_poison_check(void *, size_t);
60 1.11.4.2 yamt #else /* defined(DEBUG) */
61 1.11.4.2 yamt #define kmem_poison_fill(p, sz) /* nothing */
62 1.11.4.2 yamt #define kmem_poison_check(p, sz) /* nothing */
63 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(DEBUG) */
64 1.11.4.2 yamt
65 1.11.4.2 yamt static vmem_addr_t kmem_backend_alloc(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
66 1.11.4.2 yamt vm_flag_t);
67 1.11.4.2 yamt static void kmem_backend_free(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
68 1.11.4.2 yamt static int kmem_kva_reclaim_callback(struct callback_entry *, void *, void *);
69 1.11.4.2 yamt
70 1.11.4.2 yamt static inline vm_flag_t
71 1.11.4.2 yamt kmf_to_vmf(km_flag_t kmflags)
72 1.11.4.2 yamt {
73 1.11.4.2 yamt vm_flag_t vmflags;
74 1.11.4.2 yamt
75 1.11.4.2 yamt KASSERT((kmflags & (KM_SLEEP|KM_NOSLEEP)) != 0);
76 1.11.4.2 yamt KASSERT((~kmflags & (KM_SLEEP|KM_NOSLEEP)) != 0);
77 1.11.4.2 yamt
78 1.11.4.2 yamt vmflags = 0;
79 1.11.4.2 yamt if ((kmflags & KM_SLEEP) != 0) {
80 1.11.4.2 yamt vmflags |= VM_SLEEP;
81 1.11.4.2 yamt }
82 1.11.4.2 yamt if ((kmflags & KM_NOSLEEP) != 0) {
83 1.11.4.2 yamt vmflags |= VM_NOSLEEP;
84 1.11.4.2 yamt }
85 1.11.4.2 yamt
86 1.11.4.2 yamt return vmflags;
87 1.11.4.2 yamt }
88 1.11.4.2 yamt
89 1.11.4.2 yamt /* ---- kmem API */
90 1.11.4.2 yamt
91 1.11.4.2 yamt /*
92 1.11.4.2 yamt * kmem_alloc: allocate wired memory.
93 1.11.4.2 yamt *
94 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
95 1.11.4.2 yamt */
96 1.11.4.2 yamt
97 1.11.4.2 yamt void *
98 1.11.4.2 yamt kmem_alloc(size_t size, km_flag_t kmflags)
99 1.11.4.2 yamt {
100 1.11.4.2 yamt void *p;
101 1.11.4.2 yamt
102 1.11.4.2 yamt p = (void *)vmem_alloc(kmem_arena, size,
103 1.11.4.2 yamt kmf_to_vmf(kmflags) | VM_INSTANTFIT);
104 1.11.4.3 yamt if (p != NULL) {
105 1.11.4.3 yamt kmem_poison_check(p, size);
106 1.11.4.3 yamt FREECHECK_OUT(&kmem_freecheck, p);
107 1.11.4.3 yamt }
108 1.11.4.2 yamt return p;
109 1.11.4.2 yamt }
110 1.11.4.2 yamt
111 1.11.4.2 yamt /*
112 1.11.4.2 yamt * kmem_zalloc: allocate wired memory.
113 1.11.4.2 yamt *
114 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
115 1.11.4.2 yamt */
116 1.11.4.2 yamt
117 1.11.4.2 yamt void *
118 1.11.4.2 yamt kmem_zalloc(size_t size, km_flag_t kmflags)
119 1.11.4.2 yamt {
120 1.11.4.2 yamt void *p;
121 1.11.4.2 yamt
122 1.11.4.2 yamt p = kmem_alloc(size, kmflags);
123 1.11.4.2 yamt if (p != NULL) {
124 1.11.4.2 yamt memset(p, 0, size);
125 1.11.4.2 yamt }
126 1.11.4.2 yamt return p;
127 1.11.4.2 yamt }
128 1.11.4.2 yamt
129 1.11.4.2 yamt /*
130 1.11.4.2 yamt * kmem_free: free wired memory allocated by kmem_alloc.
131 1.11.4.2 yamt *
132 1.11.4.2 yamt * => must not be called from interrupt context.
133 1.11.4.2 yamt */
134 1.11.4.2 yamt
135 1.11.4.2 yamt void
136 1.11.4.2 yamt kmem_free(void *p, size_t size)
137 1.11.4.2 yamt {
138 1.11.4.2 yamt
139 1.11.4.3 yamt FREECHECK_IN(&kmem_freecheck, p);
140 1.11.4.5 yamt LOCKDEBUG_MEM_CHECK(p, size);
141 1.11.4.2 yamt kmem_poison_fill(p, size);
142 1.11.4.2 yamt vmem_free(kmem_arena, (vmem_addr_t)p, size);
143 1.11.4.2 yamt }
144 1.11.4.2 yamt
145 1.11.4.2 yamt void
146 1.11.4.2 yamt kmem_init(void)
147 1.11.4.2 yamt {
148 1.11.4.2 yamt
149 1.11.4.2 yamt kmem_arena = vmem_create("kmem", 0, 0, KMEM_QUANTUM_SIZE,
150 1.11.4.2 yamt kmem_backend_alloc, kmem_backend_free, NULL,
151 1.11.4.4 yamt KMEM_QUANTUM_SIZE * 32, VM_SLEEP, IPL_NONE);
152 1.11.4.2 yamt callback_register(&vm_map_to_kernel(kernel_map)->vmk_reclaim_callback,
153 1.11.4.2 yamt &kmem_kva_reclaim_entry, kmem_arena, kmem_kva_reclaim_callback);
154 1.11.4.2 yamt }
155 1.11.4.2 yamt
156 1.11.4.2 yamt size_t
157 1.11.4.2 yamt kmem_roundup_size(size_t size)
158 1.11.4.2 yamt {
159 1.11.4.2 yamt
160 1.11.4.2 yamt return vmem_roundup_size(kmem_arena, size);
161 1.11.4.2 yamt }
162 1.11.4.2 yamt
163 1.11.4.2 yamt /* ---- uvm glue */
164 1.11.4.2 yamt
165 1.11.4.2 yamt static vmem_addr_t
166 1.11.4.2 yamt kmem_backend_alloc(vmem_t *dummy, vmem_size_t size, vmem_size_t *resultsize,
167 1.11.4.2 yamt vm_flag_t vmflags)
168 1.11.4.2 yamt {
169 1.11.4.2 yamt uvm_flag_t uflags;
170 1.11.4.2 yamt vaddr_t va;
171 1.11.4.2 yamt
172 1.11.4.2 yamt KASSERT(dummy == NULL);
173 1.11.4.2 yamt KASSERT(size != 0);
174 1.11.4.2 yamt KASSERT((vmflags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
175 1.11.4.2 yamt KASSERT((~vmflags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
176 1.11.4.2 yamt
177 1.11.4.2 yamt if ((vmflags & VM_NOSLEEP) != 0) {
178 1.11.4.2 yamt uflags = UVM_KMF_TRYLOCK | UVM_KMF_NOWAIT;
179 1.11.4.2 yamt } else {
180 1.11.4.2 yamt uflags = UVM_KMF_WAITVA;
181 1.11.4.2 yamt }
182 1.11.4.2 yamt *resultsize = size = round_page(size);
183 1.11.4.2 yamt va = uvm_km_alloc(kernel_map, size, 0,
184 1.11.4.2 yamt uflags | UVM_KMF_WIRED | UVM_KMF_CANFAIL);
185 1.11.4.4 yamt if (va != 0) {
186 1.11.4.4 yamt kmem_poison_fill((void *)va, size);
187 1.11.4.4 yamt }
188 1.11.4.2 yamt return (vmem_addr_t)va;
189 1.11.4.2 yamt }
190 1.11.4.2 yamt
191 1.11.4.2 yamt static void
192 1.11.4.2 yamt kmem_backend_free(vmem_t *dummy, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
193 1.11.4.2 yamt {
194 1.11.4.2 yamt
195 1.11.4.2 yamt KASSERT(dummy == NULL);
196 1.11.4.2 yamt KASSERT(addr != 0);
197 1.11.4.2 yamt KASSERT(size != 0);
198 1.11.4.2 yamt KASSERT(size == round_page(size));
199 1.11.4.2 yamt
200 1.11.4.2 yamt kmem_poison_check((void *)addr, size);
201 1.11.4.2 yamt uvm_km_free(kernel_map, (vaddr_t)addr, size, UVM_KMF_WIRED);
202 1.11.4.2 yamt }
203 1.11.4.2 yamt
204 1.11.4.2 yamt static int
205 1.11.4.2 yamt kmem_kva_reclaim_callback(struct callback_entry *ce, void *obj, void *arg)
206 1.11.4.2 yamt {
207 1.11.4.2 yamt vmem_t *vm = obj;
208 1.11.4.2 yamt
209 1.11.4.2 yamt vmem_reap(vm);
210 1.11.4.2 yamt return CALLBACK_CHAIN_CONTINUE;
211 1.11.4.2 yamt }
212 1.11.4.2 yamt
213 1.11.4.2 yamt /* ---- debug */
214 1.11.4.2 yamt
215 1.11.4.2 yamt #if defined(DEBUG)
216 1.11.4.2 yamt
217 1.11.4.2 yamt #if defined(_LP64)
218 1.11.4.2 yamt #define PRIME 0x9e37fffffffc0001UL
219 1.11.4.2 yamt #else /* defined(_LP64) */
220 1.11.4.2 yamt #define PRIME 0x9e3779b1
221 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(_LP64) */
222 1.11.4.2 yamt
223 1.11.4.2 yamt static inline uint8_t
224 1.11.4.2 yamt kmem_poison_pattern(const void *p)
225 1.11.4.2 yamt {
226 1.11.4.2 yamt
227 1.11.4.2 yamt return (uint8_t)((((uintptr_t)p) * PRIME)
228 1.11.4.2 yamt >> ((sizeof(uintptr_t) - sizeof(uint8_t))) * CHAR_BIT);
229 1.11.4.2 yamt }
230 1.11.4.2 yamt
231 1.11.4.2 yamt static void
232 1.11.4.2 yamt kmem_poison_fill(void *p, size_t sz)
233 1.11.4.2 yamt {
234 1.11.4.2 yamt uint8_t *cp;
235 1.11.4.2 yamt const uint8_t *ep;
236 1.11.4.2 yamt
237 1.11.4.2 yamt cp = p;
238 1.11.4.2 yamt ep = cp + sz;
239 1.11.4.2 yamt while (cp < ep) {
240 1.11.4.2 yamt *cp = kmem_poison_pattern(cp);
241 1.11.4.2 yamt cp++;
242 1.11.4.2 yamt }
243 1.11.4.2 yamt }
244 1.11.4.2 yamt
245 1.11.4.2 yamt static void
246 1.11.4.2 yamt kmem_poison_check(void *p, size_t sz)
247 1.11.4.2 yamt {
248 1.11.4.2 yamt uint8_t *cp;
249 1.11.4.2 yamt const uint8_t *ep;
250 1.11.4.2 yamt
251 1.11.4.2 yamt cp = p;
252 1.11.4.2 yamt ep = cp + sz;
253 1.11.4.2 yamt while (cp < ep) {
254 1.11.4.2 yamt const uint8_t expected = kmem_poison_pattern(cp);
255 1.11.4.2 yamt
256 1.11.4.2 yamt if (*cp != expected) {
257 1.11.4.2 yamt panic("%s: %p: 0x%02x != 0x%02x\n",
258 1.11.4.2 yamt __func__, cp, *cp, expected);
259 1.11.4.2 yamt }
260 1.11.4.2 yamt cp++;
261 1.11.4.2 yamt }
262 1.11.4.2 yamt }
263 1.11.4.2 yamt
264 1.11.4.2 yamt #endif /* defined(DEBUG) */
265